003是中国第一艘弹射起飞、拦阻索降落的“常规”大甲板航母。这当然借鉴了外国很多有用的经验,但也有很多中国的创意。
显而易见的当然是电弹。三电弹是世界上独一无二的。美国航母都是四台弹射器,不管是“小鹰”级、“企业”级到“尼米兹”级的蒸弹还是“福特”级的电弹。法国“戴高乐”级是两台。003的吨位与“小鹰”级相仿,但弹射器减少了一台。003也只有2台升降机,而不是“福特”级的3台,或者“小鹰”级到“尼米兹”级的4台,其中奥妙容另文叙述。003还有另一个创意:带不对称大翼桥的舰桥。
所有舰船都有上层建筑,在军舰上就称为舰桥。舰桥上不仅有指挥舱室,还是各种观察、通信设备的安装位置,舰桥顶上的桅杆在传统上就是观察哨的观察位置。在电子时代,这里也成为雷达和无线电通信天线的理想位置。
威风凛凛的战列舰出征中,最引人注目的常常还不是大炮,而是高大的舰桥
现代战舰高大舰桥的作用更大,这是各种雷达、通信、光电、电子战天线的安装位置
舰桥也是舰长的指挥位置。过去在战列舰和一些重巡洋舰上,还分别设有舰长指挥台和舰队指挥台,供舰长和舰队首长指挥、控制作战使用。说是指挥台,实际上也是封闭的,有的还有很厚的装甲和细小的防弹玻璃观察窗,避免在战斗中被首先击中而失去指挥。
舰长指挥台不仅指挥作战,也指挥航海。在大海上航行,舰桥上站得高,看得远。但在码头靠泊作业时,需要的是看清舰侧与码头的距离和姿态,从通常的指挥台上常常观察不便,需要两侧悬空延伸出去的翼桥。
很多舰船的上层建筑侧面都有翼桥,便于船长、大副、二副在靠岸或者近距离交会时的指挥和操作。简单一点的就是开放的
条件好一点则是封闭的,但一般都是两侧对称的
航母舰桥与一般战舰既有相同之处,又有不同之处。靠泊指挥不是大问题,反正需要驳船帮忙;交会更不是大问题,没有船会在航行中离航母近到必须观察舷侧不会碰撞。最大的不同当然是航空指挥。作为舰队的核心,航母通常兼任舰队指挥部,统筹舰队的作战指挥。航母又是大舰,需要自己的航海指挥台。这些都需要宽大的指挥舱室。但航母也需要担当塔台的作用,指挥舰载机的起飞、着陆和甲板运作。
在陆地上,作战飞机要求自主着陆,不过分依赖塔台指挥,塔台只要指定下滑路线和时机就可以了。但航母上的着陆比陆地机场复杂得多,也没有犯错误的余地,不能完全依赖飞行员,在甲板观察员的配合下,塔台指挥很重要。甲板上的调度更是华容道拼版,既要迅速,又要安全,才能保证高出动率。这更要求指挥人员明察秋毫。
航母舰桥上,不仅要指挥航海,还要指挥航空
着陆指挥更是飞行安全的重要保障
常规动力航母的舰桥还要为烟道留出位置,马力越大,排气要求越高。排烟的顺畅直接影响到动力系统的效率,“憋气”的烟道要严重影响马力的发挥。为了降低红外特征,烟道还需要有喷水降温系统。同时,排烟的尾迹应该偏离飞机的下滑航线,不影响飞行员的观察,不影响飞机发动机的工作。烟道还应该与指挥、电子设备和其他舱室之间有足够的距离或者良好的隔热,改善工作条件。核动力航母不需要烟道,这是核动力航母的最大好处之一。
常规动力航母的舰桥需要留出巨大空间,供烟道使用,这是“肯尼迪”号,美国最后的常规动力航母
核动力航母的舰桥就要小得多,这是“卡尔·文森”号
“辽宁”号由于历史原因,舰桥相当长大,占用了太多的甲板面积
另一方面,航母的飞行甲板面积越大越好,舰桥占用甲板面积不能太大,位置还有前置、中置、后置的讲究。“辽宁”号是中国第一艘航母,但因为这是从苏联“瓦良格”号改装而来,不是没有遗憾的。遗憾之一是滑跃起飞,限制了舰载机的最大起飞重量,长起飞点不实用那个,不光出动率低,还占用了降落跑道,回收都影响了;遗憾之二就是舰桥太长太大,占用甲板面积过多,使得甲板上停机位有限。航母的机库主要是为待维修飞机和不立刻出动飞机使用的,待命飞机都直接停放在甲板上,节省进出机库和升降机上下的时间。“辽宁”号上舰桥占地、舰载机长度和斜跑道位置无法更好地匹配,导致舰载机搭载数量较低,出动率较低。“山东”号是“辽宁”号的小改,舰桥有所缩短,但改进幅度受到基本设计的限制,还是不尽理想。
003是全新设计的。除了电弹和全平的前甲板,舰桥占地大大缩小了,甲板上的停机位增加了,出动率可大大提高。问题是大大缩小的舰桥占地还是需要提供至少相同(如果不是更加宽敞)的舰桥使用空间。采用底座较小、上部鼓出的“蘑菇形”可以在占地较小的情况下,赢得较多的使用空间。美国航母都是这样做的,“辽宁”号、“山东”号的舰桥也都采用了“蘑菇形”。
“辽宁”号的舰桥采用“蘑菇形”,尽量在较小的舰桥底座上实现较大的使用空间
但为了不过度增加右舷重量,“蘑菇形”只有在舰桥前后端,中段与底座是等宽的
“山东”号是基本相同的设计
舰桥中段也是等宽的
美国航母舰桥也是“蘑菇形”,这是“布什”号
凑近了看,“蘑菇形”更明显,这是正面
但也只有前段“鼓出”,后半是与底座等宽的,还是“布什”号
“福特”级“福特”号(舷号78)和“尼米兹”级“杜鲁门”号(舷号75)相比,舰桥有所缩短,“蘑菇”加大,但后段端依然是等宽的
但总的来说,吨位大、舰桥相对重量较小使得美国航母能在右舷也得到很大的外飘,增加甲板面积,这是“福特”号
但“蘑菇形”并不能得到充分利用。过度增加的结构重量使得右舷重量大大增加,只能用缩小的甲板外飘补偿,减小甲板面积和停机位。“辽宁”号右舷的外飘明显小于左舷。“辽宁” 号只有舰桥前后两端鼓出,舰桥中段没有,就是为了降低舰桥重量,代价是不能充分利用舰桥底座的面积。“山东”号也一样。实际上,美国航母也是一样,“尼米兹”级只有舰桥前端鼓出成“蘑菇形”,后半还是与底座等宽的。“福特”级也一样,尽管舰桥的形状有所改变,还有所缩短。
过高的“蘑菇形”还有重心问题。额外的使用面积是优点,但过高的重心不利于稳定性和抗战损性。航母的吨位大,对重心不像小吨位舰船那样敏感,但还是有限度的。
003则不同,舰桥朝向飞行甲板一侧有较大的翼桥,而且是不对称的,舷侧一侧并没有对应的翼桥
大型悬空翼桥不仅赢得很大的使用面积,还通过自身结构降低和容许大型主动相控阵天线位置降低而降低了重心,并把重量分布向中轴线移动,有助于稳定性
003是常规动力的。舰桥需要留出烟道的空间。在隐身时代,烟道还不能像“肯尼迪”号那样简单粗暴。烟道决定了舰桥占地不可能太小,航海、航空指挥要求决定了舰桥使用面积要求较高,重心要求决定了不能采用过大的“蘑菇”。003是用创造性的大跨度翼桥解决舰桥设计难题的。
这不仅赢得了很大的使用面积,还因为位置相对较低(但足够航空和航海指挥所用),降低了重心。向飞行甲板的单侧悬空则使得重量分布向中轴线移动,有助于横摇稳定性。
翼桥也避开了舰桥主结构,降低与烟道之间的隔热要求,改善指挥舱室里的工作条件。增加的平台面积更是各种观察、通信、雷达、电子战天线的天然安装平台。腾出的上层空间使得沉重的大型相控阵天线位置可以降低,进一步便利于降低重心,提高稳定性。
有意思的是,悬空的翼桥并不与甲板上的飞机调动相互干扰,真正是向高度要空间。
翼桥上的视野也非常好。英国“伊丽莎白女王”级航母的后舰桥也采用了外挑的翼桥,缩短后舰桥的长度。外挑幅度不如003,但视野已经很不错了。
“伊丽莎白女王”级具有双舰桥,后舰桥的翼桥用于航空指挥,其安装位置也做到了尽量远离后烟道,降低隔热问题
完全悬挑在外,使得航空指挥台具有良好的视野
朝向前甲板的视野,这是用于控制起飞准备和出动的角度。可以看到,由于翼桥突出在外,前舰桥的遮挡有限
朝向飞行甲板的视野,用于甲板调度指挥
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