影響航母艦載機出動效率的因素是什麼?

影響航母艦載機出動效率的因素有哪些?滑越甲板,蒸汽彈射和電磁彈射在艦載機出動效率上有何差異?有哪些文獻或者書籍可以了解這方面的知識?

還有個具體例子,F-14D和F-18E/F的出動效率相差多大?


這個問題頗大,我只把自己看過的 pdf 介紹一遍算了,如下:
打包回答中提到的前五份文檔以及評論中提到的《Phase I ...》:https://pan.baidu.com/s/1sl0ixLr

關於艦載機出動能力的最佳文檔,我認為是:

Sortie Generation Capacity of Embarked Airwings》 ADA359178

艦載機聯隊的出動架次能力 - 1998年,海軍分析中心
原始文檔下載地址(要翻牆):http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?AD=ADA359178

大約是說,架次生成能力主要由以下因素決定:

1 艦載機的可用數量;這裡其實說的是一大堆東東,包括任務完好率,每天的飛行小時,每次飛行任務的長度。。。
出動架次多的原因包括:容易維護的飛機,任務完好率高,使用高效率的升降機,戰損概率低,備件充足,24小時連續出動會比 12小時出動更多,短距離的打擊任務架次比長時間的CAP多,有加油機支援的時候出動架次更高。。。等等。

2 飛行員的數量,機組人員多就可以輪換,允許不同中隊的飛行員互換,出動架次就高,飛行員的開會過多過長會降低出動率,疲勞的飛行員會降低出動率,然而睡眠過多也會降低出動率;

3 甲板地勤的能力,同上。地勤多出動架次高。另外,起降的輪轉周期太短,掛載的彈藥太多太複雜,甲板的飛機密度太大,需要補給等等都會降低出動率。

下表第一列是 理論上的 基準出動架次率,後面幾列是改變了某個因素之後的 估計 出動率。

一個 F-14D中隊 10架飛機,F/A-18C中隊 12架飛機

解釋一下 SCR:Sortie-completion rate = 按計划出動率,如果允許更多的艦載機不按計划出動,那麼見縫插針式地運作,可以提高總出動架次,而複雜的大波次出動則會降低總出動架次。

F/A-18中隊之間允許互換飛機,機組,地勤的話,也可以提高出動架次

其次是文檔
USS Nimitz and Carrier Airwing Nine Surge Demonstration》 a362472
尼米茲航母和第九艦載機聯隊的「高潮97」演習
如果說上一個文檔是理論,這一個文檔就是實際經驗了。
此文一大堆經驗總結,其中一個是甲板的飛機最好不超過 30架。
從截圖可以看出,演習中第一波就彈射了 32架固定翼飛機!所謂不能連續彈射 xx架,純屬造謠。

然後有篇中文的《國外航母艦載機出動回收能力指標體系分析》劉相春,就是基於上述兩個文檔,摘要翻譯解釋一下,不愛看英文的可以參考這個。

第四篇,美國政府問責辦公室報告:常規動力與核動力航母的比較
貌似無需翻牆:U.S. GAO - Navy Aircraft Carriers: Cost-Effectiveness of Conventionally and Nuclear-Powered Carriers
尼米茲級最多搭載 130架F-18,淡水供應能力 78噸/小時,加速能力。。。等等數據都是出自此文檔。

第五篇,《Electromagnetic Aircraft Launch System - EMALS》 ADA602992 - 2010年
電磁彈射器介紹,其中提到 蒸汽彈射器每次彈射使用約 614公斤蒸汽
http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?AD=ADA602992

其它:
《Aviation Boatswain』s Mate Equipment (ABE) 14310A》彩色 《Aviation Boatswain"s Mate E NAVEDTRA 14310》 黑白
詳細解釋航母上的航空設備,你在雜誌看到各種貌似很牛逼的彈射器結構圖,都是來自這兩個文檔。

哦,題主還問了電磁彈射,那麼最權威的只能是《Selected Acquisition Report (SAR) CVN 78 CLASS 》
福特號的報告,其中對福特號的當前估計是 持續出動172架次/日,爆發出動 284架次/日

最後強調一下:經常被各路軍盲提起的 尼米茲級彈射 xx架飛機就耗光蒸汽,純屬胡說八道。

大概最初來自《航空檔案》2009第10期,」彈射還是滑躍:發展中國家航母的抉擇「一文,截圖如下

然後是《兵器知識》2015年第 5期 「微觀航母之彈射器雜談」一文。

聲稱彈射 32架飛機會耗光蒸汽無法彈射。。。

為什麼上述兩個附圖都是胡扯呢?

除了評論區的理由,再補充一個文檔 《Phase I Final Rule and Technical Development Document of Uniform National Discharge Standards》裡面說:

每艘航母有四個 Wet Accumulator (濕式蒸汽收集器),每個容量是 60立方米(16000加侖),作用就是穩定地供應蒸汽,每個都足夠彈射幾十次

而尼米茲航母用的2個反應堆,單個功率 550MWt,一共輸出 26萬 軸馬力,對應的蒸汽流量估計約 800噸/小時,每次彈射消耗的 0.6噸蒸汽,完全不值一提。


本文根據《國外航母艦載機出動回收能力指標體系分析》與個人見解寫成。

影響艦載機出動回收能力的主要因素可以分為三部分,第一部分是設備因素,包括艦載機與艦載機出動回收作業相關的設備。

第二部分是人為因素,包括飛行員和航母上與艦載機出動回收作業相關的工作人員。 第三部分則是環境因素,包括艦載機出動回收時的氣象條件及水文環境等。

3.1 設備因素在這三方面因素中起主要作用的是設備因素和人為因素, 其中設備因素又可細分設備在設計時所確定的設計因素和設備在使用過程中出現的使用因素。

1) 設備設計因素是指設計環節所確定的母艦總體設計及布局、艦載機性能、站位設置、維護保障要求、保障設備配置等。 這些因素的合理性、先進性、
協調性決定了艦載機出動回收能力指標是否能夠在滿足使用方需求的前提下達到盡量高效地利用保障資源,
最大限度發揮各種保障設備作用的理想狀態。對於航母設計者來說, 需要在設計階段就重點研究艦載機出動回收能力與平台承載能力的匹配性和協調性,
提高母艦和艦載機的適配性技術水平,最終提高艦載機出動回收能力的設計指標。例如,為提高艦載機出動回收能力,需要縮短艦載機從機庫到飛行甲板的轉運時
間, 可以採取增加配置飛機升降機數量和加大裝載量的措施, 但這又可能導致飛行甲板停機區面積的減少或是甲板上其他設備布置的困難,
反過來不利於艦載機出動回收能力的提高。因此,需要航母設計人員綜合考慮各方面因素,在權衡利弊的基礎上提出艦載機出動回收能力的設計指標。

設計問題非常典型,福萊斯特級設計後期決定使用斜角甲板,黃金三角區太小、艦橋前部只有一部升降機嚴重影響甲板運作效率。企業級修正了這一設計缺陷,艦橋前部兩座升降機,加長了艦體長度,擴大了黃金三角區,但是艦橋後部的升降機有成為雞肋之嫌,艦橋後部的升降機在福特級上移除,並將艦橋後移繼續擴大黃金三角區。

2) 設備使用因素是指使用過程中所確定的艦載機使用頻率特性、故障生成特性、母艦保障設施性能指標實際值與設計值的差異,及母艦保障設施使用中的
局限性等。這些因素決定了航母使用過程中艦載機出動回收能力指標的設計值與實際值的匹配性。對於航母使用者來說,需要在使用階段重點分析艦載機和母艦各保
障設備的使用特點、故障特性,採取有針對性的預防和使用措施,將設備使用因素對艦載機出動回收能力指標的影響降到最低程度。例如,為提高艦載機出動回收能
力,需要縮短艦載機再次出動準備時間,可以採取利用飛機升降機向飛行甲板一次運送大量彈藥、氮氣瓶等保障設備,減少物資轉運時間的措施。但飛機升降機的使
用需要嚴格按照使用步驟進行,當出現升降機平台上的飛機沒有系留好、停放在升降機上的飛機方向不正或操作升降機的軍士長人員不足等情況時,會停止使用升降
機,必然又會對艦載機出動回收能力的提高產生影響。因此,要求航母使用人員必須重視艦載機和各種保障設施的使用規則,摸清它們的使用規律,編製合理的使用
步驟與注意事項。

3.2
人為因素人為因素是指在既定設計背景下(艦載機、母艦主要航空設施、關鍵設備等均已確定),基於作業流程規劃運用層次方面的任務規劃、轉運線路、作業工
況、人員戰位設置、指揮管理等因素。
這些因素的合理性、協調性、可行性也會對艦載機出動回收能力指標的完成產生重大影響。例如,艦載機在執行出動回收作業時,飛行員的使用率(配備次數 /
天數 /
飛行員數量)必須處於一定的範圍內,合適的飛行員使用率上限取決于飛行員執行任務時所承受的壓力、工作量以及擔任非飛行任務的情況。在實際設定艦載機出動
回收能力指標值時,必須要考慮到飛行員的使用率對這些指標值的影響,並綜合考慮掛彈組、加油組等其他甲板工作人員因素。

3.3 環境因素環境因素屬次要因素, 對艦載機出動回收能力指標影響較小,
但在某些情況下也會造成較大影響,應該引起重視。例如,當海上風浪較大時,為防止海水衝到下降的升降機平台,
升降機會停止使用,必然會對艦載機出動回收能力指標的完成產生影響。對於此類因素,在設定艦載機出動回收能力指標值時也要充分地予以考慮

F14與F18的例子

F14日出動架次是遠遠不如F18的,差距不是一般的大,而且F14的數量18架,F18的數量37架,來看F18的打擊能力已經遠遠超過了F14。

美軍要求尼米茲級的高峰架次率為230架次,在演習4天內F14與F18的出動架次如下表

可見F14不僅單日出動能力比不過F18,持續出動能力更比不過F18。中戰F18與重戰F14到底誰是最短板?已經不言而喻作者:夏澍

鏈接:殲31發展短距起飛有前途嗎? - 知乎用戶的回答

來源:知乎

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現代航母因為操作安全考慮,裝彈、加油、試車和啟動都必須在甲板上完成。再考慮飛機調度順暢問題,航母的甲板必須要有足夠大的停機空間、合理的調度通道和順暢的起降空間。

飛行甲板的停機空間直接決定了每個攻擊波次的飛機上限。尤其是要維持長時間較高頻率的起降的話,停機空間不能侵入降落跑道,還要留出兩個以上的起飛點進行起飛預備操作。滑躍起飛對飛機的起飛重量有很大限制,短距離的起飛點只能採用基本空戰掛載,而重載起飛點則不得不深入降落跑道和停機空間,而且庫茲聶佐夫級只能安排一個重載起飛點,在戰術運用和甲板調度上非常不便,更難以協調重載起飛和高密度起降的要求。

彈射起飛則無論是何種機型和掛載情況,只要在彈射器工作範圍內,均只需要從彈射器末端開始的不長的距離即可起飛,大大方便了甲板調度。但對於甲板面積不夠大的中型航母(如戴高樂級),唯二彈射器末端仍然不得不侵入降落跑道,無法在準備彈射的同時回收艦載機。對於米帝的十萬噸級航母,四條彈射器有一半與降落跑道沒有衝突。

蒸汽彈射在彈射平穩性無法達到電磁彈射器的水平,同時彈射用的蒸汽需要由鍋爐提供(包括重油鍋爐和反應堆二次迴路)。除非是獨立鍋爐系統,否則短時間高密度彈射消耗大量蒸汽會影響蒸汽輪機輸出動力,拖累航母航速。

電磁彈射則是採用各種手段儲備發電機提供的電能(福特級用的是大號飛輪)並在彈射中釋放,其短時間高頻率彈射能力和蒸汽彈射一樣有限制,只不過不會直接影響航速。

航母進入機庫的升降機布置方式、機庫和甲板的飛機調度等等同樣是甲板運作效率的決定性因素。二戰血統的航母升降機在甲板中間,在操作時不可能正常起降,對出動效率是很大的阻礙。舷側升降機如果能合理對接攔阻回收的位置和出發準備位置,可以進一步提升甲板運作效率。

《艦船知識》、《艦載武器》等雜誌文章的二道販子,權當拋磚引玉。


是否研究完base strike或者fleet in being或者big fleet的全部科技(HOI4)


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