為什麼航母艦載機起飛只用不到一半的甲板距離?
如題,這個問題一直搞不明白,為什麼航母起飛只用不到一半的甲板距離!
有彈射器的如此,如美國的,彈射器就在不到甲板一半距離的位置上,老瓦也如此,從現在的圖片來看,檔焰板差不多只在1/3處!
這樣的原因是為了讓後部進行飛機降落嗎?應該不是,沒有見過哪個航母飛機起飛和降落同時進行!
是為了停放飛機嗎?應該也不是,飛機大多數都是停放在機庫裡面的。
那這樣做的原因是什麼呢?
試想,用一半的距離加劃躍可以起飛SU-33,那麼如果整個甲板都用上,起飛固定翼預警機應該沒有大問題啊!
題主其實有些話沒有說錯。0. 有彈射器的航母沒必要更大的起飛甲板空間,E-2之類的艦載預警機其實最大的限制並不是起飛,而是降落(跑道長度和阻攔索強度)和在機庫里的調度。1.庫茲涅佐夫級這樣的大型滑越航母的起飛跑道是有長短之分的。
在飛行甲板1/3處的那個是短跑道,可以兩機交替起飛提高起飛效率。但如果是重載的Su-33就必須從長跑道起飛(注意上圖降落甲板中間,還有一個起飛點)。但從這個起飛點起飛的話不但效率低,而且還有佔用降落甲板。
2.現代航母相對二戰航母最大的改變就是有了傾斜甲板,讓起降分離,使降落失敗的飛機不至於撞到甲板上停靠的和準備起飛的飛機。這個是海軍在事故中用血的教訓換來的。3.在戰鬥狀態時,戰機都會被從機庫升到甲板上來的。所以甲板必須有充足的停機位。4.在戰鬥中同時需要起飛和降落戰機的情況非常常見。戰損的戰機若不能及時降落很可能就墜海了。。。。1.最大起飛距離/重載起飛距離就那麼長,多餘了浪費。
也有很長的,參見先天缺陷的超日王號,僅有兩個重載起飛點,且互相干涉且與降落跑道干涉…… 還有比例更大的,參見英國的輕型航母,由於不區分起飛和降落跑道,其起飛跑道佔用整條跑道 2.現代航母的起飛跑道和降落跑道分離,一般互不干涉,航母后側多為降落跑道3.執行任務往往需要多架飛機,而起飛點有限,降落點更是只有一個,起飛前的準備也需要在甲板上完成,因此需要冗餘的空間臨時停放飛機來緩衝起飛和降落4.美軍曾成功實驗C-130這類大型飛機的航母艦載起飛(CV-59福萊斯特號,1963年),但沒有太大實用價值二放棄。為了使C-130起飛,首先機庫浪費,再次搭載C-130的航母無法進行其他固定翼艦載機的起降。
5.固定翼預警機有E-2和Yak-44。預警機的難處不在於飛機,而在於電子設備和雷達,尤其是做到足夠小乃至艦載機能夠容納。倘若是一架很大的預警機,參見第4條,你沒有戰鬥機……PS你這問題怎麼有鐵血粘貼過來的意思啊,這種問題去鐵血問不更好1 艦載機技術發展影響
在討論航母甲板布局演進之前,先分析一下艦載機技術發展對於航母作戰模式以及甲板運作的影響。
二戰後,艦載機從螺旋槳升級到噴氣式,因為噴氣式飛機發動機試機時會向後噴出高溫氣流,因此二戰中那種飛機堆成一團進行起飛前準備的模式不能沿用,這對於甲板上飛機的調度產生重大影響。
此外艦載機大型化,武器搭載能力大幅提高,空空導彈和精確制導武器的普遍使用,戰機的攻防能力大幅提高。以攻擊任務而言,普遍採用精確制導以及防區外攻擊武器,因此不需要以提高攻擊機密度來保證攻擊成功率。二戰中那種動輒出動幾十上百架戰機攻擊一個目標的情況很難再現了。而以制空任務而言,預警機加上超視距空空導彈的普遍應用,以及發射後不管的能力的出現,讓戰鬥機攔截效率大幅提高,以較少的數量即可完成制空任務。
這些變化帶來的結果是,以前強調的航母需要在短時間內放出大量飛機這種能力變得不是那麼重要,而持續不斷起降飛機需求變得更重要一些。
另外說一下航母大型化的邊界,熟悉航母發展歷史的同好應該都知道,二戰結束後美國大型航母排水量有個爆發性增長階段,從二戰中的3-4萬噸級,很快攀升至8-10萬噸級,但在十萬噸級這個級別上,一直沒有什麼大的突破。分析其原因,艦載機大型化是二戰後航母體格大漲的推手,但現代航母降落跑道始終只有一條,回收能力沒有同步提高,因而限制了艦載機數量,同時也限制航母噸位的增長。
2 美國航母甲板布局演進
二戰結束後,美國批量建造了多個級別的航母,斜角甲板的出現,讓航母可以同時互不干擾的進行起飛和著艦作業,極大提高了航母飛行甲板運作效率,也因此對其甲板布局造成了重大影響。
美國是航母的建造和使用經驗最豐富的國家,但對於斜角甲板地運用上,也是需要實踐來的學習的。
中途島級設計源於二戰,斜角甲板為後來改裝,不可避免有很多限制
福萊斯特級在雖然建造中就加入斜角甲板布局,但因為還處於起步階段,仍然很多不足之處
企業號,小鷹級在設計中斜角甲板已經較為成熟,因此後期尼米茲級的甲板布局改動已經很少了,到了最新的福特級,其甲板布置方式又有了一些新變化。
航空母艦甲板操作是一個很複雜的過程,以斜角甲板為核心,彈射器,升降機以及艦島的布置相互影響。
3 彈射器、升降機以及艦島布局分析
福萊斯特級是美國重型航母的探路者,雖然還有一些不成熟的地方,四部彈射器和四部升降機的配置也是由此開始。
美國航母彈射器普遍採用前二中二布局,從小鷹級開始,前部二號彈射器向右舷移動,盡量降低對著艦飛機的影響,其他一直沒有大的變化;
升降機普遍採用左一右三布局,除了萊切斯特級左舷升降機在艦體中部以外,其他級別都布置在艦體後方;
艦島都布置於右舷,短小精幹,中途島級和萊切斯特級艦島在一號和二號升降機之間,而後面的航母都在二號和三號升降機之間。
在最新的福特級設計方案中,艦島布置在右舷升降機減少到兩部,而艦島布置在升降機之後。這些細微調整,都是為了提高艦載機起降運作效率,後面會嘗試分析一下其中原因。
中途島級和福萊斯特級差別是很大的
企業號,小鷹級,尼米茲級在布局上的差別就很細微了
4 甲板運作模式反思
大家以前分析航母出動能力的時候,不影響著艦前提下的機位布置與數量是一個重要指標,但是看了一些著艦的視頻和照片後,我發現在這個問題上我們鑽牛角尖了。從航母的角度而言,確實周圍飛行的艦載機隨時有可能提出著艦請求,但是從提出降落請求到著艦還是要經過一段時間,這就給甲調整提供了條件。
我們可以把甲板上飛機的停放狀態分為幾種:
狀態1:起飛跑道清空,降落甲板安全區完全清空,可隨時起飛和降落載機,這是理想狀態,也是大家討論的最多的狀態狀態2:起飛跑道清空,降落甲板安全區部分佔用,可隨時起飛載機,可以在較短時間內(假定3分鐘)清空降落甲板安全區,進行降落操作,作業結束後可快速恢復到之前的狀態,這才是航母作業的常見狀態,這個狀態對於評估航母的起降能力最為有效。
狀態3:極限起飛狀態和降落狀態,此時航母甲板作業,只考慮一種作業需求,會較長時間失去另一種作業能力,實際航母很少進入這種作業方式。
5 美俄航母運作能力對比
前面已經分析了按照狀態2評估航母起降作業能力的實用性,現在就分析一下美俄航母在這個狀態下的表現。
以前有個帖子中,大家爭論老瓦、中途島、福萊斯特、小鷹的作業效率,這裡首先要指出一點:中途島、福萊斯特、小鷹三級航母之間的作業效率是差異很大的,原因前面也說明了,中途島級限於原始設計,確實調度起來不那麼方便,而小鷹可謂常規航母集大成之作,性能非常優秀。
這裡以小鷹為例來進行分析:
按照美國常用甲板布局,保持四個彈射器工作的情況下,可以有四個停機準備區,分別是右舷艦島前部區域(至少6架),右舷艦島後部區域(至少6架),這兩個停機區完全不影響飛機降落,此外還有斜角甲板右側停機區,這個區域可以停放4-6架戰機,如果需要進行降落作業時,將這些飛機向右舷短距移動即可,左舷停機區,這個區域位於四號升降機,可以停放4架戰機,在降落操作時少許調整停機角度即可。利用上述四個停機區域,小鷹號可以一次出動超過24架飛機的攻擊波,並且是四個彈射器同時運作。
如果此時出現降落請求,當降落飛機數量低於4架時,甲板上可以提供一定中轉空間,降落結束後即可恢復起飛作業;如果降落數量較多,則需要佔用2號彈射器甲板空間,這裡可以容納8-10架飛機;如果降落數量達到20-24架,則需要將整個前甲板用於停機,此時仍可保證3、4號彈射器在降落結束後恢復起飛作業;如果降落數量達到30-36架,則必須將右舷前部停機位清理出來,當然降落20架飛機至少也需要20分鐘,這個時間內可以將右舷部分飛機處理後裝入機庫了,因此3、4號彈射器仍可保留相當起飛能量。
如果需要出動30架級別的攻擊波,一個辦法就是將1號跑道作為停機準備區,此時有3部彈射器可以工作,並且仍然保留有10架左右應急降落的空間。
按照同樣方法分析庫茲涅佐夫號航母,我們會發現,因為艦寬較窄(70米),小鷹是77米,艦載機尺寸大,停機時只能使用右舷前後以及艦島內側停機,其一個波次最大出動量為15-16架,在降落數超過6架的情況下,前甲板就無法起飛戰機。因此按照目前狀態,庫艦的最大起飛能力,最大起飛速度,應急降落能力都遠低於小鷹級。小鷹級的航空作業能力可以達到庫艦的1.5-1.8倍。6 福特級的改進
福特級是美國最新一級航母,艦島後移以後,斜角甲板右側停機區的容量可以擴大到8架以上,而左舷甲板向艦尾加長,也可增加2-3個停機位,這樣在在狀態2的情況下,使用四部彈射器的最大出擊量可以達到30-32架,起飛作業能力提升明顯。
7 遼寧號改造思路
遼寧號目前還處於測試、訓練階段,應該還會在中國海軍運作較長一段時間,通過上面分析,也得到了一些甲板改造的思路。
1 調整艦島處飛機擺放方式,以便有部分機位可以測試發動機
2 二號起飛跑道向右舷移動,盡量減少對於斜角跑道干擾
3 添加一條起飛跑道,位置同美國航母四號彈射器,斜角起飛跑道改為7度滑躍甲板還有一點,如果我國自建航母仍然要使用j15作為艦載機,可以考慮將機頭雷達罩改為水平摺疊式,降低長度。改變摺疊機翼處掛架位置,使其在記憶著摺疊狀態也可進行大部分飛行準備工作。
經過改進後,遼寧號的起飛速度以及調度靈活性有一定提高,但是限於甲板寬度,艦載機尺寸以及大艦島設計,運作效率仍然遠低於小鷹級
遼寧號的問題是艦島太大,停機區太小。 只有把艦島縮小,降落跑道角度變大,再加上滑躍甲板一側。這樣可以停比較多的飛機。首先,航母上的空間是非常寶貴的,哪怕只是指頭這麼大地兒。所以起飛區也要儘可能的減小,越小越好,現代的艦載機一般這麼長的距離起飛已經足夠了,除非想庫茲涅佐夫級的滑躍甲板要起飛滿載的Su-33這類很重的飛機需要較長距離的加速,所以庫茲涅佐夫級是有重載起飛點的,但是重載起飛點已經佔用了降落甲板的一部分,起飛這類飛機的時候已經不能正常降落戰機了;當然起降戰機的時候甲板上是要停一些飛機的,不可能全在機庫里,那樣響應時間太長不利於作戰。而且停放戰機也不能停放在降落跑道上,你不知道啥時候有突髮狀況戰機需要緊急降落。
然後,同時起飛和降落戰機在航母上非常常見,所以二戰後航母的最大改進就是起飛和降落的跑道分開了。
至於你說的固定翼預警機等較大的飛機,起飛的問題不大,主要問題是降落跑道夠不夠長,攔阻索的強度,不然衝出去就掉海里了,基本上所有戰機都是這樣,降落難度遠大於起飛,因為航母在海上是運動的,還會晃。所以航母的甲板起飛區只佔一小部分,最大的區域還是降落區。推薦閱讀:
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