现代航母设计风格及运作常识简明梳理—中合集-节选:关于辽宁舰二十四耀武飞鲨阵流言的简要解毒
现代航母设计风格及运作常识简明梳理-中合集节选(后附中合集全文)对于辽宁舰停放24架飞鲨的官方高清照,某些微薄总师觉得这就是摆拍,
现代航母设计风格及运作常识简明梳理-中合集节选(后附中合集全文)
对于辽宁舰停放24架飞鲨的官方高清照,某些微薄总师觉得这就是摆拍,不可能是真正的实战模式阵型。因为以前我国的专业论文说得很清楚,库兹涅佐夫号的全甲板攻击单波次最大出动数量就是15架。
但作者不会附和这些微薄总师看似理性的发言,
不管有多少“理性军迷”对他们点赞。
因为作者是武人,无法摆脱短暂军旅生活塑造出的军人思维,没法学会用吊书袋文人的思维去思考军事问题,本胄发现目标摆出某个看起来很有威胁的阵型后,不会根据论文去排除这种阵型具备实战攻击能力的可能,只会挖空心思去琢磨以下问题:
如何才能让这种阵型具备实战能力?
目标为什么摆出这种阵型?
这种阵型作用是什么?
这种阵型有什么优势和破绽?
这种阵型符合哪一种作战需求?
本胄的观点是:
现在的我海军军不会用航母舰载机摆出一种“看似能实战、但其实不能实战”的摆拍阵型,技术实战阵型和艺术摆拍阵型绝对泾渭分明。
辽宁的飞鲨敢摆出这样的阵型,只能说明这种阵型绝对可以实战,但我国之前论证的库舰单波次最大出动数量15架也绝对不是假的。
能让这种阵型具备实战价值的三种可能如下:
1.彻底放弃应急防空的一锤子买卖
库舰的单波次最大出动数量15架,是以回收过程中和回收完成后保留紧急起飞能力为前提
———如果按照甲板十字停机标线停放苏33/飞鲨,那么15架就是保留紧急起飞通道畅通前提下库辽二舰的最大甲板停机数量。
如果把紧急起飞通道彻底堵死,那么回收状态下按照十字停机标线停放的极限停机数量确实也能达到24架。
如果航母数量比较多、有其它航母提供空中掩护,或者敌方反航母能力弱到可以忽略不计,确实可以这么干,魅联的埃塞克斯级斜角甲板航母全甲板回收作业时确实是把紧急起飞通道彻底堵死,回收状态下由其它航母提供空中掩护:
2.不计成本的富豪式火力战
如果放弃了按十字标线停放飞鲨,那么就可以在保持紧急起飞通道畅通前提下在甲板上密集停放24架飞鲨,但这种停放方式要求大部分飞鲨返航之前必须清空折叠段挂弹、或者返航后能以远超库舰的效率卸载折叠段挂弹,否则后降落的飞鲨会出现没有空间卸载折叠段挂弹的危险情况——也就是要么在战斗中把大多数折叠段挂弹发射出去、没发射出去的折叠段挂载导弹也要扔到海里,或者是通过更先进的地勤装备,以超快速度卸载掉折叠段挂弹。
无论哪一种,相对库舰都是富豪作战方式。
3.超高整备效率的黑科技新型地勤
假如既没有搞“回收状态放弃紧急起飞能力的一锤子买卖”也没有搞“打空折叠段导弹后密集停放的土豪火力战”那就只剩下一种可能:
我军能用更快的速度让先拦停的飞鲨离开甲板,比如重新放飞、或者收入机库,如此即可有充足空间停放后拦停的飞鲨。
———但这需要辽舰具备远超库舰的整备效率,需要更先进的整备技术和配套的新型甲板作业流程,快速重新放飞需要快速装弹和加油、快速收入机库需要快速卸载弹药和抽空燃油,无论快速热机重新放飞还是快速冷机收入机库,都要求能让发动机以更快速度散热降温(再次热机之前也要先冷机,让发动机得到短暂休息)。
总结:
1相当于让辽舰放弃航母的舰队防空职能,作为纯粹的航空攻击舰使用,极有可能说明福建舰不久后就能开始执行舰队防空任务。
2的密集停放回收没人拍到过,密集停放也不需要停机标线,谁要当杠精也可以用“没照片就是不可能”来反驳,反正就算谁不要脸,也没人能顺着网线把它的堕格面孔锤烂。
3则是一种隐晦的技术示威,反正海军没有明言,作者不敢保证3的推测符合现实,但敌对势力也不敢保证3的发动机快速降温黑科技就绝对不存在。
参考:现代航母设计风格及运作常识简明梳理节选
现代航母设计风格及运作常识简明梳理-竣文修订版-中合集
总序:
航母是什么?是战争工具,一种战争工具设计方案不会因为大部分性能优势巨大而必然兴起,只会因为无法达成其不得不达成的性能指标而必然淘汰,长板影响投票权重,短板则拥有一票否决权。
前言:
此文已编辑至33.6W字、199节、82章、11篇、3卷。任何人皆可在不恶意断章或曲解原义前提下任意转载挑刺。
此文不学某些军评号乱抄一堆自己都不清楚背后由来的参数,只依据公开信息疏理舰船设计常识;不依靠习惯做出判断,只遵循逻辑进行推理——热爱颜面偶像胜过热爱探究学问者免阅、厌恶设计和机械者免读、喜欢舒适区者免阅、将舰船知识杂志或其它意见领袖收集的民科文奉为真理者免阅。
《现代汉语词典》对航空母舰的定义是:
具有供飞机起飞和降落的飞行甲板,并具有维修和存放飞机的机库的军舰。
《军事辞海》的定义:
以舰载机为主要武器,并作为海上流动基地的大型军舰。能在其他战斗舰艇护卫下,远离海岸实施机动作战,袭击敌海上编队和岸上目标,夺取作战海域的制空权和制海权。
由于蓝星多数国家都在二战之后产生,由联合国、安理会五常主导的现代国际秩序也是在WW2之后建立。
因此当前大部分人类将WW2结束日视为近代和现代的分界。考虑到冷战结束至今蓝星的国家总数持续保持增长,不久之后人类可能会用冷战结束日来重新划分近现代。此文中的现代航母,特指WW2之后开始设计的、同时符合现代汉语词典和军事辞海定义的真船和图纸计划/模型方案。
总目录:
上卷:鹰居逆浪.
Ⅰ一、风与地 二、海遏舟 三、律风波 四、舰中兵
中卷:寻常井径.
五、火水径 六、浪腾云 Ⅱ七、钢之息 八、异彩呈
下卷:戎舟挥翼.
九、血焰循 十、曲正斜 III/IV十一、临渊行:下/前
因10W字限制,全文拆分为上中下前四合集,上卷与中卷前半部分共同编入上合集,中卷后半部分与下卷前半部分编入中合集,临渊行篇由于篇幅过长故拆分编入下合集与前合集。总目录中I为上合集近10W,II为中合集近7.5W,III为下合集约8.5W,IV为前合集约7.6W。正文链接如下:
现代航母设计规律及运作常识简明梳理-上合集
现代航母设计规律及运作常识简明梳理-下合集
现代航母设计规律与运作常识简明梳理-前合集
中合集正文:
七、舰体通风与进气排烟道布置-钢之息
1、通风口数量及位置选择与母舰体量
2、烟道布置与引擎属性 3、烟道构型与母舰生存
4、烟道布局与舱室分布 5、烟道与舰面环境
一呼一吸谓息,航母航行过程中其搭载的数千舰员和无数舰载动力装置无时无刻不需要吸入大量新鲜空气,呼出大量废气。即使是理论上能实现不依靠空气长期航行的核动力航母,也需要配备不依赖蒸汽的常规动力发电机来保证损管能力,适合为损管系统供电的非蒸汽动力现代舰用发电机只有柴油活塞发电机和燃气涡轮发电机两种可供选择,因此任何现代航母设计都离不开数量众多的通风道和进气排烟道。
1、通风口数量及位置选择与母舰体量
航母的进气道流量取决于航母重量和体积:
排水量和推力需求二者均与动力系统进气排气量呈正比。
体积越大,内部环境控制能耗越高,需要更大的进气排气量来发电、通风、增压、散热、加热、供暖、制冷。航母的机库侧门可以兼职通风功能,但抵御风浪侵袭或核生化攻击都需要封闭机库侧门,因此航母舰体表面必须设置大量专用通风口以保证内部环境宜居性。
满排1万吨民用舰船远洋航行过程中,环境控制系统功耗占电网总功耗比例通常不低于20%,由于舰船“排水量与水上舰体部分表面积之比”随舰船体量增加而增大,体量越大自然散热效率越差,对环控系统输出功率要求越高,故5万吨以上巨舰的环控耗电占比只会更高。
当然作战系统耗电量较大的现代航母在作战系统运行过程中的环控耗电占比可能略有降低。
然而航母属于高人员密度舰船,且与民用巨轮不同的是:航母搭载的大部分人员在大部分时间内都被封闭在大量阻碍空气自然连通的三防水密舱室内,日常状态数千舰员中仅有数百名飞行甲板和机库作业人员能依靠自然风呼吸。
故:现代航母就是当前人类建造过的对环控系统性能要求最高的水面舰船。
体量越大的航母动力系统日常能耗与环控系统日常能耗的比值越小,现代超级航母非战时-空间封闭-低速巡航状态下的环控能耗甚至会占据电力能耗的大部分、电力能耗和环控电力能耗反超推进能耗。舰体内部空间分割程度越高自然通风效率越弱、越依赖环控,大通舱越多环控系统负荷越轻。
航母上最大的单一舱室结构是机库,体量基本相同但机库容积不同的两型航母,机库体积较小的一型需要配备更强的环控系统,因此机库体积较小的苏/华式航母环控系统日常能耗大概率会超过体量接近的魅式大机库航母。
体积越大的航母,舰体表面通风口面积总和越大——即使对于核动力航母也是如此,因为多数进排气口都是为环境控制系统服务的,现代核动力舰船也离不开启动燃油锅炉和柴油活塞/燃气涡轮发电机。
18舰相对17舰动力系统输出功率并未大幅增长的言论显然相当扯谈,航母的动力系统输出功率虽然远超任何同体量民用巨舰,5万吨航母的全舰电力系统最大发电功率即足以轻松供应10万吨航母或百万吨民用巨轮的环控系统,但战舰设计须考虑系统冗余度、故障率、寿命、经济性、维护性等问题,因此“电力够用”的标准与民用巨轮截然不同。
18舰的舰体由于密度更低,在满载重量远不如尼米兹级的情况下体积已经接近乃至赶超福特级,依赖环控系统进行通风的舱室体积总和有可能已经超过了福特级,即使18舰可以凭借比福特级更高的自动化程度减少舰员编制人数,但一型超航必须考虑到任务过程中可能出现的载员超额现象,环控功率必须对应舰体容积而非编制人数,因此18舰的动力系统最大输出功率总数和日常最大经济输出功率必然大幅超越17舰,否则不仅仅会导致战力不足,甚至可能无法在动力系统长期低负载载运行状态下提供正常的居住功能。
出于防水、降低重心、保证舰体结构强度、避免挤占液货储存空间的考虑,通风口需要尽可能高置,现代航母的大部分通风口设在高于舱壁甲板/主甲板/机库地板的位置。
为适应不同风向,大型舰船必须尽可能在水平方向360度都设置通风口,保证始终有进气口迎风,否则背风状态难免出现进气不足的情况。
大量进气口集中分布于迎航行风表面的航母必然安装大量燃气轮机,因为燃气轮机若追求极端输出功率则必须迎风进气。
舰用燃油锅炉汽轮机和柴油活塞机通常则需要避免进气速度过快或进气速度变化过于频繁,以保证燃烧稳定性:
离海浪越近空气含盐量越高,为减轻盐雾过滤装置负担,避免燃气轮机因为长期吸入过量离子盐雾而快速报废,要求尽可能高置进气口。
燃气轮机迎风进气要求进气口离海面距离不低于11米,因为11米以上空气含盐量与高空差距不大。
女王级和暴风KM方案由于干舷过矮,其舰用燃气轮机不适合采用迎风进气设计,只能采用侧进气或顶进气。
仅从航母的进气口面积总和,可以粗略推测能耗上限,但不能精确判断能耗下限、也不能准确判断动力装置数量,因为:
一个进气口既可以只供应一种设备、亦可同时供应多种设备、还可以交替供应不同设备。航母动力系统最大输出功率不可能超过进气支持能力上限,但却允许远低于进气支持能力上限。
2、烟道布置与引擎属性
使用重油锅炉提供主要动力的航母,右舷舰岛烟道排烟口需要尽可能高置、尽可能靠右布置、尽可能远离飞行甲板、同时还不能太过靠前——以上要求都是为避免富含大量有害杂质的黑烟扩散到降落复飞标准航线上。
燃气轮机排气温度峰值-即怠速运行状态排出废气温度高于重油锅炉废气与柴油机废气,对舰载机引擎威胁更大,某些情况下也可能冒黑烟,除非像上图中戴高乐号一样只作为辅助发电机,否则同样需要避免黑烟干扰降落。
喷气机时代使用外飘结构内置燃气轮机的大外飘高干舷航母其实很适合众国号/福莱斯特级原案风格的烟道-即烟道排烟口设在外飘结构下方的对海面排烟设计,燃气轮机不以重油为燃料,没那么容易产生大量黑烟,相对于高空排烟,向海面排烟也更能快速冷却高温废气、降低红外特征,但排烟口最好设在热机区下方,这样即使黑烟逆涌上飞行甲板,也会被舰载机发动机喷流吹走,不会干扰甲板作业。
在二战蝗海军航母中得到广泛应用的对海面排烟烟道其实是一种相当成功的设计,适合高干舷的锅炉动力贯通跑道航母,首型现代航母CVA-58联邦号、之后的福莱斯特原案都曾计划采用右舷对海面排烟的锅炉烟道设计:
但福莱斯特级在改用斜角跑道方案后换回了传统的高空排烟设计,因为斜角着舰下滑动线位于舰体右舷后方,而贯通跑道着舰航线全程无需通过右舷后方,将锅炉烟道移至左舷可以让锅炉废气团避开下滑动线,但需要增设专用的烟道容纳结构,而右舷舰岛烟道可自然收入必须存在的舰岛支撑舷台结构内部,无需新设专属收纳结构,有助于上层建筑减重,节约排水量。
此外福莱斯特级改为斜角设计后取消了左舷常备热机区,难以依靠舰载机引擎喷流吹散左舷烟道上涌废气。
由于高速运行的燃油锅炉排气含烟量高于高速运行的燃气轮机,故燃油锅炉向海面排烟会干扰排烟口后方的横向补给作业,现代燃油锅炉动力斜角跑道航母的右舷机库侧开口面积总和大于左舷,大部分横向补给站位于右舷,因此右舷锅炉烟道需要具备不会干扰横向补给作业的高空排烟能力。
舰用柴油活塞引擎/发电机排气压力高于燃油锅炉和燃气轮机,排气温度峰值介于锅炉与燃气轮机之间,对排烟口与飞行甲板垂直间距要求较低,因此高度超过飞行甲板的舰岛柴油机烟道排烟口可以更低矮——如075型航空攻击舰的舰岛烟道。
高度低于飞行甲板的外飘结构柴油机烟道排烟口可以离海面更远——如福特级的两舷烟道。
福特级左舷烟道位于常备热机区下方,右舷烟道远离横向补给常用的右舷2号机梯。
3、烟道构型与母舰生存
垂直向上排烟的烟道存在被灌顶攻击可能,对海排烟不仅能利用海浪降温,还不易被红外制导滑翔俯冲反舰炸弹锁定灌顶。
外飘对海面排烟的设计还有利于分散布置燃气轮机,避免燃气轮机被集中瘫痪,提高战损冗余度。
想象把维克兰特号改成向海面排烟:
瓦兰级两栖破冰通用舰方案采用向海面排烟设计:
对于动力冗余度足够大,备用燃气轮机数量够多的电力推进航母,其实两舷都设置烟道、烟道不在热机区下方也无所谓,把冒黑烟的燃气轮机关停检修即可———例如10台燃气轮机即使有3台冒黑烟,依然有7台可用,而母舰甚至可能只需要6台即可全速航行,燃气轮机功重比和功率体积比较大、配重负担轻,对于发电机即为发动机的电力推进战舰而言:只要舰体空间充足,让备份发动机/发电机数量达到装舰发动机总数一半以上也没问题。相对维克兰特号风格的集中布置-集中排烟,燃气轮机分散布置-分散排烟更有助于分摊红外信号特征。
巨型战争机器的设计逻辑并不极致追求低故障率。
保证未发生故障的部分战时能够发挥出足够战力,比降低日常故障数量更重要。人类历史上的重型航母从来都是带着各种故障完成任务的,从未出现过绝大多数部件长期保持无故障运行的重型航母。
海面排烟的缺陷是严重进水状态排烟口可能被海水淹没,或受海浪干扰难以正常排烟,因此保留高空排烟也可作为海面排烟的备份,燃气轮机通过主动引气装置也可在短期内通过细长弯曲烟道向高空排放废气。
从战损冗余和散热冷却角度考虑,应尽可能将烟道分散成多股从而避免单股烟道进水后无法排烟同时增加散热面积。
烟道尺寸与红外特征的关系:
舰岛烟道冷却循环水墙通常位于烟道前后,两侧则为气冷格栅,因此:
舰岛烟道越高、占地越长,越有助于增大两侧气冷格栅换热面积,控制红外特征。此外航母处于日常航空作业状态下也可通过调节舰岛格栅进气量主动调节环岛高压区压强,故舰岛烟道越高长则气冷格栅可调节的进气面积上限越大,则舰岛对飞行甲板流场的干预能力越强。
舰岛烟道越宽越高,则越有助于增大位于舰岛烟道前后的冷却循环水墙换热面积,控制红外特征。
就红外隐身角度考虑:
高烟道强于矮烟道,宽短烟道强于窄长烟道。
故从16舰到18舰,烟道高度不断增加,而烟道口宽长比不断提升,越发高大短宽。
上图把福舰的烟道做小了,但下图却做大了:
冷却循环水墙既可以进行自然换热降温,也可以消耗电力进行快速高效的喷水降温,在自然换热状态下,冷却循环水墙的降温效率低于气冷格栅对流换热,因此冷却循环水墙并不能彻底取代气冷格栅。
从整流、气冷散热和抗风性角度考虑:
应当尽可能避免上层建筑遮蔽烟道两侧,避免在烟道两侧设置封闭式舱室,以便于让烟道两侧气冷换热格栅形成对流,削弱红外特征同时强化抗侧风性能、
同时还应当尽可能增大烟道长宽比以扩大“烟道两侧气冷换热格栅面积与烟道体积之比”,但这会导致舰岛空间被烟道分割,妨碍舰岛前后两部分间的人员调动。
舰岛烟道冷却循环水墙可以侧置,但两侧布置会遮蔽气冷格栅,单侧布置会阻碍气冷格栅对流,同时侧置水墙还会增加舰岛上层建筑宽度,降低舰岛整体长宽比,因此侧置水墙为控制上层建筑宽度只适合搭配类似福莱斯特级/小鹰级/肯尼迪号风格的单纵列排烟管烟道,即所有排烟管两侧不设其它排烟管的烟道。但采用单纵列排烟管烟道不利于极致缩短舰岛基座长度,故重视控制舰岛基座占地长度的苏/华两国现代航母舰岛烟道冷却循环水墙多为前后布置。
采用类似乌里杨诺夫斯克号早期方案的平行四边形烟道在强化烟道雷达隐身效果的同时,还能增加烟道前后布置的冷却循环水墙换热面积与烟道两侧气冷格栅换热面积:
4、烟道布局与舱室分布
燃油锅炉舰岛排烟道走向由机炉舱位置决定,受升降机布置方式影响,但燃油锅炉舰岛排烟道走向无力影响升降机布置方式,因为锅炉烟道可以从机库甲板下方绕过升降通道,但无法从机库甲板以上穿越舰载机升降通道。
烟道开口位置对舰体基础结构设计影响不大,旧肯尼迪号由核改常后很容易就完成了烟道设计。
现代航母下层舱室动力装置烟道为避免侵占机库空间,通常只能选择通过机库甲板与防雷层顶部之间舱室进入舰底动力舱。缩小烟道直径、采用对烟道直径要求较低的下层舱室舱动力装置有助于拓展防雷层向上延伸空间,改善抗雷击能力。
通常燃气轮机排气压力最低,故对烟道直径要求最高,排气压力较低的常压锅炉次高、排气压力较高的增压锅炉烟道直径次低、柴油机排气压力最高,对烟道直径要求最低。
如果航母出于保证战损冗余度或者其它原因导致常规动力舱间距过远、同时为保证主舰体烟道被淹没时也能顺利排烟等原因,必须保留舰岛排烟能力,那么此类航母继续坚持将排烟道集中到一个舰岛内会导致严重的空间浪费、同时降低排烟效率。
为平衡空间利用效率、排烟效率、舰岛排烟三者,采用不止一个舰岛进行排烟的设计会成为最优解。如3体奇兵koktebel三舰体超级航母方案:
假设单舰体航母常规动力舱间距能赶上三体科舰,不止一个舰岛的设计同样会成为最优解,如哈巴库克冰山巨航构想:
5、烟道与舰面环境
航母理想着舰撞击点与排烟口的位置关系、主桅气动外形也会影响烟道设计:
为避免舰载机着舰航线穿越富含大量有害杂质的高温废气增加引擎故障率和事故率,需要尽可能降低舰岛烟道所排放烟气扩散范围与标准着舰航线重合度。
对于桅杆装有大量外形复杂电子设备的魅联航空舰,为控制桅杆乱流对舰岛烟道排烟的影响,舰岛排烟口不宜过高,必须远远低于主桅。
小鹰级与旧肯尼迪号在排烟口与理想着舰撞击点的水平横向距离参数方面略有差别,故旧肯改用小角度外倾烟道以削弱舰岛排烟对舰载机引擎的威胁。
桅杆外形相对简洁的英法苏华航母则仅需加高烟道即可让着舰航线避开舰岛排烟影响范围。
外倾烟道设计有助于拉开舰岛烟道口与飞行甲板降落区的横向水平间距,削弱高温废气对着舰的影响,怠速状态的燃气轮机是排气温度最高的现代舰用动力装置,故窄甲板燃气轮机航空舰偏好使用向右外倾的舰岛烟道设计,如美洲级两攻:
如果外倾烟道采用类似CV67大约翰和维克兰特号的排烟管切口右倾设计,则不利于舰岛遭遇强右侧风侵袭时的排烟效率。
但无论是对于锅炉烟道还是燃气轮机烟道、柴油机烟道,斜切烟管的侧风风向适应性都不及美洲级与黄蜂级马金岛号风格的水平切口烟管:
上图马金岛号和下图美洲级的柴油活塞辅助发电机烟道由于排气压力较高、气冷格栅由于无对流设计冷却效率也较低,故采用垂直向右舷排烟以最大限度避免高温废气卷入桅杆乱流,舰载机着舰/离舰航线也几乎不可能途径舰岛正右侧。
外倾烟道-平切排烟口的锐利金属外形风阻更大、更容易产生紊流,因此现代航空舰的柴油机倾斜烟道和锅炉倾斜烟道无论是否外倾,都罕有采用平切排烟管的设计。
外倾烟道采用右倾斜切排烟口会降低右舷迎风排烟效率、采用水平切口会降低舰岛长宽比,增大迎风面积,强化舰岛乱流。
外倾烟道比垂直烟道更容易拔高舰体重心,削弱舰体稳性,外倾烟道设计不利于增加排烟口高度。
因此若非万不得已都应尽可能采用没有明显短板的垂直烟道-垂直排烟口设计,从舰岛顶部垂直向高空排烟,或从两舷外飘结构下方垂直向海面排烟。
现代航空舰的烟道布置还衍生出了一些令人诧异的反常规飞行甲板设计↓
右行斜角跑道:
人类在20世纪建成的全部型号斜角跑道航母均采用左行斜角设计,舰载机着舰复飞滑行动线从航母舰艉右舷后方倾斜指向舰艏左舷前方。大髪民国凡尔登级航母初期方案为降低动力系统遭雷击瘫痪概率,沿袭黎塞留级战列舰缩短动力系统传动轴的设计理念,将锅炉舱和锅炉烟道尽可能后置,为配合后置舰岛与出动效率要求而开创了右行斜角跑道设计,该设计也曾出现在70年代末期的魅联制海舰方案中:
防空格栅装甲与大间距停机位:
075型航空攻击舰存在一个相当反常、在PLAN重型航母和超级航母上从未出现过的特征——其两舷护栏放平后会直接覆盖在裙廊上方,人员难以直接进入裙廊或在裙廊内站立行走,护栏仅仅在耳台处留出空隙。
背后根源在于075是一种小吨位大甲板战舰,其全舰主体结构长达255米,飞行甲板本体长度不低于251米,宽度不低于38米,飞行甲板总面积和全宽超越此前人类下水过的任何一型两栖攻击舰。
然而075满排却仅有区区3.6万吨,以轻于美洲级两栖攻击舰8000吨的满排支撑了大于美洲级的飞行甲板面积,所付出的代价是075的舰岛重量必须远远小于美洲级两攻,只能采用小岛设计。
由于现代人类科技水平暂且无法在室内模拟自然光,因此任何搭载大量空勤人员的航空舰,都需要设置能充分接受自然光且不会干扰飞行甲板航空作业的观景瞭望平台供空勤人员频繁进行远望训练以避免长期室内居住引发视力下降。
075满载排水量略大于地里雅斯特级两攻,但绝大部分配重消耗在巨大的飞行甲板上,没有多余配重用于设置类似地里雅斯特级的大面积观景瞭望舷台,因此极度依赖舰岛瞭望台进行远视训练。
075为压低重心并保证飞行甲板面积必须控制舰岛尺寸,为保证流场平顺度必须维持较高的舰岛长宽比,这就导致075的舰岛必须低矮、狭窄且短小紧凑;
两栖攻击舰要求允许大量直升机从不同角度同时离舰/着舰,因此动力系统主机必须具备高空排烟能力,虽然075确实设置了能够向海面排烟的舷侧排烟口,但舰岛烟道依然不可取消;
为避免烟道遮蔽舰岛瞭望台视野,075的舰岛烟道不可侧置,必须置于舰岛瞭望观景平台中部,中置烟道布局进一步分割了宽度本就紧张的舰岛;
为满足抗侧风要求与整流要求,烟道不可采用外倾设计;
为了让舰岛烟道排烟口远离降落区,舰岛整体必须尽可能右置,舰岛外舷走廊宽度因此被牺牲。
大面积飞行甲板与小舰岛的组合拉大了各降落点与舰岛的距离、中置烟道短窄舰岛衍生出的狭小舰岛外舷走廊设计,最终导致075通过舰岛和走廊进行人员周转调度的效率低于采用巨型舰岛的黄蜂级和美洲级两攻。
075改善人员周转效率方式为:在起降点附近设置5座耳台负担人员周转任务,其中3座左舷耳台紧贴左舷着舰区,发生着舰事故时直升机旋翼有可能杀伤在耳台内排队等待周转的人员,同时耳台护栏的存在也导致耳台内部人员难以快速跳海逃生,为保证耳台人员安全需要设置紧急避难掩体:
075的护栏呈密集的小孔格栅状,全部放平后可以覆盖耳台以外的所有左舷裙廊,发生着舰事故时无法及时进入舰体内部避难的耳台排队人员可以选择避入裙廊,以水平状态的护栏作为防空格栅装甲抵御直升机旋翼挥砍,小孔格栅设计则有助于帮助飞行甲板上无法进入裙廊的舰员快速踏过裙廊跳海逃生。
为避免右舷停放舰载机阻碍人员经由右舷耳台周转:075右舷飞行甲板停机区规划了固定停机位标识线,限制系留孔总数以保证足够大的停机间距,避免出现类似下图的密集停机现象:
八、甲板标线用途解毒-异彩呈
1、跑道边界标线;
2、降落复飞跑道外侧偏航安全标线;
3、弹射起飞安全标线;
4、撞击复飞拉起提示标识和拉起边界线;
5、十字停机标线;6、滑跃起飞线和滑跑起飞线;
7、跑道中线;8、升降机边界标识线;
9、彩彻区明与逊冷淡;
1、跑道边界标线:
此线在绝大多数现代航母上为白色空心护栏形状。
跑道内宽通常超过小翼展战斗机的翼展。
跑道外宽通常超过大翼展预警/运输/反潜机等特种飞机翼展,为飞行员着舰提供参考——因为机首遮挡,很多情况下舰载机大仰角着舰时驾驶员是看不见跑道中线的,只能根据跑道边界线来判断着舰航线和跑道中线的重合程度。
此线同时兼职小翼展飞机的偏航安全线,内外线条粗细和具体位置由着舰精度/误差决定。
如果舰载机着舰误差得以减小,那么此线两线间距可收窄——如果舰载机着舰精度提高后优先考虑增强海况适应性,那么此线两线间距不可轻易收窄。
上下图分别为E1预警机时代的小鹰和旧肯尼迪。
福莱斯特级换装E-2预警机后跑道边线加宽,挡焰板侵入复飞区边界线内缘,旧肯尼迪号服役初期使用E-1预警机,因此跑道标线外间距只有22米,后期增至25米,福特级目前采用翼展更大的E-2系列预警机,因此跑道标线外间距约25米。
2、降落复飞跑道外侧偏航安全标线:
此线通常为虚线或间色线,代表降落复飞过程中的舰载机发生偏航后机翼可能扫过的区域,这条线同时也是长期停机线、长期系留停放的舰载机必须避免入侵此线。
但不代表待起飞的舰载机任何情况下都不可以侵入此线,因为此线是为预警机、反潜机、加油机、和运输机等全舰翼展最大的飞机准备的,10个架次都未必用得上一次。
大部分架次中,起降的飞机翼展都够小,因此航母只起降小翼展舰载机时,待起飞的飞机可以侵入此线调度乃至停放。
着舰过程中苏33跨越预警机偏航安全线停放,尽管库舰从未装备预警机
此线两线间距由所有舰载机中翼展最大的型号决定、翼展越大两侧偏航安全线间距越宽。
上下图中舰尾停放的苏33侵入了跑道边界标线外缘线,但未侵入跑道边界标线内缘线,故上下图状态的库舰允许苏33降落。
处于向前航行状态的航母、斜角甲板中线在降落过程中会向着舰载机着舰航向的右前侧移动,舰载机必须主动向右偏航与对准中线,斜角偏航降落带来的右侧机翼和右侧引擎进气道迎风,又会强化右翼升力和左右引擎推力差从而赋予舰载机向左转/向左舷偏航倾向,有可能导致舰载机轮胎未着舰之前的下滑轨迹大幅偏离跑道中线,因此最后一道拦阻索之前的跑道安全线与跑道边界线的距离,通常是左侧宽于右侧———并非是因为谣言描述的:飞行员遇险时人体本能反应是左转、或者左舷停机数量较少。
人体本能早已可以通过训练克服,着舰过程中最容易偏航的阶段是机轮接触地面之前、未产生摩擦力的下滑段,而下滑段更靠近停机数量不少的左舷紧急起飞区,需要更大偏航安全冗余距离。
最后一道阻拦索之后的复飞区,其两侧的跑道安全线和跑道边界线的距离,相对撞击阻拦区降落跑道安全线和跑道边界线的距离,有明显收束。——因为此时舰载机已经着舰钩索,机轮的甲板的摩擦会帮助滑行中的舰载机稳定运动路线,防止出现严重远距离偏航情况。
和跑道边界标线一样:此线两线间距由着舰精度决定,即使是出自同一个军工体系的航母,偏航安全线标记也可能各不相同,例如山舰相对辽舰就很可能因为舰岛缩短后乱流更强的原因而加宽了偏航安全线。
降落精度越低、或者对海况适应性要求越苛刻,就越需要加宽安全线间距来提高容错率。
如果舰载机着舰误差减小后优先考虑增加停机区面积,那么此线间距可收窄。
反之如果舰载机着舰精度提高后优先考虑提升高海况着舰性能,那么此线间距不可轻易收窄。
对于魅式超航,偏航安全标线与停机安全标线共用一条虚线,对于苏式航母则分为一虚一实两条线:
16舰早期沿用俄式风格全红虚线与全红实线组合。
后期则将虚线改为类似夏尔戴高乐号的红白相间双色实线与红色实线组合。
3、弹射起飞安全标线:
和弹射轨道平行,和轨道的距离取决于舰载机翼展,任何宣称这是所有舰载机弹射时人员安全线的言论均属臆想。
这条安全线同样是停机线,只要此线对应的起飞通道需要起飞对应翼展的飞机,那么系留在起飞通道左侧或右侧的舰载机就不能侵入此线停放。
反之弹射小翼展飞机过程中相关人员是可以越界的、设备也可以越界停放:
此图超虫雷达罩甚至小幅侵入了E-2弹射安全线:
还有一个传言是入侵此线的弹药升降机在起飞时完全不能使用,但弹射小翼展、弱喷流飞机时,此线内的弹药升降机是能运行的,弹药升降机通常禁止人弹混装,因此无需担心人员安全问题。
某些航母也会为小翼展舰载机和大翼展舰载机分别设置不同的起飞安全线,如夏尔.戴高乐号航母。
上下图属于对着照片胡诌。
安全线是预警机起飞时的舰载机/设备停放安全线,就算上图是加力起飞,该越线的人员一样得越线。
魅联没有为战斗机单独设置人员安全线,战斗机弹射过程中人员安全距离主要靠经验丰富的地勤目测。
大髪民国的戴高乐号设置了两种弹射安全线:
离弹射器最近的安全线是阵风战斗机人员设备安全线,只弹射阵风时此线外可停放舰载机、地勤车辆或其它装备,此线内必须清空。
离弹射器最远的安全线则是E-2预警机人员设备安全线,弹射E-2时此线内必须清空。
下图中阵风起飞时附近所有人员均位于战斗机弹射人员设备安全线外,但依然处于预警机安全线内:
不仅仅是戴高乐,法国的下一代航母也打算沿袭为翼展不同的飞机规划不同弹射安全线的标线方式。
18舰博采世界航母众长,很有可能会效法灵活适应不同舰载机的法式弹射安全标线,将其融入华航设计风格,不过由于18舰复飞加速距离够长,复飞跑道外侧偏航安全标线大概率不会采用法式标线方式。
4、撞击复飞拉起提示标识和拉起边界线
戴高乐航母还在斜角甲板末段切角前方设置了箭头状的复飞拉起提示线,末端是用于警告的拉起边界线:
苏俄航母的正常撞击点圆形标识有助于改善夜间着舰精度:
16舰初次海试时就喷涂了圆形撞击点:
但白圆的缺陷是不能指示航向,且易被撞击产生的胎痕掩盖或磨损,需要频繁涂抹:
因此辽宁舰为简化甲板作业在撞击点两侧着舰飞机轮胎摩擦范围以外喷涂小面积航向指示箭头替换大面积圆点,小型箭头改用夜间更显眼的明黄色以弥补面积缩减带来的能见度削弱。
未来发展出更强的甲板清洗和涂抹技术、更耐磨的甲板涂层材料后有可能恢复撞击点标识。
但如果直接沿用俄法设计显得太没特色,因此如果要给003使用上述标线,需要绘制一套高度对称、更能展现文化底蕴的撞击-拦阻-加速-校正-加速拉起-复飞标识线,类似下图:
掀桌版构想:
含蓄版构想:
同样是为避免胎痕遮蔽撞击标识,信度超日王号航母干脆将圆点放大为红黄两色(日色?)大型圆环,并移动至理想撞击点之前以减少“大日圆环”受起落架摩擦概率:
可能是觉得大日圆环还是不够大,位于跑道中线的部分还是有可能被胎痕抹黑,信度形象设计团队在给超越-勇敢/维克兰特号上色时又取消了大日圆环,转而将在超日王号上已经应用的拦阻索滑轮警戒色块进一步放大后左右对置作为撞击区标识:
直升机降落标线实质也是一种撞击标线,其位置与母舰横摇特性和海况适应性要求有关,相比魅式航空舰,华式航母和航空攻击舰的直升机降落标线更加远离飞行甲板边缘,看似未能充分利用飞行甲板面积。
下图五白色箭头指向五个左舷直升机起降点:
下图三黄箭头指向三个左舷直升机起降点:
瓦良格原案:
16早期沿袭瓦良格的白圈:
17沿袭16后期的降落点规划和黄色圆圈涂装:
但这其实是实现小船阔板与高海况适应性所必须付出的代价:华航以更小舰体支撑更宽阔飞行甲板的设计导致飞行甲板边缘摇摆线速度超过魅航,但同时华航却比魅航更强调海况适应性,因此哪怕是垂直起降式舰载机,着舰点也必须向横摇轴线位置方向移动,保证海况适应性的同时还能强化翼地效应、增加最大起飞重量。
对于航母而言几乎有利无弊,但对于075这样的直升机航空攻击舰而言,内置起降点导致直升机单波次最大出动/回收总量仅为7架,而外置起降点的魅联黄蜂级两攻尽管飞行甲板面积更小,单波次最大出动量却能达到9架。
5、十字停机标线
此线当前是否存在,未来是否会出现取决于各型航母及其配套舰载机属性,与各型航母所属武装力量的现行成文操典、不成文习惯、旧有训练大纲和既定军事传统不存在任何关联。
例如:库舰乱七八糟的十字标线,对应的其实是海支点、海侧卫、海蛙足三大系列舰载机。
又例如:信度海军装备苏式拦阻降落航母和俄制舰载机后后立即选择继承了苏俄航母的十字标线停机法,对原有的大英航母海鹞式舰载机停机法毫无半点留恋。
再例如:俄联邦梦想中的苏57舰载型更是彻底放弃了十字标线大间距停机方式,转而改用类似魅联超航的高密度停机方式,完全无法在常备热机位上展开机翼,主因就在于苏57作为弹舱容量最大的“五代战斗机”,在俄联邦造舰人梦想中绝对不存在折叠段翼下挂弹的必要性。
当一条航母配套舰载机机翼折叠段上弹药挂载较多,且飞行甲板面积较小,不允许设置专用的挂弹/卸弹区,只能在停机位上挂弹或卸弹,那么十字停机标线就是刚需。
出动前要展开折叠翼段挂弹还可以靠机库,但返航后卸载折叠翼段挂弹的危险工作必须在飞行甲板上进行。
——对于部署在小甲板航母上的米格29K、苏33、飞鲨等折叠翼段挂点众多的舰载机,因为折叠状态无法在机翼折叠段上挂弹和卸弹,需要展开机翼挂弹和卸弹,不适合像尼米兹上的F-18E/F那样密集停放热车,而F-18系列舰载机折叠段挂弹较少,能以更快速度完成挂弹/卸弹流程。
而密集停放不仅会导致机翼没法在停机位上展开挂弹,还有可能出现回收后缺乏空间快速卸载折叠段挂弹,提高误射风险的危险局面。
如果是甲板巨大的三保福舰003、或者尼米兹级等超级航母,把战机拖出热机位在空地上挂弹,挂弹完成后再折叠起来推回热机位上即可,卸弹时,超级航母的甲板允许更多卸弹设备和人员运转,可以用更高效率完成卸弹折叠作业、快速腾出甲板空间以供后续着舰飞机卸弹:
在飞行甲板空间更充裕的暴风雨方案上,就连米格29K也采用拖至空地处理挂载的魅式密集停机法:
但类似维克兰特这样的小甲板航母、或者辽宁舰这样的中等面积飞行甲板配大型舰载机的航母,没有多余空地可供舰载机挂弹和卸弹,战机拉出停机位就会进入降落复飞跑道,必须能在停机位上处理弹药。
喷涂十字架停机标线的目的,就是控制战机停放间距,保证多数战机能在停机位上展开折叠翼挂弹和卸弹——尤其是卸弹。
直升机不需要展开机翼挂弹,但为避免遮蔽舰岛左侧飞行甲板弹药升降机,依然按照十字标线采用大间距停机方式:
机翼展开后几乎紧贴舰岛外墙和相邻舰载机:
舰载机飞行甲板弹药装卸注解:
与不学无术的小汰军事扯谈文中不同:
非超级航母并不存在所谓“飞行甲板指定挂弹区”,而是每一个停机位都允许进行挂弹卸弹作业,挂弹作业也与所谓“一站式保障位”没有丝毫关联,一站式保障位仅止负责为舰载机补充油电气,各国航母油电气补充作业自进入喷气机时代以来都是把管线拖到舰载机面前,从来没有哪国航母地勤会笨到把重达数十吨的飞机拖到仅有区区数十公斤重的软管前补充油电气。
只有四体不勤,五谷不分,毫无劳动或军事经验的现代巨婴/斋男汰爷才会觉得拖动飞机是一种比拖动软管更有效率的事。
一站式保障位发明之前所有现代舰载机加油都需要和以上二图一样将油气软管拉伸到数十米外,所谓一站式保障位的优势,仅止是将油电气整合至同一接口内并增加接口总数,以提高油电气接口被弹概率以及被弹后殉爆殉燃概率为代价,将这一距离缩短至十余米内从而提高整备效率而已,本质上是凭借弱化防御力为代价换来更强的攻击效率。
只要能保证返航后把大多数折叠段挂弹消耗殆尽,那其实也可以不考虑展开折叠翼卸弹需求,实现密集停放,但打空折叠段弹药成本太高,这种出击和回收模式只可能在航母执行一些不记成本的任务中才会出现,不可能是日常状态。
卸载弹药过程中,舰载机需要尽可能像上下图一样将导弹战斗部指向舷外系留,以降低误射损失。
戴高乐号甲板比辽宁舰、山东舰小,但戴高乐号的阵风M舰载机机翼无法折叠,故戴高乐没有十字标线;辽宁/山东的飞鲨却需要十字标线;福建的飞鲨则大概率不会有十字标线,大多数情况不外挂导弹的歼35更不会需要十字标线;女王的满排没比山东大多少,但女王装备的F-35B舰载机机翼同样没法折叠,所以女王也没有十字标线。
女王级倾斜标线是热机标线而非停机标线,其存在价值是在风向不利时控制靠近起飞通道的舰载机热机吸流构成的侧风强度,避免吸流侧风威胁滑跃起飞安全。
远离滑跃起飞跑道的右舷热机区并未规划倾斜停机标线,无舰载机起飞情况下女王级并不需要依据标线停机。
即使舰载机需要十字停机标线挂卸弹药,在不需要进行弹药挂载和卸载作业的情况下,也无需依据十字停机标线停机,如下图苏33:
停机标识线,是一种与军事传统毫无关系、仅仅取决于舰载机和载机舰两者构型尺寸、为解决调度需求而设计的特殊工具,不会在没有必要刚需时出现,更不会在与其匹配的特殊需求消失之后继续保持存在。
6、滑跃起飞线和滑跑起飞线
滑跃起飞引导线的作用是在滑跃起飞过程中指示和校正航向:
早期华航类似俄航和印航,滑跃起飞线为单一的明黄色虚线。
但之后却不再因循俄式风格全黄虚线,转而改用更醒目辉煌的金间银(划掉)黄白相间起飞引导线:
大阴航母则是接近黑色的暗灰色:
已消失的现代航母标线—螺旋桨舰载机滑跑起飞引导线/纵贯线:
剪水鹱文中已科普过:
通常置于舰体纵轴线左侧:
避开舰艏部分凸出的钢索回收器:
避开斜角跑道上的弹射器牵引飞梭:
尼米兹级设计阶段画有滑跑起飞引导虚线:
但或许因尼米兹级的航速慢于福莱斯特级与旧进取号等早期超航,难以满足滑跑起飞的甲板风速需求,服役不久即取消。
所有魅联航母的纵贯线/滑跑起飞引导线在冷战末期都因为空中威胁消退而被取消,未来航空引擎起飞推力的增长很可能导致滑跑起飞模式再次复兴,滑跑起飞引导线也很有可能重新出现在下一场冷战/热战中的航母飞行甲板上,只是不再仅止为螺旋桨舰载机服务。
7、跑道中线
飞行甲板未标线时,如何确定跑道中线位置,进而确定斜角夹角?答案在于对中灯和拦阻网支柱。
跑道中线一定位于斜角跑道正中央,穿过拦阻网两柱连线的中点,末端也不会偏离斜角甲板左舷切线中点太远,而斜角甲板中线下方的垂直下降对中灯的位置是公开的。
上图福舰的舰艉对中灯在舰体中轴线右侧、下图辽宁舰的舰艉对中灯在舰体中轴线左侧,因为福建的斜角跑道中线和舰体中轴线夹角是8~8.6度、而辽宁的斜角夹角只有7度。
辽舰和山舰的对中灯现已改用更鲜艳显眼的明黄色:
将对中灯位置和阻拦网两柱连线中点相连,再根据左舷切线中点位置修正连线端点,即可推出接近正确的中线位置:
福舰的斜角跑道可能采用的其它角度:
最宽的想象:
无论最终采用什么角度,夹角度数都没有超过尼米兹级的可能
8、升降机边界标识线
在大多数现代航母上通常用显眼的黑黄色相间粗条纹警示线标识,魅联超级航母为了省钱则采用涂料更廉价的红色和黄色相间细线标识,位于甲板飞机升降机/甲板弹药升降机和飞行甲板的交界处。
我国航母曾经短暂被魅联航母的红漆思路带偏过一段时间,首创了红间黑标识线:
很特立独行,但使用过程中发现夜间可见度不高,目前已改为更显眼科学、更昂贵的黄漆和黑漆:
女王级的甲板弹梯和甲板机梯标线显得粗壮:
髪国克里孟梭级的黄黑红白四色升降机边界标线:
髪国夏尔戴高乐号升降机的黄黑边界线:
也有国家不用升降机边界标识线,而是选择把升降机和飞行甲板的颜色彻底区分开来:
9、彩彻区明与“逊冷淡”的高下
现代航母甲板标线存在两个流派:魅联航母为代表的逊冷淡风格黑白灰标识线、华俄印航母为代表的彩彻区明风格多种颜色标识线,现代欧洲航母介于这两种风格之间。
福特级的标线阴冷沉闷、缺乏大面积鲜艳色彩。
大阴女王的逊冷淡过程低于魅联超级航母,但总体色调依然相当阴冷黯淡。
戴高乐号色彩又比女王级鲜明。
16舰的甲板标线色彩舒朗明快有朝气。
库舰的甲板色彩对比强烈。
暴风雨航母的甲板标线鲜衣怒马斗志昂扬。
天竺航母甚至出现了大面积的鲜艳黄色方块:
山东舰的飞行甲板比早期的辽宁舰更加彩彻区明:
航母作为国之重器,通常不缺设计师、也不缺那一点涂料费,色彩鲜明的甲板,才是更加符合实战需求的甲板,大型战舰的伪装色是针对来自海平面的光学侦察手段、对于现代空中侦察/制导设备,大型战舰鲜艳明快的彩色和冷淡的黑白灰并无太大区别,除非战舰大部分舰体已浸入海水。更何况现代甲板涂料仅在特定角度下才会产生较强可见光信号特征。理论上现代航母即使效仿太战IJN航母在舰艏设置便于己方飞行员/敌方俯冲轰炸机飞行员对准航向的大红色醒目标识,也不会增加敌方制导武器命中概率。
甲板色彩越显眼,反而越有利于恶劣气象着舰、越方便搜救飞机寻找待救援战舰部件,也越方便信息设备失效,即将迫降/跳伞的己方飞行员寻找母舰。
当然对于拦阻降落航母,凸显甲板标线比凸显整个甲板重要,因此拦阻降落航母需要在暗灰底色飞行甲板上喷涂鲜明的亮彩色标识线。
区别于海洋环境色,乃至模拟陆地环境色的鲜明标识线有利于保证飞行甲板作业安全、改善水兵的心理健康。
当今航母甲板标线的主要缺陷是应用的颜色种类不够丰富,未来开发出更多色种的特种涂料后,航母有必要将甲板涂层颜色增加至五种以上,以支持更复杂的调度标线。
九、战斗中的出动、回收与调度-血焰循
烧脑拗口漫长篇预警,舒适区爱好者及灰白质CPU未升级者,慎阅。
0、战后现代航母地位与职能;
1、舰队航母与攻击型航母;
2、循环出动的防空与打击模式
——当前福特级和尼米兹级的不同任务导致的甲板运作模式区别;
3、周期运作的全甲板出动与全甲板回收;
4、机库与甲板对全甲板出动的影响—什么样的全甲板出动更能适应现代海战;
5、航母单波次出动数量上限与未来舰机分化;
6、弹药、油气、电力的补充与回收处理———现代航母舰载机保障作业安全;
7、热机和冷机流程; 8、舰载机升降流程:
9、尼米兹suger97出动架次演习的性质——舰载机升降作业影响起降作业虚闻的解毒;
10、新舰问的性质和资料;
11、高烈度海战中的舰载机升降作业;
12、003型及其她无左舷机梯航母的横穿跑道调度方式优越性;
13、战场价值观与尼米兹吊书袋;
0、战后现代航母地位与职能:
二次界战后,航母的护航舰艇逐渐从炮舰更换为垂发导弹舰,炮舰与取代炮舰的垂发导弹舰补给难度不同,导致战后航母职权扩大为现代水面舰队的唯一攻防力量核心。现代垂发导弹舰均不具备海上装填垂发导弹的能力(导弹舰的垂发竖井吊臂并不具备海上装填能力,因为只有在港内才能保证庞大笨重且脆弱的导弹安全挂上吊臂),而能在海上补充炮弹的炮舰,却由于舰炮不适合发射远程制导防空武器故无法胜任舰队防空任务,因此现代舰队远海防空作战必须以载机舰为唯一主力舰类型,无论其被命名为载机巡洋舰还是航空母舰。
现代航母在高烈度正规战中的主要任务分为:
感知遮断-包括侦察搜索和反侦察任务,目的是维护己方制信息权和破坏敌方制信息权。
舰队防御-以防空任务和反潜任务为主,有时也包括反小型快艇和护航任务,目的是保证己方舰队的物质存在。
航空攻击-使用舰载机对大气层内外、地表上下、水面上下目标发动攻击,目的是远距离投射破坏性能量瘫痪和摧毁敌方战争能力。
三大任务中感知遮断和舰队防御任务事关制信息权和舰队存亡,重要性远大于航空攻击,舰队中负责履行大部分感知遮断职能,并对舰队防御负主要责任的航母可称为舰队航母,无论其是否具备较强的航空攻击能力
——此处及下文的舰队航母定义为:作为舰队安全基石的航母、航母中的核心主力,一旦其被瘫痪或摧毁,将导致己方其余航母和所属舰队遭受灭顶之灾,即丧失大部分制信息权,同时舰队防御体系崩解,剩余战舰难以自保。
1、现代舰队航母与攻击型航母的主要区别
0.最早的舰队航母和攻击型航母
舰队航母一词最早出自间战期大英帝国王室海军,大英对舰队航母的定义是:能与战斗舰艇一起高速机动的航母——只要能跟上舰队那么不管体量大小载机量多少都可以荣获“舰队航母”头衔,舰队航母通常具备多种用途,但多用途的航母未必能称为舰队航母。若将此定义生硬套用到现代,那么所有非航母主战舰艇远距离高速机动能力都不如航母,所以所有现代拦阻降落航母全是舰队航母。
事实上二战英军对航母的定位与现代航母作战模式截然相反,并没有以航母为舰队核心,让护航舰队为航母护航-围绕航母组织舰队,而是让航母跟随并掩护舰队航行-为舰队配备航母。仅从庇护舰队航行这一属性看来:舰队航母一词确实适合用于称呼作为现代舰队防御体系核心的主力航母。
马鹿海军则没有舰队航母定义,而是以“正航”这一词汇称呼大型主力航母,不管其是否“多用途”,又是否能跟上舰队中其它战舰,只要体量够大载机够多就是正航。如加贺号这样续航力不足的的正航,长途行动都很难跟上IJN自己的舰队,短距离航速甚至不如大阴帝国乔治五世战列舰,若在王室海军中肯定也配不上“舰队航母”头衔。
魅联海军从间战至今军语中都没有“舰队航母”一词,联邦航母的CV/CVN编号意为“航母/核动力航母”,字面上并无多用途:多任务/多功能含义,所谓多用途航母和舰队航母,仅仅是“航母”的一种默认定位,群众赋予的称呼而已。USN的某些轻型航母,如塞班号,其航速甚至超过大英帝国的舰队航母,若编入王室海军完全配得上“舰队航母”头衔。
二战魅联海军的多任务航母,编号用CV开头,既承担舰队防御、战场感知遮蔽职能,也承担航空攻击职能。战争后期还出现了中途岛级这种编号CVB的“(默认多用途/默认舰队)大型航母”。以及编号CVN的夜战航母(没错,最早的CVN命名标准不是反应堆而是夜间战斗机)
战后魅联海军曾计划将未来航母分为(默认舰队/多用途/多任务/多功能/战术性)航母和(战略性)攻击型航母,打造CVA和CV/CVB的组合,由埃塞克斯级和中途岛级作为CV和CVB掩护CVA发动战略航空攻击,CV既负责防空侦察遮蔽也负责反潜。
从合众国号开始分化出了编号以CVA开头的(战略)攻击型航母:
CVA-58合众国号是“最早被命名为攻击型航母的航母”,配备攻击性最强的中轴线贯通式300米降落复飞跑道,采用爆发攻击作战模式,要求增加载机量保证短期投弹量,不要求持续高强度出动,因此无需搭载大量航空燃油和航空弹药,为兼顾260米大机库和5000舰员导致油库容量受限。合众国号早期方案完全不具备舰队防空能力,以轰炸为唯一设计目的,而最终开建方案依然高度倾向航空攻击,为了在舰艏装备45吨级战略轰炸机使用的H-9液压弹射器,只在中段飞行甲板设置2台战斗机弹射器,导致舰队防御能力不佳——毕竟是攻击型航母。但合众国号在开建后却由于瓦圣屯沼泽内部的龌龊宫斗被中途非法拆毁,没活到几个月后太平洋西岸的开国大典。
高大上的战略核攻击型航母中道崩殂后,战时建造的埃塞克斯级和中途岛级航母在半岛战争中展现了其独到的战术攻击优势,已被AF踩成二等人的魅联海军为了方便讨要军费,就此选择转向近距离对地战术支援,之后魅联海军获得的福莱斯特级则是最早服役的“设计之处就冠有CVA头衔的航母”,与合众国号远程战略攻击型航母CVA编号透露出的雄心勃勃不同,此时的CVA其实属于一种为编列军费预算兴起的苟且编号,堪称低入尘埃。
因为战时建造的CV航母数量太多同时体量较小,暂时处于天下无敌状态的USN也缺乏舰队防空需求,航母主要任务只剩攻击和反潜,为提高任务效率,CV职能被拆分到CVA和CVS上,选择(默认战术)攻击型航母CVA和反潜型航母CVS组合。
反潜任务也同样属于舰队防御任务,与舰队防空任务同样重要,但反潜和战术航空攻击对航母体量和先进性的要求都低于舰队防空任务,无论侧重防空还是反潜,舰队防御任务中无聊的长航时巡逻警戒任务都会占据主要比例,大多数时间都只会持续放出和回收少量舰载机。
战术航空攻击任务对航母体量的要求高于反潜,但依然低于舰队防空任务,在二战时期甚至可用护航航母完成。舰队防空是远比航空攻击更重要的任务,航母的舰队防空能力通常和体型呈正比,越大越有优势、至于是否有较高的同时起降要求则取决于航母载机量。
越强越大的航母越容易被赋予舰队防御职能,作战时越不容易出现在短期内放飞和回收大量舰载机的情况。
福莱斯特级之后,魅联海军又获得了小鹰级、进取号、肯尼迪号这些适合作为CV的超级航母,其中旧进取号并不适合扮演CVAN角色,但强调航母的战术航空攻击属性更方便讨要军费,因此旧进取号的CVAN头衔仅存在于预算申请文件,并未在作战训练模式上实质化。
不过旧进取号仅建造一艘,这段时期大部分超级航母的主要任务依然是航空攻击而非舰队防御,故统称为CVA或CVAN依然不显违和。
1975年Tu-22M逆火轰炸机列装后,魅联海军舰队防空需求暴涨——终于不需要假借CVA编号为舰队航母讨要建造经费了,同时作为CVS的埃塞克斯级老化退役,魅联海军遂在6月30日将原属CVS的固定翼反潜机与反潜直升机转移到CVA/CVAN上,并统称为(默认多用途)航母CV/CVN,包揽多任务航母、攻击航母、反潜航母的全部职能,重新开始重视舰队防空作战,不再使用CVA和CVS编号,21世纪魅联航母全核化后,只剩下编号以CVN开头的核动力(默认多任务)航母,航母和攻击型航母的区别在名义上早已不存在了,
但高危险性战争行动中,现代魅联海军依然会临时安排战斗群中的CV航母分别承担舰队航母职能和攻击型航母职能,两者都需要攻击,但前者的首要任务是确保舰队安全,后者则可专心进行航空攻击。
虽然能胜任舰队防御任务的航母在执行舰队防御任务过程中通常也具备强悍的航空攻击能力,也可发起航空攻击任务,但其首要职责是确保舰队所在空域安全,其次是确保舰队所在水域安全,包括水面和水下、最后才是抽调舰载机参与战术航空攻击——舰队防空/防御航母才是现代CV/CVN更贴切合理的称号,尽管CV和CVN编号中都没有特指“防空/防御”的字母。
冷战结束后魅联航母舰队防御压力再次暴跌,海军飞行员开始专心练习着舰复飞,US NAVY以航母打击大队取代航母战斗群,由战斗变成打击,看似再次天下无敌了,但只热衷于打击却不渴望战斗的军队必然成为一支堕落的军队。
相比冷战航母战斗群舰载机飞行员用汤姆猫都能暴打老鹰的空战素质,航母打击大队时代的二等人再难壮志凌云,在AF一等人飞行员眼中除了起降和扔炸弹以外啥也不会。规模庞大但日益老旧的CVN逐渐沦为实质上的CVAN。
1.循环与周期-舰队防空和航空攻击模式的差异:
循环:相同或类似的事连续不断发生,不发生其他性质不同的事。
周期:相同的事两次出现所间隔的时间,期间可发生任何其它性质的事,大周期内可以包含小循环,但循环内只有循环而不包含周期。
——例如两次全甲板攻击之间可能进行循环出动,也可能进行出动数量仅仅为全甲板攻击出动数量一半的半甲板大机群攻击。又例如两件或三件事按特定的顺序依次交替发生,如“全甲板攻击→半甲板攻击→循环攻击→全甲板攻击→半甲板攻击…”即为三件事依次交替发生。“全甲板→循环攻击→半甲板→全甲板→循环防空→半甲板”即为全甲板和半甲板两件事依次顺序发生。
舰队防御与航空攻击:
一言以蔽之:防御战斗必须注重灵活应变,攻击任务更依赖计划周详。
高烈度战争中的舰队防空任务讲究持续性和反应速度、要旨是尽可能让更多舰载机长时间留在空中警戒,形成足够绵密厚实的防御体系。
舰队防空需要避免出现大量舰载机集中在短时间内着舰的情况,还要求能够快速放飞足够数量的小规模防空机群以应对紧急战情。
航母承担舰队防空航母职能时,为了灵活性和应急能力,必须控制实战状态载机总量,以尽可能避免占用起飞通道和降落复飞通道停机,尽可能为起降和整备作业保留能兼顾作业效率和作业安全的空间,尽可能将多余的舰载机留在空中或岸上,故舰队防空以能灵活安排起降作业应对多变空情的循环作业模式为主、紧急出动速度最快的全甲板戒备模式为辅。
全甲板戒备模式下需要尽可能增加可用起飞通道数量,在此基础限制条件之上尽可能增加可快速放飞的舰载机总数,即尽可能在起飞通道以外的飞行甲板上布列已热机挂弹完成整备作业的战机,在出现紧急空情时能在第一时间内放飞大量舰载机,能获得最高截击效率。
由于设计差异,一些航母的全甲板戒备模式飞行甲板最大停机量约等于全甲板攻击模式飞行甲板最大停机量,一些航母的全甲板戒备模式飞行甲板最大停机量则远远小于全甲板攻击模式飞行甲板最大停机量。
前者如1143.6/001,后者如福特级,两舰对比如下图:
上图中001的停机数量既是全甲板攻击也是全甲板戒备截击模式最大停机量,福特则接近全甲板戒备截击模式最大停机量。
循环出动模式下航母载机量始终保持动态平衡:
单一波次出动舰载机数不会超过航母的整备能力上限,冷战期间魅联超航循环攻击模式单波次最大出动量通常不超20架。
近距离输出时前一波机群放飞作业与后一波回收整备作业间可以无缝衔接,机群规模较小时甚至可以同时进行,不存在火力虚弱期。
在执行舰队防空任务时机群可始终维持高在航率,避免防空机群战力出现大幅涨落。
制空机群只能采用循环出动模式时证明舰队防御形势已极端危急,没有时间组织大波次反击,故循环出动能力对母舰生存更重要。现代舰队航母作为舰队核心主力,最重要的任务是保证母舰自身生存能力,其次则是庇护舰队,组织大波次进行航空攻击则是三大任务中最不重要的一项,现代舰队航母对循环出动能力的要求没有上限。
舰队防御航母也会被用于执行航空攻击任务,但同样强调持续性,侧重长时间内的累计攻击架次、重视火力的持久输出、极端重视舰载机的在航率,而非短时间内的攻击架次峰值,大部分时间依然使用小机群轮流出击的循环打击模式——不刻意组织需要消耗时间等待才能成型的攻击波,不要求将限定数量飞机集中在短时间内放飞,而是要求让达到可出动状态的舰载机以最快速度起飞投入战斗。
舰队防御作战没有明确的攻击目标,舰载机的离舰载荷参数相对单一,弹药转运体系负荷较轻,整备作业相对简单,因此现代斜角甲板舰队航母防御模式下的日均出动强度可以高于攻击模式。
航空攻击既需要出动轻载制空机、也需出动重载攻击机和支援机,离舰载荷参数更加多样化,因此循环攻击模式日均最大出动强度上限难以超越循环防御模式。
高烈度战役中的航空攻击任务则讲究爆发力、极限火力、要旨是在短时间内一次性放飞最多数量的舰载机,通过攻击机群的巨大规模迅速压垮敌方空防。
——将尽可能多的舰载机调度到飞行甲板表面集中热机挂弹、集中放飞、空中集结后同时投入攻击、这就是全甲板攻击模式。完成任务后集中返航、集中卸弹、集中冷机,进入全甲板回收状态。两次全甲板攻击的间隔时间可称全甲板作业周期。
全甲板作业属于周期作业模式,但周期作业模式下未必只能进行全甲板作业:
将数量约为全甲板攻击数量一半的舰载机集中热机挂弹列队集结同时投入攻击可称为半甲板攻击,发起速度相比全甲板攻击更快,爆发火力却强于循环攻击,作业周期/战力虚弱期则短于全甲板攻击,持续火力输出弱于循环攻击但强于全甲板攻击。
半甲板攻击出动量在飞行甲板设计不同的航母上,有可能小于循环攻击单波次最大出动量,如女王级和福建舰,也有可能大于,因此循环攻击模式下也有可能进行半甲板攻击。
双航母战斗群执行任务时,其中一艘执行循环出动防空反潜警戒任务,另一艘航母则视战况交替进行循环攻击和半甲板攻击,第二天两舰交换任务,第三天再次交换,这同样可称为“周期长度为一天的双航母战斗群周期作业”。
全甲板攻击的间歇爆发性、周期性都与舰队防空持续性、灵活性严重矛盾,航母在全甲板作业过程中难以胜任舰队防空航母职能,因此航母战斗群参与高烈度战役时有必要在舰队航母以外加配专职执行全甲板攻击任务的攻击型航母。无论是专职CVA攻击型航母、还是临时承担CVA攻击型航母职能的“CV头衔航母”都无需对舰队防御负主要责任。承担CVA职能的航母航空作业能力瘫痪后,舰队未必遭到灭顶之灾,依然能保存大部分力量撤退。
如果己方陆基驭风兵的攻击能力够强,其实不需要让海基驭风兵进行全甲板攻击——陆基驭风兵更适合执行这类短时间集结投入大量兵力攻击的任务。
现代魅联航母经常需要在远离陆基驭风兵支援的海域作战,同时舰队防空压力较低,因此相当热衷于全甲板攻击。
当然由于设计原因,尼米兹级和福特级循环模式下20余架的单波次最大出动量约等于全甲板攻击出动量45架以上的一半,使用半甲板攻击的虚弱期很短,因此防空压力较高时,魅联超航更愿意组成双航母战斗群,让两舰同时放出“半甲板攻击波”或“循环模式最大出动量攻击波”拼出“单舰全甲板攻击“/“单舰全甲板攻击+单舰零散攻击”的效果。
航母承担攻击型航母职能时无需负责舰队防空、因此可以以削弱乃至放弃循环作业能力为代价增加实战状态飞行甲板最大停机量,实战状态最大载机总量可以超过承担舰队航母职能的同型号航母,甚至可能超过更大型的舰队航母。
凭借更大的全舰载机量优势,高烈度战役中的攻击型航母短期爆发出动强度峰值可以高于舰队航母,但由于“机库备用机数量与全舰载机量比值”与起飞通道数量都下降,长期持续出动强度不如采用循环攻击-防御模式的后者。
循环作业模式既适合用于舰队防空也适合用于航空攻击,但周期作业模式仅适用于航空攻击。
循环作业模式中:要求避免回收作业削弱放飞能力,即避免出现占用起飞通道停机的情况,但却允许放飞作业阻碍回收作业即允许占用降落复飞通道起飞,——无论航母是否具备同时刻起降能力,回收效率都必须向放飞效率让步。
周期作业模式中:放飞阶段可以牺牲回收能力以提升放飞效率,但进入回收阶段后反而允许牺牲放飞效率保证回收效率,即占用起飞通道进行回收作业。
周期作业未必全程都不允许进行同时刻起降作业,回收阶段初期也有可能不将舰艏起飞通道用于停机;
循环作业未必全程都允许进行同时刻起降作业,整备阶段也有可能将斜角跑道降落复飞区用于停机,甚至不具备同时刻起降能力的航母也可以进行循环作业,但循环作业始终比周期作业更有助于减小起飞和降落作业在时间上的冲突。
2.CV职能和CVA职能如何分配:
正因为舰队防空任务的长时间持续出动强度高于全甲板攻击任务,在冷战时期的魅联航母战斗群中:负担更重、地位更高的实际舰队(防空)航母往往由舰载设备最先进、抗打击抗战损能力、高海况航空作业能力最强大的新锐航母担任,实际攻击型航母却通常由相对老弱的型号充任。
当一条未到退役年限的多任务/舰队防御CV航母落后到难以胜任舰队防空重任时,就会被下放为未必有CVA头衔的实质攻击型航母。
这种下放有时体现在编号上:埃塞克斯级最早都是CV开头的舰队航母,但后来全部被下放为CVA开头的攻击型航母,进一步落后之后,又被下放为CVS头衔的反潜航母。但有时也不涉及编号头衔变更:例如中途岛号名为CV,却并未装备同期CV航母的固定翼反潜机,直至退役都是实质上的CVA。
当舰队防空压力够低时,也可能出现用新锐舰队防空航母临时充当攻击型航母的情况。
如果一个战斗群内的CV航母都很新锐,那么舰队防空航母和攻击型航母的角色也可能随时转换。
3.两种模式在最大载机量上的区别:
同一条多用途航母,承担舰队防空航母职能时的实战状态最大载机量,一定不会高于承担攻击型航母职能的实战状态最大载机量。
当航母处于事实上的攻击型航母模式时:过于庞大的载机量会摊薄每一架舰载机享有的维护资源,降低全舰舰载机完备率,但大机群/全甲板攻击占比较高的作业模式单位时间出动频率更低的特性能够容忍完备率下降。
2、循环出动的防空与打击模式——当前福特级和尼米兹级的不同任务导致的甲板运作区别。
1.循环防空模式和循环打击模式的共同点:
使用斜角甲板的大型现代航母,在执行舰队航母任务时,舰载机通常以小机群多波次乃至单机循环出动进行攻防,即单波次出动的舰载机数量少但各波次出动时间间隔很短。
航母在高强度循环出动过程中往往会出现在航舰载机数量远超甲板停放舰载机数量的情况,飞行甲板常备热机区和临时热机区允许停放的舰载机总数并不等于且通常小于循环模式下单波次允许出动和回收的最大数量,而仅仅是无法停放于其它非热机停机区的舰载机总数。
该状态的航母舰载机由于出动架次时间分布较为零散,故时常需要进行同时刻起降作业,例如埃塞克斯舰队防空同时刻起降状态甲板仅停放区区十余架舰载机,但更多舰载机处于在航状态,这12架舰载机由于整备进度差异,可能只有2~3架能集中在一个波次内出动,但每一架飞机达到可出动状态后立即放飞,持续火力输出会远超单波次出动12架的周期作业。
上图还存在浪费舰艏停机区和舰尾升降机后方停机区的严重错误,导致上图中“由A-7饰演的F-8”只有12个停机位,实际上舰队防空模式下至少允许设置12个热机位外加3个冷机位。
本胄纠错图,橙色数字为循环攻击模式新增停机位,蓝圈为舰队防御模式中3个不影响大翼展预警/反潜机降落的热机位:
可见不考虑回收大翼展预警机/反潜机的循环攻击模式中:A-7在不干扰其它A-7降落复飞时的最大停机总数不少于21架。
再考虑到A-7停放时无需留出间隙用于展开折叠段机翼,因此可以采用比上上图中更密集的停机方式,因此埃塞克斯级的循环模式下完全可以再停4架A-7,总数达到25架——已经接近福特级常备热机区所能容纳的超虫数量。
循环出动模式下单位时间火力输出主要取决于舰载机在航率,与单波次最大出动数量无关。
设计方面:
为循环出动优化的航母必须保证常备热机区容量充足,必须重视瞬时紧急出动能力,重视起飞和着舰复飞作业同时段进行的可操作性与安全性,甚至要求具备起飞和复飞作业同时刻进行的能力。
使用方面:
航母进行循环出动作业时为保证紧急出动能力,要求尽可能避免占用起飞通道停机、为保证起飞和复飞同时刻进行能力,要求进行起飞准备工作时必须避免占用复飞通道空间。无论是瞬时紧急出动、还是起飞复飞同时刻进行,都要求必须留出足够空间用于调度和整备舰载机。
航母作为攻击航母使用时则不要求同时刻起降,采用攻击特化型设计的航母往往不适合同时刻起降,通常只具备同时段起降能力,例如采用“近平行斜角跑道设计”的大阴CVA-01攻击型航母。
CVA-01诸方案中弹射动线与复飞动线或在舰艏相交,或互相平行,没有大角度相离,不存在方向相反的速度矢量。
纯粹攻击型航母的定位和全舰仅仅36架的最大载机量使其没有具备同时刻起降能力和高海况拦阻着舰能力的必要性,不超过23架的机库最大载机量则导致右舷弹射器大部分时间都必须用于停放舰载机,右舷弹射器远离复飞区的目的仅仅是便于拦停后的舰载机就近在舰艏左舷临时停放和中转,同时便于舰尾热机区舰载机通过阿拉斯加走廊直接抵达右舷弹射起飞位而已。
红海军早期也构思过类似CVA-01的方案:
作为对比,魅联海军早前改造的珊瑚海号航母吨位接近CVA-01,但考虑了舰队防御任务需求,两条舰艏弹射通道均可在降落复飞过程中用于起飞。
大阴王室海军在CVA-01项目取消后数十年规划的CVF弹射航母方案搭配弹射起飞垂直起降舰载机的组合,同样不具备同时段弹射和拦阻降落能力,只具备“弹射起飞同时刻垂直降落能力”或“垂直起飞同时刻拦阻降落能力”。
2.循环防空模式与循环打击模式的区别:
循环防空模式下:
大多数舰载机出动架次都需要用于执行漫长无聊的巡哨警戒搜索侦察任务,真正的高烈度防空战斗用时不多。
舰载机的平均留空时间可达到攻击模式下的数倍,留空时间长让返航时间点更分散,各舰载机间的返航时间最短间隔延长,回收后卸弹冷机压力极低。
同一时间内留空舰载机数和飞行甲板载机数总和常超过循环模式下甲板停机数量上限,因此几乎不可能避免使用飞机升降机;足够低的冷机和卸弹压力,也允许将少量着舰飞机快速收入机库。
如果是高烈度舰队防空战斗,弹药耗尽但尚未出现战损的舰载机也可能继续留空为友机提供信息支援,同样很难和全甲板攻击一样出现大量舰载机集中在短时间内返航着舰的情况。
循环打击模式下:
舰载机投弹后立即返航,各架次平均留空时间短,冷机压力不小,留空舰载机和甲板舰载机数量总和上限通常不易超过循环模式甲板停机上限,低于循环防空模式。
循环出动模式中舰载机的降落和冷机时间是分散的,飞行甲板上的高温发动机数量不会在短时间内暴增,有可能持续将未彻底冷却的舰载机降入机库冷却。
3.循环模式与舰队航母实战最大载机量
旧进取号复飞与弹射同时进行的罕见影像:
舰队航母(以防空为主任务)模式下的大型斜角甲板航母,倾向于让所有“起飞点不位于降落复飞通道上的起飞通道”保持畅通,以保证瞬时出动能力。
因此可以认为:一艘舰队航母实战动态平衡状态下的(不计留空机群数量的实时物理状态而非编制)留舰舰载机总数上限=“保证调度和整备空间、同时起降能力和瞬时出动能力够用前提下的甲板最大停机数量”(通常就是常备停机区停机量)与“保留足够调度空间后的机库最大载机量”——可分别简称“循环模式甲板最大停机量”与“循环模式机库最大停机量”二者之和。
因为舰载机出动之前必须热机,而现代航母的机库仅仅是维修区而非热机区,因此“循环模式飞行甲板动态平衡状态最大停机量”占全舰实战状态留舰舰载机总量比例越大的航母、快速出动能力越强。
——简单描述为:两条实战最大载机量相同、但机库和甲板载机量不同的航母,甲板载机多机库载机少的航母,在战斗中的出动效率表现会强于甲板载机少机库载机多的航母。
福特和福建相比,福特属于大机库小甲板设计、而福建属于小机库大甲板设计,即使福特级的“实战状态最大载机量”存在少许优势,也难以弥补“循环模式甲板最大停机量”的劣势——除非解除福特的舰队防空航母职能,将其改为全甲板攻击型航母使用以增加实战状态最大载机量。
对于21世纪20年代之前下水的超级航母、包括20年代下水的003型超级航母,保证循环模式瞬时出动能力,就是保证3条起飞位不占用斜角跑道的弹射通道随时保持畅通:
舰艏2条、左舷紧急起飞弹射器1条,这3条弹射通道都能做到在弹射牵引器上固定有待弹射舰载战斗机时,不会占用降落拦阻复飞通道、其中舰艏2条能够在复飞过程中安全弹射,如下图中18舰的舰载机布列方式:
4.航母不同任务导致的甲板运作区别
魅联超级航母循环作业过程中倾向于避免使用那条起飞位在降落复飞通道内部的弹射器,极致优化舰队防空的003干脆就没安装这一条弹射器。
福特级航母和尼米兹不同,训练过程中极少使用起飞位位于降落复飞通道内部的3号电磁弹射器,3号起飞位挡焰板的烧蚀情况足以证明:
从左舷数到右舷第2个起飞位、从右舷数到左舷第3个起飞位对应的挡焰板为3号板。
福特级的3号挡焰板中心几乎看不到碳化发黑痕迹
尼米兹级的不少近期照片则是4块挡焰板均为黑心
这些近照中黑心板的颜色有区别,但没福特明显
尼米兹和福特对比:
兰德公司的报告认为:
福特级搁置3号弹后放飞速度降幅较小,可以接受,同时搁置3号弹却能大幅改善甲板调度。理由是一条电弹的效率接近两条蒸弹,电弹理论无故障弹射架次更高且不需要像蒸汽弹射一样消耗时间积蓄高压蒸汽,蒸弹无故障弹射架次较低且需要时间积蓄高压蒸汽的特性决定了四条均衡使用才是效率最高的作业方式。
———但兰德报告却没解释:
为什么福特级可以容忍放飞速度小幅下降?降低出动率是否浪费了福特级一站式保障和弹药分段接力输送带来的整备效率优势?为什么尼米兹为了出动效率可以牺牲甲板调度?为什么现在福特级又可以牺牲出动效率改善甲板调度?
调度和放飞策略不同背后的原因其实很简单:
那就是福特级日常进行的是舰队防御循环出动训练,很少或者尚未进行全甲板攻击训练。
———福特级最初是一级设计高度为对地攻击优化、同时具备较强舰队防空能力的超级航母,对地攻击时提高出动率比改善甲板调度更重要,但由于之后人类军事态势发生了改变,导致魅联海军的舰队防空需求反超了对地攻击需求,而福特级已经是当前魅联海军最适合执行舰队防御任务的航母,因此只能让福特暂时偏离原本作战设想,优先进行在初始设计中并不优先的舰队防御循环出动训练。
于是全甲板攻击中常用的3号弹射器就此被搁置了。
不少尼米兹级为提高1、2、4号弹的完备率以应对高强度任务,日常训练过程中甚至会尽可能消耗作战状态最不常用的3号弹。直到福特级由于电磁弹射器允许模块化维护替换,日常训练过程中才无需刻意增加3号弹使用率。
兰德报告论证的其实是舰队航母使用三条电磁弹射器循环出动时的飞行甲板作业。
为什么之前尼米兹很少被拍到同时起降循环作业的照片或者视频?
因为魅联在常规动力航母退役之前的航母在航率还是很高的,并不那么强调单航母生存能力,冷战后魅联海军又长期处于不需要考虑高强度舰队防御作战的低压状态。
航母全部核动力化的当代魅联海军,则是几年凑不出一个三航母战斗群,于是不得不重新重视单航母生存能力、开始重拾航母同时起降训练和循环作业训练。
福特级的连续4天24小时连轴作业、日均出动220架次以上要求是依据怎么制定的?——舰队防御任务才必须24小时连轴。
福特级要求任何时间内在空中巡逻的战斗机数量不低于24架、任何时间负责支援的预警机不低于2架,每架战斗机巡逻警戒3小时,每架预警机巡逻警戒6小时,这就需要200架次,剩下的20架次作为应急。足以掩护部分老旧尼米兹级专心全甲板舔地,让其成为无需承担舰队防御的攻击型航母。
24架舰载战斗机,最多只能守护魅联航母战斗群前方270度的扇面,背后的90度扇面缺乏舰载机巡逻怎么办?只能放上一两条搭载F-35B的两栖攻击舰守护,两条闪电航母甲板可停放20架35B,算上机库可搭载接近30,足够守护超级航母后背,由于阵位远离前沿,两攻航速慢、F-35B的短航程和短航时缺陷对生存能力的影响不算严重——这就是二战护航/轻型航母掩护多用途/舰队航母的现代翻版,闪电航母对魅联还算很不错的助力,但对于近未来的太平洋西岸古国而言,守护航母后背的任务用陆基战机即可胜任,装备闪电护航航母意义不大。
在汤姆猫时代,魅联除福莱斯特级以外的超级航母,在舰队防空循环出动任务中还偶尔会使用妨碍降落的3号板,因为福特级之前的魅联超级航母4号起飞位的MK-6挡焰板宽度不足,无法完全遮挡汤姆猫的全加力状态高温喷流,左舷紧急起飞区的汤姆猫只有在安装了更宽的MK-7挡焰板的3号位才能实现重载起飞,因此汤姆猫时代的魅联超级航母在舰队防空任务中不会完全搁置3号挡焰板:
需要大猫紧急重载起飞的情况毕竟不多,因此即使在大猫时代的魅联超航上,3号板还是最白亮:
又白又亮的3号板并不是福特级的专利,挡焰板需要定期更换,只要是长期进行舰队防空循环出动训练、在此期间疏于全甲板攻击训练的魅联航母,都有可能出现又白又亮的3号板。
众板皆黑,唯三独白。
众板皆暗,唯三独明。
即使是被尾焰碳化变得暗淡的3号板,通常也是所有4块挡焰板中最白最亮的那一块,因为对于多数魅联航母,全甲板攻击训练和循环出动舰队防空训练通常是交替进行的、用于循环出动训练的架次通常也略多于全甲板攻击训练架次。
上图福莱斯特级没有安装4号挡焰板,原因和超日王/维克拉玛蒂亚号、维克兰特/超越勇敢号一样——尾焰后方没有人员和设备,不需要挡焰板。
虽然黑了一大块但依然最闪亮
不管3号板有多暗黑,其它三块板一定会更暗黑:
上图旧肯尼迪号,3号板外其余挡焰板肉眼难辨。
上下图中尼米兹级还是3号最亮
唯三有灰、余者皆墨:
依据挡焰板状态可推导魅联航母前段时间的主要训练内容:
多数情况下:3号板最白最亮、1号板次之
此图1号板看起来最亮,但这是因为云层遮蔽导致艏艉光照不同——循环出动训练中几乎用不到3号板、魅联的全甲板攻击通常是3弹开局,1号弹射器用于密集停机,大部分时间用不到1号板。
长期训练全甲板攻击的航母大概率是1号板最白
多数情况下:2号板最黑最暗、4号板次之
——无论是循环出动还是全甲板攻击,2号起飞通道都是常用通道、4号板是为紧急起飞通道服务、而蒸汽弹射后需要消耗时间补充高压蒸汽蓄力,频繁弹射的弹射器故障率也会提高,因此4号弹虽然因为和舰体轴线平行,是4条弹射器中受侧风影响最弱的一条,理论上加速超级虫这类非宽间距双发舰载机的能力最强,但也不能乱用,否则无论是蓄力未完成还是因使用过度频繁而出现故障,都会影响应急出动速度。
如果一条魅联超级航母的1号板碳化最少、2、3、4号板的色泽接近,只能说明该舰近段时间用于全甲板攻击训练的架次远超用于循环出动训练的架次:
上下图中的尼米兹级不仅挡焰板状态符合频繁进行全甲板攻击训练的推测、舰载机布列方式同样符合。
如果某条航母训练任务特别繁重,也可能出现四块板的颜色都相差不大的情况:
虽然舰队防空航母可以用来执行纯粹的循环攻击任务,但在高威胁环境中:最先进强悍的舰队防空航母需要承担最重要、最核心的舰队防空任务,这种情况下尽可能将对面攻击任务下放给舰队防空能力较弱的航母才是最合理的选择。
最先进的舰队防空航母通常都是3号板白亮,1、2、4号暗黑:
上一艘进取号也经常可以看到又白又亮的3号板:
进取号是不仅仅是人类首条核航母,还是最早的巨盾防空航母,旧进取号由于反应堆数量多和低阻线型,是动力最充沛、航速最快的超级航母,经常可能出现甩掉其他航母独自行动、提前进入战区的情况,因此循环出动训练是重中之重。
不仅仅因为大盾利于防空、也不仅仅因为更大的高速独行概率,还因为8个缺乏装甲防护的裂变堆让旧进取号成为了魅联海军对空中打击承受能力最弱的超级航母,对于脆皮核超航,舰队防空重要性高于一切,以其说是大盾利于防空,不如说是脆弱的核动力装置令其必须遵循防空至上主义。
下图旧进取号的3号板同样比尼米兹的3号板更显白亮:
电磁弹射器不存在蒸汽弹射器的长蓄力时间和高故障率问题,18舰即使使用全甲板攻击模式也不需要占用弹射通道停机,福建舰的三块挡焰板,未来的颜色和明暗程度大概率是2号板略黑、但三块板不会存在明显差别。
3、全甲板出动与全甲板回收
1.全甲板模式不能称为循环模式
循环模式是将舰载机分为多个小机群,持续轮流出动,循环出击模式又可以称之为滚动出击模式、连轴出击模式。
全甲板攻击模式则将舰载机聚集为大机群周期运作,爆发式间歇出动,用涨落出击或交替出击形容更确切。
不少民间人士会将“cyclic循环”错误翻译为“周期”,把全甲板攻击模式和循环模式混为一谈,但魅联海军对于这两种模式的区别是很明确的——周期交替作业与循环连续作业,没有任何可信资料能佐证两词词义有交叉。
2.全甲板攻击模式的缺陷:
斜角甲板超航的全甲板攻击模式爆发威力强大,但需要集中热机和挂弹,整备时间漫长。
全甲板攻击机群返航后会进入漫长的全甲板回收模式,返航舰载机需要长期停放在飞行甲板上散热,停放在甲板上的大量待冷却舰载机会堵塞舰艏起飞通道,直到发动机基本冷却后才能收入机库。
———这就是集中冷机的全甲板回收模式。
或者干脆不让某些舰载机彻底冷却,也不将其降入机库,等到机群全部返航后,立即重新热机整备投入全甲板攻击任务。
全甲板攻击模式短时间集中出动、全甲板回收模式短时间集中回收,热机和冷机压力极大,会让航母防空能力长期处于衰弱状态,集中挂弹和卸弹则是极大的安全隐患,同时持续出动架次低于循环出击,因此现代航母的全甲板攻击模式仅在受到其它航母保护、或者敌方缺乏反航母手段时才适合采用。
3.全甲板攻击模式缺陷缓解方式:
间战期、WW2和冷战高峰期的魅联海军单航母编队用于填补全甲板回收模式下战力空虚的方式,是攻击机群和防空机群交替出动:
在攻击机群出动后立即将停放于机库内部的长航时制空战机提升到飞行甲板热机挂弹,在大机群密集返航前把长航时防空机群放飞出去。
——魅联超级航母的3号起飞位在复飞通道内部,全甲板回收过程中难以使用,4号起飞位不占用复飞区,但除福莱斯特级以外的冷战魅联超级航母,4号位不适合放飞作为截击主力的汤姆猫,只靠两条左舷弹射通道执行应急起飞截击任务时的出动效率令人抓狂,需要保持一定数量汤姆猫巡逻防空。
在攻击机群返航前放出长航时的汤姆猫防空机群,可坚持到攻击机群基本入库、甚至攻击机群被重新放出后才开始着舰,在下一波攻击机群返航前再次放出。
F-14系列比F-18系列重、载油量更高,但油耗反倒低一大截,冷战魅联航母凭借航时巡航耗油率低于中型机的重型防空机,无需其它航母掩护就有底气发动单舰全甲板攻击。
冷战和未来热/冷战间的新间战期前期,超虫这种航时耗油率高于重型机的中型机一统魅联航母甲板,魅联航母全甲板攻击机群返航前放飞的防空机群留空时间变短,难以坚持到攻击机群被重新放出,因此目前处于新间战期的魅联航母进行全甲板攻击时更加依赖其它航母保护。
即将大量服役的F-35C、舰擅武等五代舰载机巡逻留空时间远超超虫系列,接近曾经的汤姆猫,而第六代舰载机只会更强,不远的未来太平洋两岸的超级航母或许会再次具备单舰发起全甲板攻击的能力。
全甲板攻击单一波次出动数量越大的航母,对防空机群留空时间要求越高,长航时舰载机可降低对航母回收能力和同时起降能力的要求,因此舰载变后掠翼战斗巡逻机未来可能会凭借其它布局舰载战斗机所不具备的长航时性能优势再次复兴。
上下图共75架固定翼,且总数依然有增长空间。
没有防空压力的CVA模式下,只放飞攻击机群不放飞防空机群,接近80架舰载机分两波交替出动,前40余后30余近距离攻击,结束后不立即着舰长期盘旋巡逻,爆发火力远超只用45架攻击机群间歇出动,但会导致舰载机缺乏轮休,长期持续累计输出效率不如45架攻击机群间歇出动。
魅联航母全甲板攻击放飞作业开始阶段不用1号起飞通道。
尼米兹全甲板出击模式甲板最大停机数量45架,福特级由于甲板面积扩大,理论极限可增加至48架,但依然是3弹开局
下图为布列45架的福特级,数量依然有上升空间。
魅联超级航母全甲板回收时,通常会先回收长航时舰载机,然后再回收短航时舰载机,这就是为什么汤姆猫比经典虫省油,却需要留更多余油备降的原因。
大髪民国戴高乐号全甲板回收模式,则是先回收大翼展预警机,如此一来后着舰的小翼展阵风战斗机就可以在预警机偏航安全线内调度和停机。
4.用于防御的全甲板出动模式
对于需要优先考虑本土海防的航母,因为背靠大量陆基攻击机支援,不需要强调大机群全甲板对面攻击,反而需要极致强化舰队防空的持续性,需要极致强调小机群循环出击能力,需要重视“起降作业同时段进行”时的安全性。
但除能以最短时间让最多战机升空的全甲板戒备模式以外,按全甲板攻击出动模式进行热机,也能在短期内放出规模最庞大的防空机群,适合抵御大机群攻击,因此提升全甲板攻击能力对强化高烈度海战中的舰队防御依然是有帮助的。
垂直降落舰载机允许多机同时降落,能加快大机群回收速度,便于缩短全甲板攻击作业周期,因此发展垂直降落舰载机对强化航母全甲板出动能力意义重大。
多机同时着舰需要先悬停于左舷外,再向右侧滑至着舰点上空进行垂降,侧滑过程喷流会扫过左舷飞行甲板,因此女王级左舷停放大量F-35B时无法实施多机同时着舰。
三机同时刻降落模式下女王级左舷可用停机区面积仅略大于竞技神号:
因为垂直降落喷流对热车作业干扰较大,女王级在整个左舷都用于热机时只能进行无需侧滑的单机半垂直着舰即斜线下滑着舰,即便如此,半垂直降落的回收效率依然远超拦阻降落。
由于F-135发动机非加力推力巨大,女王级的F-35B以正常载荷降落时无需强加力,对飞行甲板烧蚀不算严重、仅在重载强加力降落时必须在配有水冷系统和耐温材料的专用降落点上降落、轻载状态则无需加力,可任选着舰点降落,紧急状态下女王级完全有可能进行4~5架F-35B的极限同时着舰作业。
4、机库与甲板对全甲板出动的影响—什么样的全甲板出动更能适应现代海战
舰队防御航母全甲板攻击的准备时间还和一个相当重要的差值有关,此差值大小与航母适应现代海战的能力呈反比:
“全甲板攻击模式甲板最大停机数量”与“循环出动模式甲板最大停机数量”间的差值,载机量限定前提下,此差值越小的航母,越能适应现代海战。
因为该差值越大,航母转入全甲板出动模式后需要从机库中提升的舰载机数量就越多、提升后机库内剩余可参与第二轮攻击/补充第一轮全甲板攻击战斗损失的备用舰载机就越少,全甲板放飞准备时间就越长,全甲板回收时就需要占用更多起飞通道空间用于停放待冷却舰载机,全甲板回收疲弱期越长。
反之,此差值越小,需要提升的舰载机也越少,航母就能保留更多备用舰载机参与第二轮攻击/对第一轮全甲板攻击战斗损失进行补充,完成全甲板出动准备工作消耗的时间就越短,全甲板回收模式对起飞通道空间的占用就越少,回收全部舰载机后转入下一次全甲板攻击或循环模式的速度也会更快。
1.航母斗兽棋-均等对决
以当前人类最强大的两型舰队航母为例:
按以上福舰和尼米兹级的同比例图,福特的循环出动模式甲板最大停机量—即常备起飞通道数量与常备停机区停机量之和不超过28架,全甲板攻击模式甲板最大停机量48架。
福舰循环模式下飞行甲板大概率可布列36~40架,但为了谦让福特级,空出3~4个停机位用于调度,减为33~36架。
实际上福特级受“弱于福舰的回收效率“限制,单轮全甲板攻击出动量很难超过46架,此处为加强福特级只能强行予以无视。
福特的此差值小于尼米兹、却又依然大于福建:
尼米兹的此差值为:45一22=23
福特的此差值为:48-28=20
福建的此差值最小为:42-36=6
福建的此差值最大为:45-33=12
福特由循环转入全甲板需要提升20架舰载机,比福建多提8~14架,福建和福特每台机梯单次极限提升数量均为3架,福建需提升2~4次,2升降机1~2轮提升完毕、福特需提升7次、3升降机3轮提升完毕。
再看机库载机量:
尼米兹机库彻底塞满也只能载33架,假设福特的机库面积大于尼米兹,彻底塞满可以达到36架以上、实战状态留出少量调度空间的最大载机量可以达到32架。全甲板攻击需要从机库内提升20架,剩余12架,哪怕按塞满36架算,也只能剩余16架。
福建机库彻底塞满,至少可以塞29架歼35这个尺寸的舰载机,实战状态按尼米兹和福特的标准,留出少量调度空间和直升机停机空间,能放24~25架。全甲板攻击需要从机库内提升6~12架,机库剩余12~17架。
由于歼35、F-35C、F-18E/F、E-2D、空警600,折叠后的尺寸区别不大,
因此作为舰队防空航母使用的福特正常战备状态动态平衡载机量为:甲板28+机库32=60;
福建作为舰队防空航母的正常战备状态动态平衡载机量上限为:甲板36+机库25=61
福建作为舰队防空航母正常战备状态动态平衡载机量下限为:甲板33+机库24=57
战时状态下的航母除正常战备载机量以外,空中也存在一部分之前放飞的舰载机,但这部分舰载机主要用于执行巡逻警戒防御任务,缺乏足够余油参与第一轮全甲板攻击,但可在返航后重新出动参与第二轮全甲板攻击。
常备停机区停机量越大,可用于巡逻警戒防御任务并参与第二轮全甲板攻击的舰载机越多——这也是福舰的强项。
福建的排水量更低、舰体可用装载空间更狭小,导致机库容量小于福特级,但凭借更大的飞行甲板,舰队防空模式正常战备状态动态平衡载机量却能高度接近(甚至有可能反超)机库更大的福特级——福舰堪称当前人类舰队防御超级航母设计水平的天花板。
那么这两大福字号航母的全甲板出动能力对比如何?虽说现代海战不是斗兽棋,但斗兽棋最能直观反映主力舰的设计取向和设计水平,接下来进入斗兽模式:
电磁弹射器不需要像蒸汽弹射器一样每次弹射都需要重新蓄力,两舰的电磁弹射器,理论上都具备在短时间内弹射所搭载的全部舰载机的能力,极限弹射速度仅仅受制于飞机和人员的就位准备速度。
双方开局都是用三电弹一轮弹射三架,福特开局的48架中有12架需要占用弹射通道停放,也就是12轮之后才能实现一轮弹4架,需要弹射15轮。
福建42~45架,每轮三架也只需弹射14~15轮。
福特的单条电弹理论上最慢40秒弹射一架,3~4条电弹不到1分钟即可完成一轮弹射,电弹领先福特级一代的18舰只可能更强,耗时绝不会比福特的电弹更长,多弹一两轮所增加的耗时微乎其微。
双方在全甲板攻击机群出发后即刻开始回收全甲板攻击准备阶段用于执行巡逻防御任务的警戒机群。
弹射完甲板上的40余架飞机后约30分钟,两舰从机库提升到甲板的十余架舰载机热机完成,开始弹射,福特4电弹弹射12~16架舰载机,3~4轮弹射完毕,福建3电弹弹射12~17架舰载机,4~6轮弹射完毕,之后开始弹射之前已回收但引擎依然处于热机状态的警戒巡逻机群,但这一次不再用于警戒巡逻而是作为第二轮攻击的第二批攻击机群。
即使能解决F-35C对空对海战斗力均弱于歼35的问题,48架规模的攻击机群对依托水面防空舰支持的42~45架规模的防空机群没有明显数量优势,发动攻击也绝对会损失惨重,甚至可以认为必败无疑。
40余架大机群战斗结束,两舰幸存舰载机返航,同时从甲板上出发的第二轮首批十余架舰载机投入战斗,第二轮第二批舰载机紧随其后投入战斗。
这一轮福特的两批机群数量都不占优,甚至可能处于劣势,福特同样没有胜算。(由于大推热容量高,热车速度可能慢于双中推,福舰的第二轮攻击机群在出击速度上即使不占明显优势也绝对不存在任何劣势)
(——除此之外,航电设备降温速度很可能也是擅武大幅占优:擅武作为舰队防御飞机需要安装大面积侧视雷达,但舰体结构侧面开口面积过大对结构强度不利同时更容易被高频火控雷达锁定,故选择让侧视雷达阵面兼职加油舱封盖,将用于冷却雷达的油管置于加油口附近。
在大面积侧视雷达后布置加油口附带好处是机首两侧皆有燃油接口且接口面积可以进一步放大,导致擅武的地面加油和抽油效率堪比乃至赶超大型陆基轰炸机,在航电温度因剧烈战斗大幅升高导致无法出动时可以通过单侧加油-对侧抽油高效换热,迅速恢复可出动状态再次升空作战,然而未具备类似设计的F-35系列在剧烈战斗中幸存着舰后必须耗费更多时间用于冷却航电才能再次升空作战。)
若双方在上述两轮交战过程中都损失甚微,那么福舰由于全甲板回收疲弱期持续时长远短于福特,因此可以抢先发起第三轮大机群航空攻击,依然处于疲软期的福特对此很难作出有效抵挡——除非在回收阶段把一部分舰载机转运到其它舰船/机场,或者把一部分已回收舰载机抛入大海。
假设双方使用类似机型,那么即使在福特级更占优的全甲板攻击模式中,(不受任何武德约束的)福特级倚仗自身出动能力的上限和(单方面受到春秋时代武德束缚的)18舰航空作业能力的下限硬碰硬对攻都无法取得明显优势。
此外:福特一旦发起全甲板攻击后,若无法重创福舰的舰载机联队就必须重创自身的舰载机联队,远不如福舰游刃有余,理论上福舰甚至可采用全甲板大机群详动攻击这一对福特而言过于奢侈的战术,以促使福特提前放出大规模防空机群应对,进而逼迫其进入回收疲弱期。
缩小机库载机量占比不利于保证舰载机远洋部署完备率,因此魅航难以简单效仿华航的小机库大甲板理念。
机库载机量占比高的航母,需要通过增加搭载机型种类,在海战中频繁使用升降机切换性能侧重不同的机型,以专业化舰载机优势对冲敌方通用化舰载机参战数量优势,才有可能在与飞行甲板载机量占比高的航母对抗过程中取得优势。这也是魅联“新世纪百系列”战机发展计划提出的重要诱因。
为应对假想敌的新世纪百系列战机,只发展一种通用舰载战斗机是绝对不够的,飞行甲板载机量占比较高的航母同样需要发展多型舰载战斗机,假设假想敌的大机库小甲板航母装备4型新世纪百系列舰载机,那么己方的小机库大甲板航母至少应该装备三种属性侧重各异的舰载机才能确保优势。
2.不依赖弹射或滑跃直接滑跑起飞:
全甲板回收模式下可能出现整个飞行甲板除降落复飞区外均用于停机的现象,因此需要一条完全不位于飞行甲板停机区内即完全位于降落复飞区内的轻载起飞通道用于应对紧急空情。
在当代魅联超航和人类最强非超级重型弹射航母珊瑚海号上,这条起飞通道是位于左舷的3号弹射起飞通道,其意义近似于二战魅联航母的机库弹射起飞通道:
若一型航母未设置完全位于降落复飞区内部的弹射起飞通道,则需要增加完全位于降落复飞区内部的临时应急起飞通道。
如福舰:
根据不久前海军人士在采访中透露的双WS-19引擎最大加力推力一共26吨、在热带高温环境下推力损失不超过20%,满内油最大隐身挂载状态起飞重量不超过25吨、陆地起飞空速可低至52m/s(比部分二战活塞螺旋桨舰载战斗机都低)、甲板起飞空速低于52m/s的歼35参数推算:
歼35能够用200米滑跑距离加速到52m/s以上,那么满内油最大隐身挂载状态的歼35,在福舰全长不低于240米的斜角甲板上完全能够不依靠弹射器和滑跃甲板滑跑起飞,只要不是顺风起飞,起飞过程中甚至都不需要全程使用最大加力推力,逆风甚至可实现200米短距滑跑起飞,这样至少还可以在斜角甲板扇尾区设一个不需要挡焰板的应急起飞位,该起飞位甚至可以在全甲板攻击模式下使用,毕竟攻击机群也需要轻载制空机掩护,3电弹运行一轮的时间也能放飞3+1架舰载机:
福特级斜角跑道中线长度低于240米,大切角导致有限长度更低,因此很可能也只有4弹射器+2临时滑跑起飞通道共6个轻载起飞点。
假设18舰将斜角跑道临时起飞通道增至2~3条,相比福特级可能拥有7:6乃至8:6的轻载起飞通道数量优势,执行舰队防空全甲板截击模式任务时的出动效率更高,仅次于具备9~10个紧急起飞点的暴风雨航母方案(满排10~12万吨)。
———照这种趋势发展下去,再考虑五代战机引擎喷流温度大幅降低、喷流含氧量大幅提高的现状,喷气式舰载机恢复二战活塞螺旋桨战机近距离摩肩接踵、首尾相接密集排列、无需固定位置和挡焰板即可大规模热机起飞的盛况也指日可待。
届时:飞行甲板面积将取代固定起飞位数量成为航母放飞速度的决定性因素,003这类大面积甲板搭配少量弹射器的航母将取得更大优势。
——福特在高水平隐身海空战中的全甲板攻击状态起飞通道数量优势也被歼35的滑跑起飞能力抵消了,在海战中面对003将处于全面劣势。
不过电弹可增加非隐身状态重载起飞重量,在执行全甲板外挂对地攻击任务时,福特级拥有重载起飞通道数量优势 ,依然是更专业的舔地超航。
福特级虽然配有4条电弹,但却只有三道拦阻索,在电磁弹射拦阻时代,海战中击毁3道拦阻索埋藏部分远比瘫痪3~4条电磁弹射器简单,故福特4弹3索配置远不如福舰的3弹4索配置符合高烈度海战需求。
显然,相比高度适应现代海战的003型和歼35,福特级和F-35C组合堪称业余舰队航母搭载业余舰载战斗机的组合。福特级将头衔改为CVAN更合适。
5、航母单波次出动数量上限与未来舰机分化
0.二十四飞鲨
关于辽宁舰停放24架飞鲨的官方高清照,某些微薄总师觉得这就是摆拍,不可能是真正的实战模式阵型。因为以前我国的论文说得很清楚,库兹涅佐夫的全甲板攻击单波次最大出动数量就是15架。
但本胄不会附和这些微薄总师看似理性的发言,不管他们有多少人点赞,因为本胄是武人,无法摆脱短暂军旅生活塑造出的军人思维,没法学会用吊书袋文人的思维去思考军事问题。
本胄发现目标摆出某个看起来很有攻击性的阵型后,不会根据论文去排除这种阵型具备实战攻击能力的可能,只会挖空心思去琢磨以下问题:如何才能让这种阵型具备实战能力?目标为什么摆出这种阵型?这种阵型作用是什么?这种阵型有什么优势和破绽?这种阵型符合哪一种作战需求?
本胄的观点是:
现在的我海军绝不会用航母舰载机摆出一种“看似能实战、但其实不能实战”的摆拍阵型,技术实战阵型和艺术摆拍阵型绝对泾渭分明。
缺少对称布列不能称为艺术阵型
辽宁的飞鲨敢列出这样的阵型郑重展示,只能说明这种阵型绝对可以实战,但我国之前论证的库舰单波次最大出动数量15架也绝对不是假的。
能让这种布列方式具备实战价值的三种可能如下:
1.彻底放弃应急防空的一锤子买卖
效仿埃塞克斯级和中途岛号,回收时彻底放弃紧急起飞能力。停放的飞鲨看似侵入了斜角甲板复飞区边界标线,但那是预警机的复飞区边界标线,不是歼15的——没错,辽宁舰设计上一开始确实是考虑到搭载预警机的。
最大回收模式时甲板能停24架,紧急起飞通道被彻底堵死,航母防空能力基本归零——如果能把先降落的1~3架飞机收入机库冷机,最大回收数量其实可以增加到25~27架。
如上图所示:库舰/辽宁的单波次最大出动数量15架,是以回收过程中和回收完成后将所有回收的舰载机留在甲板上,同时保留紧急起飞能力为前提
———如果按照甲板十字停机标线停放苏33/飞鲨,那么15架就是保留紧急起飞通道畅通前提下库辽二舰的最大甲板停机数量,如果把紧急起飞通道彻底堵死,那么回收状态下按照十字停机标线停放、留出充足空间展开折叠翼卸弹的极限停机数量确实也能达到24架。
如果编队内部航母数量比较多、有其它航母提供空中掩护,确实可以这么干,魅联的埃塞克斯级斜角甲板航母全甲板回收作业时确实是把紧急起飞通道彻底堵死,回收状态下由其它航母提供空中掩护。
2.不计成本的富豪式火力战
如果放弃了按十字标线停放飞鲨,那么就可以在保持紧急起飞通道畅通前提下在甲板上密集停放24架飞鲨,但这种停放方式要求大部分飞鲨返航之前必须清空折叠段挂弹、或者返航后能以远超库舰的效率卸载折叠段挂弹,否则后降落的飞鲨会出现没有空间卸载折叠段挂弹的危险情况
——也就是要么在战斗中把大多数折叠段挂弹发射出去、没发射出去的折叠段挂载导弹也要扔到海里,或者是通过更先进的地勤装备,以超快速度卸载掉折叠段挂弹。
无论哪一种,相对库舰都是富豪作战方式。
3.超高整备效率的黑科技新型地勤
假如既没有搞“回收状态放弃紧急起飞能力的一锤子买卖”也没有搞“打空折叠段导弹后密集停放的土豪火力战”那就只剩下一种可能:
我军能用更快的速度让先拦停的飞鲨离开甲板,比如重新放飞、或者收入机库,如此即可有充足空间停放后拦停的飞鲨。
现代航母机库还是允许少量舰载机入库冷机的。——但这需要辽舰具备远超库舰的整备效率,需要更先进的整备技术和配套的新型甲板作业流程,快速重新放飞需要快速装弹和加油、快速收入机库需要快速卸载弹药和抽空燃油,无论快速热机放飞还是快速冷机收入机库,都要求能让引擎以更快速度散热降温(再次热机之前也要先冷机,让发动机得到短暂休息)。
总结:
1相当于让辽舰放弃航母的舰队防空职能,作为纯粹的航空攻击舰使用,极有可能说明福建舰不久后就能开始执行舰队防空任务。
2的密集停放回收没人拍到过,密集停放也不需要停机标线,谁要当杠精也可以用“没照片就是不可能”来反驳,反正就算谁不要脸,也没人能顺着网线拔掉它的堕格犬齿。
3则是一种隐晦的技术示威,反正海军没有明言,敌对势力也不敢保证3的发动机快速降温黑科技就绝对不存在。
为什么山东舰没像辽宁舰一样摆出二十四耀武飞鲨阵?不是因为山东舰的舰员熟练度没有辽宁高,而是因为辽舰的舰队防空能力不如山舰,在福舰服役后,辽宁舰会成为整个PLAN舰队防空能力最弱的航母,因此才开始训练这种弱化舰队防空、专注航空攻击的阵型,而依然要长期承担舰队防空任务的山东却必须坚持以循环出动训练为第一任务,暂时不会消耗过多资源训练全甲板攻击。
4.决定航母单位时间最大出动数量上限的因素:
从辽宁舰和福特级两舰全甲板戒备状态的24架舰载机均为理论停机上限这一共同点,不难推测出航母的单位时间最大出动数量实际是受到母舰回收能力上限的制约。
16舰全甲板戒备/攻击回收模式下飞行甲板最大停机量上限是24架,福特级回收模式下右舷常备停机区停机量—即不占用弹射起飞通道也不占用降落复飞通道停机的最大停机量也约等于24架。24与24的区别是:
福特级在24架舰载机回收过程中始终保留所有弹射起飞通道用于应付紧急空情,回收过程中随时都允许转入循环作业。
而16舰在远离己方陆地机场环境中全甲板攻击/截击波机群回收过程必须等到所有舰载机着舰后才能清理出滑跃起飞通道,需要耗费时间将大量舰载机放飞或入库后才能转入循环作业,因此回收过程必须依靠其它航母掩护。
假设福特级放宽紧急起飞能力要求,和16舰一样将降落复飞通道以外的区域全部用于停机,飞行甲板最大停机量可以超过50架,且回收过程中依然能保留一条位于复飞区内部的3号弹射起飞通道应对紧急空情。
福特级全甲板攻击模式固定翼飞机理论最大出动量上限,可以达到16舰的2倍以上,然而大部分情况下福特级的全甲板攻击阵型中固定翼总数通常都达不到16舰的两倍即28架,甚至就连45架的标准布列方式都不常使用。
根源在于跑道回收效率与舰载机滞空时间的矛盾:
舰载机着舰过程中携带的载油重量上限取决于拦阻系统的拦阻动量上限,载油重量增大会导致复飞所需最低速度变快,着舰后滑跑速度也必须随之加快,无论是增加拦阻过程中的滑跑速度还是增加拦阻重量,都会导致拦阻系统承受动量的上升。
舰载机着舰载油量不能无限制增加,因此机群着舰前的盘旋排队候降时间和着舰拦阻失败后复飞次数都有上限。
单架舰载机从进入着舰航线到完成着舰作业清空跑道需要1~2分钟,即使飞行员和引导员着舰技术精湛、舰体海况适应性良好、海况平稳,着舰拦阻失败复飞概率能降至0,一个联队24架战机通常也需要半小时才能回收完成。
假设因人员素质不足或海况恶劣导致着舰拦阻成功率降至50%,回收45架舰载机所需全部时间甚至有可能达到90~100分钟。
基于以上原因,仅仅增加常备停机区容量并不足以令现代超航的全甲板攻击单波次最大出动数量上限得到有效提升,还需要:
1-延长排队候降舰载机盘旋时间上限,具体手段包括不限于提升参与全甲板攻击的舰载机的航时巡航燃油效率,例如将大量汤姆猫这类能兼顾航时油耗与航程、航速指标的变后掠翼舰载机编入全甲板攻击波、装备长航时加油机为排队候降的大机群补充燃油;
2-改进着舰引导和拦阻系统,提升着舰精度和拦阻动量上限;
3-强化舰机海况适应性,具体手段包括但不限于更新舰体线型、增大母舰体量从而延长和拓宽着舰复飞通道、优化结构配重、缩小跑道斜角和中线离轴度乃至采用轴线贯通式跑道、装备高海况着舰能力较强的变后掠翼舰载机、装备高海况着舰能力最强的垂直降落舰载机等;
4-降低复飞难度,手段包括不限于取消位于跑道内部的弹射器牵引飞梭等尖锐凸起物、加长复飞区跑道、安装滑跃复飞装置、使用气流引导或吹风增升提速、提高舰载机复飞推重比等;
5-缩短舰载机正常拦阻降落所需间隔时长下限,以提高单位时间最大回收量,具体手段包括不限于在全甲板攻击波中编入大量垂直降落舰载机以实现多机同时刻着舰、设置多条拦阻降落通道以实现多机同时拦阻降落等;
6-提升人员素质。
福特级在上述6大改进方向上,相对冷战尼米兹级并非只有进步而没有退化,因此大部分情况下其全甲板攻击最大出动数量相对冷战尼米兹级未能表现出明显进步。
相比全甲板攻击模式,全甲板截击模式下福特级的舰载机群放飞速度更快,全甲板截击模式下舰载机为保证爬升率和空战机动性也不可能携带大量燃油,因此全甲板截击模式20架低余油小机群的回收压力并不会大幅小于全甲板攻击模式下的40余架高余油大机群。
5.未来航母和舰载机的分化:
体量越大的航母,海况适应性越强悍,复飞难度越低,但对于传统单跑道航母,体量膨胀到一定规模后继续膨胀将无助于缩短舰载机正常拦阻降落平均最短间隔时长,即单波次最大拦阻回收数量上限停止增长,此时飞行甲板热机位数量的增多只能起到提升半甲板/循环模式单波次最大出动数量上限的作用。
飞行甲板空间进一步增长的巨型超航,其常备热机位总数甚至会超越自身循环模式下的单波次最大拦阻回收数量上限——即飞行甲板上始终停有一批无法编入攻击机群的富余飞机。
基于上段所述,可作出两条关于未来舰载机演化的判断:
1-垂直降落舰载机不仅仅对于海况适应性较弱的中小型航母/载机舰具备重要意义,对于飞行甲板热机位数量过剩的巨型甲板单跑道超航同样相当重要,只有垂直降落舰载机才能够消化巨板超航数量过剩的飞行甲板热机位,才能有效发掘出巨板超航的大机群爆发攻击潜力。
通过采用垂降舰载机或超长航时舰载机解决了回收效率问题之后,航母单波次最大出动数量上限将由回收区承载能力决定:
上图中尼米兹级的回收区塞了50架就已经相对拥堵,下图中大福舰回收了60架依然相当宽松,大量使用垂降/超长航时舰载机情况下大福的单次全甲板攻击最大出动量可达60架以上,而尼米兹和重福仅为50架上下。
2-超级大黄蜂式的通用化兼小型化拦阻降落舰载机设计理念必然没落,未来不具备垂直降落能力的拦阻降落舰载机只存在两大发展方向:
大型全能化和小型专业化。
大型化可以凭借更大的占地尺寸消化数量过剩的飞行甲板热机位,在单波次最大出动数量上限停止增长的情况下凭借大型化获得单机全面战斗力和机群整体战力优势,倚仗绝对的质量优势取胜。
小型化能高效利用数量充足的热机位系留多型优势各异的舰载机,针对不同任务灵活调整机群配置,凭借专业化以较低的战斗消耗成本获得机群整体作战效费比优势,倚仗属性克制优势以及战损冗余度取胜。
专业化还有助于增加单次最大回收量,假设一型超航装备以下4类舰载战斗机:
1-超长航时超远航程但占地尺寸较大的的变后掠翼战机-如AFX、2-长航时远航程的常规布局战机-如舰擅武、3-远航程短航时高航速的“前翼-边条翼-小展弦比主翼布局”战机-如舰载型歼扼凌、4-短航时短航程的垂直降落战机-如F-35B。
以1-2-3-4或1-2-4-3顺序放飞,回收顺序为4-3-2-1,则回收作业允许时长、单位时间最大回收量、单次最大回收量、机群战力与回收耗时之比均可超过仅有一两种战机的机群配置。
基于上文所述,未来单跑道航母有可能存在两大演化方向:
体量较小的全甲板攻击特化-重型航母和体量庞大的舰队防御特化-巨型超级航母。
全甲板攻击单波次最大出动量上限受回收能力和回收效率制约而增长困难,因此体量较小的重型航母即可放出威力不弱于大体量超航的全甲板攻击波。
攻击型重航的缺陷是高海况拦降回收能力有可能弱于巨型超航、高海况作战环境中可能依赖巨型超航掩护,甚至需要让舰载机先降落在舰队防御超航的飞行甲板上抽空内油,再使用重型直升机吊运到攻击型重航飞行甲板上。
循环作业模式单波次最大出动量只有在巨型甲板超航上才有可能受到回收能力和回收效率制约,因此现代单跑道舰队防御航母需要尽可能增大体量才有可能将循环作业模式单波次最大出动数量堆砌到极致。在这样的巨型甲板超航上,同时刻起降有可能取代同时段起降成为主要的战场航空作业模式。
福舰可以视为未来舰队防御特化-巨型甲板超航的雏型,其循环模式最大出动数量已经大幅超越了福特级这一传统超航代表作的半甲板攻击最大出动数量,接近福特级的全甲板攻击正常出动数量。
至于未来攻击型重型航母的先驱,大概率就是如今尚未成型的076两栖反潜补给-航空侦察攻击舰,目前只能确定一件事:该舰为登陆任务而优化的概率为0——没有哪支正常海军会逆历史潮流去发展一型近海浅水适应性更弱,任务灵活性更差的增肥版两栖登陆舰,因此下一代两栖登陆特化型航空舰的体量只可能维持075的体量,甚至比075还小。
唯一的变数在于:076究竟更倾向于通过利用坞舱投放无人小艇和潜航器,还是更倾向于通过飞行甲板放飞舰载机和无乘员飞行器。
6、弹药、油气、电力的补充与回收处理———现代航母舰载机保障作业安全
甲板整备工作包括燃油、弹药、引擎、电力几项,但最繁重和危险的整备工作是弹,其次是油。
1.现代航母的机库挂弹和加油作业
与二战航母不同,现代航母舰载机降落后不能将所挂载弹药带回机库,但起飞前却可以在机库内挂载空空导弹,因为导弹在载机升空前并不需要加电并解锁发射程序。
大多数空空导弹依靠动能杀伤,殉爆概率甚至低于机炮炮弹,且殉爆威力低下,主要危险来源于误射,而未加电的导弹完全不可能发生误射,因此舰载机在机库内挂载未加电的空空导弹,并不会威胁母舰安全。
上下图中全白色为实战弹↑↓蓝色为训练弹↓,苏式航母不用机库转运高爆炸弹/火箭弹和燃油,发生机库内误射时,两种导弹的威力不会有太大差别。
执行战斗任务后返航的舰载机不仅不能以挂弹状态入库、反而要尽快卸载带回的导弹,甚至在卸下返航导弹之前还需要机首指向舷外停放,因为返航带回的导弹几乎都已经完成了加电解锁布骤,空空导弹还存在误射的可能——空空导弹主要靠动能杀伤,殉爆杀伤力弱,不代表误射破坏力也弱,哪怕是训练弹,误射后的破坏力也不会比实战弹小多少。
戴高乐号↗和女王级↓同样会进行机库挂弹作业,现代航母是否需要频繁进行机库挂弹作业与飞行甲板空间紧张程度直接相关,与舰载机尺寸构型和飞行甲板整备区面积间接相关。
拆卸鱼雷和炸弹前并不需要机首向外停放,但需要将允许在飞行甲板上安全高效移除的触发装置部件移除。
航空煤油的危险性其实高于炸药,某些现代航母会通过机库转运大量已加装引信的高爆炸弹,但全部现代航母正常情况下只能在甲板上为舰载机加油、不允许在机库内部加油。
但现代航母还是保留了机库加油设备和机库排油管道,特殊情况经舰队最高层级指挥人员批准后也能进行机库加油作业——尽管大部分现代航母从入列到退役拆解都未必会遇到一次这种特殊情况,尼米兹级的机库航空煤油管道,实际起到的作用仅仅是维修无法在甲板上正常抽空燃油的舰载机——排油故障也不常见,因此大量机库油管可能数十年沾不到一滴煤油。
现代航母单位时间段内的投弹架次上限,很大程度上取决于弹药转运体系设计和飞行甲板弹药整备效率、以及导弹挂载状态飞行寿命,可以认为弹药问题是制约现代航母输出效率的主要因素。
但非投弹架次则不然,在高威胁环境中:航母必须分出大量架次战机用于执行漫长、单调、乏味却绝对重要的侦察-搜索-巡逻-警戒-掩护任务,有可能出现同一批弹药起降多次却从未入库的情况,因此航母单位时间段内的非投弹架次上限更多取决于包括热机效率和放飞效率在内的飞行甲板周转效率。
循环作业最有助于减轻飞行甲板周转调度压力,因此航母在循环模式下才能达到日均最大出动量。
日均最大出动量和保留足够起降空间时的整备区承载量正相关:
从日均出动量与整备区承载量的比值看:17舰整备效率赶超尼米兹级,可见飞鲨的低载机量和长航时带来的低周转压力优势也有助于提高整备效率。
隐身舰载机由于主要使用弹舱储弹,能够保证长期挂弹系留待命的安全性,弹药挂载状态飞行寿命也大幅提升,故舰载机联队隐身化/弹舱化程度越高的航母,弹药转运体系对非投弹架次上限的影响越弱。
航母作战环境越危险,越需要增大用于执行侦察-搜索-巡逻-警戒-掩护任务的非投弹出动架次总数占比,越需要提高舰载机联队隐身化弹舱化程度,弹药转运挂载效率对单位时间段出动架次上限的制约越弱。
福特的飞行甲板弹梯布局可以提高中小型战机的挂弹效率,却难以适配汤姆猫这样的大型巡逻截击机,以及未来的NGAD大型截击轰炸机,弹梯殉爆对热机区的威胁也更大。
在不使用机梯提升弹药的情况下,由于飞行甲板弹梯总面积较小,即使福特级弹药转运路径更短,其全甲板攻击准备阶段弹药挂载速度也很难快过至少多一部飞行甲板弹梯且每部弹梯面积更大的的福舰(弹药可以堆叠在小面积弹梯上输送但效率不如大面积平铺),小编队零散循环出动模式和中等规模编队-半甲板周期出动/周期循环交替出动模式下福特和福舰都只具备3部彻底不受弹射作业影响的飞行甲板弹梯,零散循环出动模式下福舰弹药转运路径较远的劣势难以得到凸显,半甲板周期出动/周期-循环交替出动模式下福特级也仅具备有限优势。
2.现代航母的飞行甲板整备:
舰载机返航着舰后还需要尽快抽油,将在飞行过程中吸收了大量热能的高温燃油抽走,注入冷却油帮助降温。
舰载机的挂弹、卸弹、加油、抽油、以及航空引擎冷机和热机等整备工作的效率,是制约单位时间出动数量的主要因素。
二战时代大部分航母的主要加油区和挂弹区都位于机库内部,部分二战航母由于大部分或全部飞行甲板下方未设置夹层容纳油管,其加油作业只能在机库内部或飞行甲板边缘部分进行。
早期现代航母的飞行甲板弹药升降机远离大多数停机位,弹药运输通道较长,外加自动化程度较低,主要靠人力手动/半自动装卸,因此为了减少人力占用和调度压力——主要是减少全甲板攻击模式准备阶段的人力占用和调度压力,铁炸弹这类数量众多且笨重的弹药甚至有专用挂弹区,要求将热机位远离甲板弹梯的舰载机从停机位拖动到挂弹区挂弹,由于铁炸弹并非需要耗费大量时间整合火控的精确制导武器,弹药移动耗时较长的缺陷不会严重拖慢出动速度。
在人力和飞行甲板调度空间不那么紧张的小机群循环/半甲板攻击模式下,笨重的铁炸弹同样是运输到停机位挂载。
对于斜角跑道航母:扩充舰艏起飞区与斜角跑道围成的三角形整备区前部空间更方便各种保障车辆运行,从而提高整备效率,后置舰岛的确最有利于扩充三角形整备区前部空间,但三角整备区前部空间扩充到一定规模会必然出现边际递减效应,继续扩充对提升整备效率意义不大,此时适度限制三角区前部空间扩张,转而扩充三角区后部空间更有助于提高整备效率。——故后置舰岛仅在福特级这样的窄飞行甲板-小面积三角区超航上才是一种不错的设计,对于福舰这样的宽飞行甲板-大面积三角区超航,中置舰岛才是更能提升整备效率的设计:
上图中两舰的飞行甲板面积分布对应舰体配重:
相比福特级,福舰的飞行甲板右后部分面积对水线矩形右后部分的填充度更高,故对应的飞行甲板左前部分面积对水线矩形左前部分填充度也更高。飞行甲板右前-左后部分面积对右前-左后水线矩形的填充程度则是福特高于福舰。
福舰的右置大型舰岛重量远超福特的小型舰岛,故飞行甲板左侧均宽超过右侧均宽以平衡舰岛重量,而福特级的飞行甲板两侧均宽基本相同。
两舰的甲板矩形左侧面积均大于右侧,但福舰的左右飞行甲板对左右甲板矩形的填充程度较为接近,而福特级则是右侧填充程度明显大于左侧。
福特级由于三角形整备区被后置舰岛分割,不开辟临时整备区的循环模式下保障车辆主要只在舰岛前的梯形整备区内进行调度,即仅有三角形整备区前部的梯形整备区属于常备整备区。
而福舰的整个三角形整备区都是常备整备区,两条舰艏弹射起飞通道保持畅通状态下的常备整备区长度超过同状态福特级,常备整备区单位长度内分布的待整备飞机数量更少,即平均每架飞机享有的道路里程更远。
在不占用斜角跑道停机时,福舰常备整备区内平均每一架待整备飞机拥有的保障车辆调度通道宽度也超过福特级,有助于缓解交通拥堵。
大福建和重福特二舰的整备区规划,皆是对应各自飞行甲板宽度的整备效率最优设计。
所谓只有核动力小型后置舰岛才能保证整备效率最大化的流言经不起深究。
3.一站式保障与准一站式保障
一站式保障位从技术角度简单描述就是:
将油电气集成到同一保障位上,再将集成后的保障位开口移动至停机位附近,优势是可以不依赖保障车辆、让舰载机在停机位上用更短的软管加油加气和通电维护,将软管需要拉出部分长度上限由非一站式保障位的数十米控制到十余米内避免软管过度分割停机区,减少软管对飞行甲板调度的干扰。
弹药保障属于一站式保障的内容,但弹药升降机并不是一站式保障位的下属部分:
女王级宣传上具备一站式保障能力,但偌大的飞行甲板只配有三部弹药升降机和两部可兼职输送弹药的飞机升降机。
福特级的每一部飞行甲板弹梯均紧靠一站式保障点,舰尾热机区缺乏弹药升降机,舰尾右侧热机区甚至未配有飞机升降机,但很可能依然配有一站式保障位。
福特级飞行甲板表面可能设有一站式保障位的开口如图所示:
蓝框为极有可能设置一站式保障位的大型开口,蓝圈为有可能设有一站式保障位的小型开口。
一型航母配备大量一站式保障位,不代表所有保障位都是一站式保障位,需要油电气合一,不代表所有保障位都有进行油电气合一的必要。
福特的保障位是否全部一站化,是否存在传统的分立式保障位,公众不得而知。
US Navy公开信息中并未对福特级的一站式保障位数量以及分布情况做出准确的解释,网传18个保障位均位于飞行甲板右舷和中部的布局,仅仅是对CVNX航母计划ECBL方案布局的机械照搬,但福特级的体量和飞行甲板构型都与ECBL截然不同,完全不可能沿袭ECBL的保障位布局,即使ECBL方案最终得以建造,实船设计阶段也未必会沿袭方案阶段的保障位布局。
甚至哪怕是同型航母,各舰的保障位数量和位置都有可能存在细微的调整,下为尼米兹线图与CVN-71的飞行甲板开口分布情况对比,可见罗斯福的保障位相对尼米兹级必然有所裁减:
一站式保障位核心技术难点是保证油路、气路和电路靠近布置后的安全问题,由于电路过于靠近油气管道会增加火灾隐患,因此虽然一站式保障模式能有效提升飞行甲板整备作业效率,但要保证使用安全性还是存在一定技术难度,并非知道其理念就能直接照搬。
夏尔.戴高乐号的保障位大部分位于飞行甲板边缘:
虽然戴帅未必具备一站式保障能力,但中型航母较小的飞行甲板整备区空间和单位时间段整备任务量使其提升整备效率的难度远低于大甲板超航,无需一站式保障位即可获得接近一站式保障的保障效率。
小甲板反而更容易提高弹药转运效率和保障效率,不仅仅对于戴高乐号这类拦阻降落航母如此,同样适用于垂直降落载机舰:
没有配备一站式保障位的美洲级两栖攻击机在闪电航母模式下日均出动投弹架次可以超过40架次,而同期可搭载F-35B数量上限为其3倍以上且号称具备一站式保障能力的女王级日均出动投弹架次却并未超过120架次。
在具备一站式保障能力的福特级出现之前,辽宁舰这类使用移动式加油/供电/装弹/卸弹车辆的“准一站式保障模式”就是现代最先进的航母甲板保障模式——事实上,在飞行甲板遭到命中的情况下,准一站式保障模式反而有可能更提供更强的冗余度、灵活性和安全性。
不清楚一站式固定保障位如何解决战时紧急抢修问题,又如何避免其所在飞行甲板修复后被水泥封住,如果避免不了,那依然要用移动保障车接替被水泥掩盖的固定保障位。
一站式固定保障位并非在任何情况下都是提高出动效率的最佳手段,只要移动保障车辆足够先进,且航母飞行甲板和飞行甲板整备区具备足够的空间用于调度这些车辆,整备效率照样可以超过一站式固定保障位,极端案例即为野战机场,任何野战机场都没有一站式固定保障点这样的高技术装备,但出动效率照样远远超过任何现代超级航母。一型超航的飞行甲板面积和三角形整备区面积越接近野战机场,其不依赖一站式固定保障位提升出动效率的能力就越强。
一站式固定保障位最合适,最不可替代的场合,是追求较高输出效率、但对战损承受能力要求较低的任务环境,女王级和福特级都是为这类任务优化的航母,且两者的设计理念都包含“以有限的飞行甲板空间实现单位时段投弹量最大化”的目标。
7、热机和冷机流程
1.古今航母热机和冷机能力的变化:
在活塞螺旋桨舰载机时代:
航母的机库只要是空间可开放式设计,没被设计为无侧开通风口的封闭式空间,即可在机库内部热机。舰载机在空间开放式机库内热机后即可直接提升到甲板迅速放飞——哪怕是机库空间接近封闭,只在侧壁设置侧壁小面积通风窗户的护航航母,也能允许少量飞机在机库内热机
——容纳大量待冷机舰载机自然更无压力,所以舰载机着舰后可立即收入机库冷机。
舰载机引擎喷气化后:
当代航母上已经找不到一架使用非喷气引擎的舰载机,具备螺旋桨的涡轴、桨扇、涡桨引擎实质也是喷气引擎,喷气引擎耗氧量高、喷流高温高速破坏力巨大、喷流含氧量极低能够导致人员窒息和发动机喘振,机库内部热机被迫成为历史,但早期喷气舰载机依然保留大量入库冷机能力,合众国号和福莱斯特级的舰艏升降机主要设计目的即为以最快速度将已拦停舰载机收入机库。
福莱斯特级服役早期甚至还载有螺旋桨攻击机:
星座号搭载的螺旋桨舰载机:
使用涡桨、桨扇的当代固定翼舰载机和使用涡轴的当代直升机可以大量入库冷机,虽然在现代航母上装备数量不多,但着舰后可以最先入库,两栖攻击舰大部分舰载机为涡轴直升机,因此不存在现代航母的冷机压力。
随着现代舰载机喷气引擎关机熄火后的余热散发量越来越高,现代航母的舰载机入库冷机最大数量也越来越低。
虽然现代航母的机库热容量不断上升、通风散热系统也越来越强大,为保证高强度战斗时能将众多刚着舰的战损舰载机迅速收入机库维修,现代航母在海战中依然会尽可能避免将无需入库维修的舰载机收入机库冷机,——机库冷机名额需要优先供应战损飞机和故障飞机,不可轻易消耗。
热机的目的是让引擎各部件维持接近工作状态的温度,以确保各部件开始运行后其形状和体积能够快速磨合,因此热机过程中并不需要全程开启引擎。
如赫赫有名的“第4战斗滑翔机联队”:半岛战争期间魅联AF第4战斗机联队装备的F-86佩刀战机由于航程不足,飞行员战斗返航过程中为节省燃油甚至会在半空中关闭引擎进行无动力滑翔,直到接近地面/机场时才重新开启涡喷引擎爬升/降落。
航母热机位的作用是摆放开启引擎的舰载机,但舰载机在起飞前并不需要一直停留在热机位上,引擎已充分预热的舰载机完全可以关闭引擎移至冷机位停放,在引擎各部件冷却到一定温度之前都可以快速重启放飞。
2.未来航母恢复入库冷机能力的可能性
为何现代航母的机库冷机名额有限?
因为刚被拦停的舰载机发动机依然处于热机状态,温度很高,如果将大量高温发动机收入机库,同时机库通风/制冷效率不强,有可能会让机库变得和锅炉房一样闷热,严重恶化机库内舰载机维修人员的工作环境,维修效率下降,同时出错概率大增,即使通风制冷系统足够强大,也会严重增加供电负担。
尽可能避免将刚降落的无需入库维修舰载机收入机库,就是为了减少机库内部的高温发动机数量。
由于机库空间巨大,强化制冷效率难度较大,提升通风效率更为可行,合众国号之后的现代航母在机库后的舰艉处设置了开放式的航空引擎测试室,但却是空间封闭式舰艏设计:
机库前部舱室通常是水兵宿舍,没有设置连通舰艏的通风口、无法和活塞螺旋桨时代的航母一样,让机库内产生流向与母舰航向平行的高速甲板风/穿堂风来降低机库内部温度。
——冷战时期设计的魅联超级航母好歹还有对穿式机库门提供流动方向和母舰航向垂直的气流通道,到了福特级连对穿式机库门也取消了。
如果未来航母自动化程度进一步提升,可以减少舰员人数,通过削减乃至取消机库正前方居住区,设置可调节空气流量和流速、可封闭、带有核生化三防系统的舰艏通风道,将其连通本来就存在的舰艉航发测试室通风口,来改善航母的机库冷机性能,提高全甲板攻击能力。
维克兰特号舰艏滑跃段下方引水门是现代航母中仅存的艏门:
如果无法取消机库前方居住区,也可以发展一套能够安全快速拆卸热机状态的发动机,将其送入发动机冷却舱的装备,或许还可以考虑抽取舰载机发动机余热回收利用来调节舰体内部环境温度。
循环出动模式中舰载机的降落和冷机时间是零散分布的,飞行甲板上的高温发动机数量不会在短时间内暴增,有可能持续将未彻底冷却的舰载机降入机库冷却。
限制现代航母飞机升降机使用频率的主要因素是机库冷机名额,与飞机升降作业对飞行甲板完整性的破坏毫无必然联系。
在高烈度战斗中,降落的飞机未必会在彻底冷机后被送上升降机收入机库维护,而有可能在发动机冷却到足够低的温度后,立即重新热机加油挂弹投入战斗,直到甲板上的飞机出现必须进入机库修理的故障或损伤时才会被送上飞机升降机。
上图为库舰正确的机梯系留方式,下为业余军迷胡乱制作的海支点停机图,海支点采用了跨机梯停机法。
然而机梯上的舰载机是严禁让折叠后的机体跨越机梯边界系留的,系留在机梯上的舰载机不能有任何部件处于飞行甲板固定部分上方,这一禁令是为消防损管考虑,以避免“机梯紧急下降分割火场过程中损坏机梯系留舰载机”、“机梯系留舰载机阻碍机梯紧急下降”这两种情况。
反之,系留在飞行甲板主体固定部分表面的舰载机部件却可以悬于机梯上方。
国内军迷制作的未来航母违规停机想象图:
尔乎航母信息污染排放领域重量级ID的近期作品:
下为正确停机法,停机和热机均不干扰升降:
对于超级航母,所有飞行甲板飞机升降机都不会经常使用的原因和升降作业本身关系不大,大多数情况下飞机升降作业不会影响起降安全性。
魅联超航的停机和热机作业也不受机梯运行/飞机装备物资进出机库作业影响,福莱斯特级以后建造的魅联超航,其所有飞机升降机都具备让两架汤姆猫级别的大型战机保持热机状态的同时,让一架汤姆猫级别的大型战机进出机库的能力,即运行过程交错摆放3架汤姆猫并让其中两架保持热机状态。弹药输送过程自然也不会影响舰载机升降机停机和热机作业。
尼米兹级和肯尼迪号由于设计缺陷,1号机梯运行过程会严重干扰1号起飞位后方舰载机就位,但2号机梯依然可以无顾忌升降。所有魅联超航的舰尾机梯运行过程都会对斜角跑道流场构成不利干扰从而威胁着舰作业安全,但2号机梯或1、2号机梯依然可以无顾忌运行。
无论是机梯运行对着舰作业或是就位放飞作业的干扰问题,在现代超航上都可以通过改进飞行甲板设计而解决,并且与停机和热机作业毫无牵扯。
冷战后当代航母机梯不能和二战航母一样频繁使用的根本原因,只涉及舰载机引擎冷却效率、机库通风/制冷效率、弹药和燃油卸载效率、舰载机故障率4大因素。要改变这一现状,也只需在前三个方向上着手改进:
1-提升舰载机发动机熄火后的降温效率。
如研发一种辅助降温手段、或者发展一种快速拆卸高温发动机,将其送到专用的通风/制冷降温室的设备和工作流程。
2-改善机库通风、或者强化机库制冷效率。
改善通风相对较为容易,除上文提到的在机库内制造流量和流速可控的甲板风外,还可以考虑提高航母发电量,使用能耗更高的通风系统,主动吸入冷空气、抽走热空气。
3-加快弹药和燃油卸载速度。
对于歼35而言要做到第三条是最容易的,因为歼35是世界上弹舱最规整,弹药挂点分布最集中的隐身战斗机,没有之一。隐身挂载的歼35大部分弹药都集中在两个紧密并列的腹部弹舱内,内置弹药完全可以使用无人弹药车从机腹下方进行全自动快速卸载/挂载,弹舱不规则的F-35C却很难效仿。
4-至于舰载机故障率,没谁希望让其进一步提高,但只要爆发高烈度战斗、故障损伤率必然提高、舰载机出入机库频率和战斗激烈程度永远呈正比。
9、日均最大出动率:尼米兹suger97出动架次演习的性质——舰载机升降作业影响起降作业的解毒。
某些舰盲言论把高峰97当做高强度海战演习
海战中高强度通常约等于高烈度,但航母对地攻击过程中却常出现高强度低烈度的作战模式——冷战后魅联航母参与的实战多属此类。
高峰97是一场低烈度高强度近距离舔地演习,演习过程中不少F-18为了节省时间甚至连用于自卫的空空导弹都不挂、也不挂载其它精确制导武器,只挂两枚传统炸弹出动,甚至为了节省时间只在一侧机翼挂载铁炸弹
——现代海战莫非是靠无制导铁炸弹决胜?
97演习对高烈度对抗中的战损问题全无考虑,
整个演习过程没有一架F-18被模拟为战损需要维修,被送入机库的飞机全部都是真正需要维修的飞机,舔地烈度≈0
哪怕是戴高乐号,执行这种“无需挂载大量精确制导武器的舔地任务”过程中的单位时间出动架次数量,都有可能超过执行“需要挂载大量精确制导空空导弹的舰队防空任务”过程中的尼米兹级航母。
某些媚粉依据尼米兹surge97高强度舔地演习时很少用升降机的事实,脑补出了升降作业影响起降安全性的臆据。——这其实只能说明:这种媚粉懂团猫线球的出动架次演习。
如何让出动率最大化:
航母持续循环打击模式下的出动率高于周期间歇出动的全甲板攻击模式。
实现日均出动架次最大化,需要同时保持舰载机留空率与甲板充实,并缩短攻击机群任务飞行距离,开局阶段飞行甲板上的舰载机有可能采用全甲板出动布列模式,但其后绝大部分时间都以循环出动布列模式为主,全甲板出动任务架次占比极少。因此不会存在全甲板攻击模式下的“攻击机群和防空机群先后出动交替掩护模式”或“从机库提升战机组织第二轮大机群攻击”。
循环模式下备用替补飞机总量与任务出勤飞机总量的比值更大,有助于提升机群整体完备率。
出动架次演习时为了缩短热机时间,提高出动效率,大部分战机不彻底冷机就要立即重新热机挂弹出动,直到舰载机出现必须进入机库维修的故障/损伤后,才会被送上升降机收入机库。
舰载机未冷机,也没有需要入库维修的故障和损伤,自然就不宜/无需收入机库,也无需被升降。
这种靠少挂甚至不挂导弹、同时无视战时频繁战损修复需求刷出来的最大出动(舔地)架次记录和超低升降机使用频率记录,西岸古国的舰队防空航母不会去刻意效仿,也不屑于去刻意打破,舔地任务交给由老旧航母转职、或者新建造的航空攻击舰即可,我海军的舰队防空航母的单位时间最大出动架次大概率会在纸面上长期小于魅联航母。
除了近距离舔地的高峰97演习,魅联航母有没有进行过其它类型性质的高强度演习?比如高强度舰队海战性质演习?——公众对此依然不得而知。
高峰97的背景是什么,是为谁准备?
高峰97模式的背景是:
上一年太平洋西岸大国内战危机结束不久,且未来存在再次爆发的可能,魅联海军在未来介入行动中需要将航母攻击体系由远程化转向近战化、临岸贴脸输出以提高火力密度。
之后的历史演进过程则是:
防御方以水雷、导弹快艇、常规潜艇冀图将攻击方航母作战体系驱离到远海—→攻击方试图发展高航速低防护的LCS,用航母战斗群体系掩护LCS游猎清理近海水雷、快艇、潜艇,为航母攻击体系逼近海岸开路—→防御方以大量防护更强、成本更低、出勤率更高的慢速护卫舰抵御LCS袭击,发展弹道导弹反舰体系,再次将航母攻击体系驱离到远海—→航母攻击体系被驱离后无力掩护LCS,被迫放弃贴脸输出,重新远程化-→防御方开始批量建造大型战舰,组建航母战斗群抵御攻击方航母打击大队入侵-→攻击方疲于应付,攻势扫雷被放弃,开始寄希望于凭借攻势布雷或气象干涉武器等非常规手段取胜。
高峰97的作战模式适合对抗反航母力量薄弱同时领土辽阔远海兵力庞大目标密集的大国。
但在魅联海军转向中东的时间段内,适合该作战模式的目标国军事力量大幅跃升,重返亚太战略提出时高峰97模式早已丧失现实意义,USN不得不转而追求远距离长航时任务能力。
提升单位时间最大出动架次及舰载机升降效率的未来意义:
对于数量和型号相同的舰载机群,任务航程越远/航时越长则起降频率越低、同时故障率越高,单位时间出动架次会下降。
远程长航时任务会降低航母出动率,但极致增加出动率对于远距离长航时作战的未来航母未必就意义不大:
未来舰载机超声速巡航速度和超声速巡航航程的提升,或将导致未来舰载机远程任务航时和当代舰载机短程任务耗时接近,如此一来作战距离对单位时间出动架次的影响会大幅缩减。
未来航母舰载机持续执行远程超巡攻击或高强度空战任务后全舰机群完备率可能会暴跌,但可以通过前线航母与后方基地轮换舰载机来保证完备率,轮换状态下航母运作的战机数量可以大幅超过自身最大载机量,这种模式下航母更多是作为前线中转维修平台使用(≈太战IJN大凤装甲航母使用思路),必然频繁使用机梯在甲板和机库间转运少量舰载机。未来航母可能只有在执行近距离密集出动任务时才无需频繁升降舰载机。
大凤式的中转站作业模式可能需要让部分升降机高频率运行、但不需要在短时间内集中升降大量舰载机,因此对舰载机升降效率峰值要求较低,但对飞行甲板面积和重载起飞通道数量要求较高,适合福舰这类飞行甲板面积较大但仅有两台飞机升降机的航母,也适合福特级这类飞行甲板面积较小但重载弹射起飞通道多达4条的航母。
10、新舰问的性质和资料
魅联海军的“舰队问题”演习,在二战前是主力舰队海战对抗演习,二战和冷战期间被“全真舰问”代替。
舰问演习停止举办70余年,在西元2018年重新恢复,但近四年以来,没有任何一份舰问资料参数向公众披露——各国民众甚至无从得知这已经进行了近4年的舰问是否仍是主力舰队海战对抗演习,还是仅仅是水平更高的对陆袭击或者封锁演习。
但即使三年舰问中包含高强度舰队海战演习,实际详情大概率会被保密,毕竟,舰队战能力,才是当今蓝星最强海军的立身之基,无论是选择性公开、甚至刻意忽悠、夸大或掩盖自身实力,都有可能造成难以预料的政治和军事后果——舰问演习的各项参数,包括演习过程中升降机、弹药转运体系和同时刻起降的使用情况,可能数十年内都不会向公众披露。
11、高烈度海战中的舰载机升降作业
高烈度舰队海战过程中的舰队航母可不可能出现很少使用飞机升降机的情况?
决无可能,一定会频繁使用升降机,既然对于航母是高烈度海战、舰载机就不可能不战损后带伤归舰、部件和设备也不可能不频繁因为过载发生必须入库维修的故障,因此一定会频繁出入机库。
未来航母装备增材制造维修设备,舰载机高度隐身化,哪怕在战斗中只破了一块隐身蒙皮,都有可能需要立即降入机库维修、且增材制造设备很快就能将其修复,重新提升到飞行甲板投入战斗。
未来航母高烈度海战中的飞机升降频率,只会比现代航母更高。
高烈度舰队防御作战中为保持甲板上已完成热机、可立即出动的战机数量最大化,极大概率会持续将未彻底冷却的战机少量收入机库、同时不断将机库内部舰载机提升到热机位热机。
高烈度海战单舰全甲板攻击要求全甲板攻击机群和防空机群交替出动,要求依据不同攻击任务切换不同型号攻击机,同样必须使用升降机。
参战航母不频繁使用飞机升降机的战役,全都不配称之为高烈度海战,而新超航只会围绕高烈度海战需求设计。
12、003型及其她无左舷机梯航母的横穿跑道调度方式优越性。
其实这个问题早已有贤人科普过:
狙击手在上下图中说的是没有左舷机梯的1143.5型。
003在循环出动模式下的横穿跑道调度方式:
上图中:紫色/黄色圆圈和箭头表示被拦停的舰载机位置和可能需要的调度空间。
蓝箭头为将右后停机区舰载机拖到左后停机区的可能路径。
003是趁拦停时把右后停机区舰载机拉到左舷紧急起飞区。
山东舰和辽宁舰最常用的起飞点是长点,也就是左舷紧急起飞点,循环出动时也需要横穿跑道作业。库辽山福4个型号的重型/超级航母、戴高乐号和超日王(维克拉玛蒂亚)号这样的轻型航母,在循环出动时都需要横穿跑道作业。
言必称尼米兹的吊书袋坚决反对这种调度方式的可行性,借口无外乎:辽宁舰和山东舰没有公开的照片/视频、尼米兹也没有、尼米兹演习时降落间隔时间太短暂所以无法在后机降落前横穿跑道。
下面这些繁琐步骤就是杠鸦们眼中的“短暂时间”:舰载机钩索后,拦阻索没有断,成功拦阻了舰载机,舰载机发动机立即关闭,这时才可以称为“拦停”,然后拦阻索拉着飞机向后小幅滑动,让拦阻索从尾钩上脱落、开始自动复位,牵引车开始将舰载机拖离斜角甲板。
在拦停的舰载机被拖出降落复飞区、以及阻拦索彻底完成复位、并且重新拉紧、检查确认完全复位拉紧之前:
压根不可能允许像杠鸦魅粉们尬吹那样“立刻”让后续舰载机“马上”降落
———尼米兹的拦阻索拦停轻载超虫后无故障复位时间都无法控制在20秒内,003的复飞区更长,配套的五代隐身舰载机结构强度更高,允许使用更大的着舰速度和着舰重量。
着舰速度和着舰重量的乘积更大的舰载机,拦阻索行程也需要延长,拦阻索被拉出部分长度变长,无故障复位所需时间也会更长。
未来航母的非垂直降落舰载机着舰时间间隔,只会比当代航母更长,不大可能缩短。
——马上下一架就要降落,是希望舰载机钩索不正横扫甲板?还是希望拦阻无力机头入水?如果拦阻索出现没有完全复位拉紧的问题,可能还需要舰员手动辅助复位拉紧或者检修,由于拦阻索日常状态严禁手动复位,请示批准也需要时间。——这就是杠鸦认为的“马上下一架就要降落,没有时间”
如此漫长的时间,别说是用两辆牵引车拖着早已准备就绪的两架舰载机从拦停舰载机前方或后方横穿25米宽的斜角甲板,就算用4车拖4机横穿甲板也没什么大问题。只要拖车和司机够用,一次拦停时间同时拖6架横穿甲板也可能做到。
对了,现代就连印度航母也不需要大型拖车了,航母拖车司机要改名为电动牵引车遥控员:
我航母遥控牵引车:
拦停后的舰载机自身通常是没有动力的,即使有动力也难以快速自行转向,某些哈士奇媚粉居然觉得:把早已准备好的空载舰载机拖到跑道对面,会比把挂着弹药、载着余油的已拦停舰载机前轮接上牵引车,再慢慢拖出跑道耗时更长。
17舰拦阻索行程超过百米,18舰拦阻以最大着舰重量着舰的隐身战机时,前拦阻索行程可能超过120米接近150米、复位时间可能很难低于30秒。
但电动遥控车牵引舰载机横穿25~35米距离,所需时间几乎不可能需要30秒以上。
牵引车牵引舰载机的时速不低于10km/h,
30s能穿过接近70米宽度的跑道,
尼米兹甲板全宽才不到77米。
依据目前所有已公开且播放速度未经篡改的尼米兹级全甲板回收录像:
接近50架大机群短时间密集返航,两架飞机着舰时间间隔都不会低于60s,甚至可达90s,小机群循环出动模式下降落间隔时长还会翻数倍,可以说穿越时间相当充裕。
横穿跑道基本不影响后续飞机降落。
在“上合集-鹰居逆浪卷-律风波篇”中提到:
位于复飞区之前的大面积升降机,降下时会降低飞行甲板实际面积、削弱翼地效应,导致增加舰载机和飞行员所受着舰冲量/撞击载荷,不利于恶劣海况着舰。
左舷机梯使用过程:
着舰后开始下降→降到机库高度→将飞机牵引到升降机上→确认安全后提升→提升到甲板→移动到停机位
以上过程可能比横穿跑道调度还要繁琐,机梯下降后会阻碍左舷停机区内部的飞机调度,舰载机升到甲板后调度到停机位过程中则难免侵入拦阻区或撞击区——使用左舷机梯为左舷停机区补充飞机的速度,很可能还没牵引右舷舰载机横穿跑道快,而且都可能会入侵跑道。
综上所述,左舷机梯提升舰载机的优势相对从右到左横穿跑道并不明显,对于台风区海军,仅高海况环境使用受限这一条劣势,就足以否决其必要性。对服役前期以高烈度海防作战为首要任务的航母:
海防作战中即使因机梯战损导致舰载机无法入库维修,也能通过后方陆基机场和附近的陆基舰载机群就近补充载机,双机梯战损冗余度缺陷在服役前期影响不大。
拦停后立即拖动右舷待命舰载机从右到左横穿跑道进入左舷常备停机区,就是最合理高效的未来舰队航母循环出动调度方式。
13、战场价值观与尼米兹吊书袋。
什么是尼米兹吊书袋?——言必称尼米兹级航母,对和尼米兹级舰载机、航空作业、甲板调度有关的各种公开参数都信手拈来,坚持一切都要以尼米兹为标准:
只要尼米兹级没公开做过的都不可行;
所有有别于尼米兹级的改动都是军盲瞎改;
不管一型航母甲板的规划和尼米兹有什么区别,都必须用尼米兹同款调度方式来调度舰载机;
不管一型航母用什么舰载机执行什么任务,都应该能在尼米兹级上找到对应标准。
有人要是不计较吊书袋的无祉言论,继续问起苏联航母怎么用?印度航母怎么用?尼米兹吊书袋要么标榜起“高知识水平”、要么干脆焗煲评陛提问者,然后宣布精神胜利,就是不敢谈论具体的“高级知识”。
哪怕你问尼米兹吊书袋小鹰级或者福特级是怎么用的,他多半也会一问三不知,毕竟福特级还没有真正实战部署过、小鹰号更是宁愿在本土赔本拆除舰体也不肯外销泄密、又哪来的参数可供它吊书?
很多人以为背熟各种参数资料就是真军迷,但合格的军人多少都是军而不迷,靠抄袭军事教科书打赢的战争,在人类军事史上从未存在过。
笑话结束,言归正传,详细的参数其实对大多数民间军事爱好者用处不大,即使有谁成为了真正的军人,也用不到与自身军职完全无关的参数,真正有用的是参数背后的常识、是在了解参数的过程中得到活跃的思维,因此本文不会像尼米兹吊书袋一样列举太多详细的参数,只会揭示现象背后的原理、解毒受到谣言污染的真相,辨别正确的常识/逆常识和错误的伪常识/辱常识。
回到开篇图下问题,挡焰板重要还是舰载机重要?二选一该保谁?
按照吊书袋价值观:挡焰板的生产使用成本怎么可能比得上隐身舰载机,肯定是保飞机更有效率嘛。
但按照战场价值观,就算是60架新锐隐身舰载机,战时价值也未必赶得上一块老旧不堪的挡焰板,战斗过程中挡焰板及其动作机构损坏远比舰载机损失更麻烦,仅次于弹药升降机殉爆。
毕竟10万吨超航虽然可以搭载60架舰载机,却只有4块挡焰板,高烈度战斗过程中多花一分钟时间抢修挡焰板,都有可能导致母舰化作海底渔礁。即使60架舰载机和舰员都得以撤离,3年都未必能造出一条可以搭载这60架舰载机的新船,反之60架先进舰载机全部损失但航母幸存,30小时就可以从后方机场增派更多新机。
迄今为止人类建成的现代航母均有一大特征:靠近斜角跑道或斜角复飞过程中允许舰载机就位的起飞位,其挡焰板或远远避开跑道、或配有舰载机起飞喷流未指向人员密集区的起飞通道,哪怕为此增加着舰事故撞击停机区的概率也在所不惜,如CVA-01方案。
在不进行同时刻起降训练/实战任务时,航母绝不会升起靠近斜角跑道且起飞喷流指向人员密集区的挡焰板,因为升板固然可以避免复飞机直接撞击待起飞战机,但挡焰板的安全重于舰载机安全。
同理,哪怕2号起飞位同时刻起降时的撞机事故风险巨大,联邦超航也必须保留2号位的同时刻起降能力。
上下图为全真同时刻起降训练,复飞过程1、2号挡焰板升起且2号位停放有舰载机。
在母舰乃至舰队生存面前,图中F-35C及其飞行员的价值和性命轻如鸿毛,仅值一提,当然我军的海空勇士和歼-35舰载机亦是如此。
上图为复飞离舰拉起瞬间,下图为1、2号位舰载机弹射后成功拦停:
无论是2号位弹射作业延迟半分钟,还是同时刻起降事故导致2号板和2号位待弹射舰载机被摧毁,都有可能导致飞行甲板化为一片火海,但同时刻起降事故摧毁挡焰板和待弹射飞机毕竟是小概率事件,在关键时刻的危险性无限小于延迟弹射的同时段起降。
十、飞行甲板布局选择-曲正斜
0、潜航相猎
1、滑跃起飞优越性和滑弹接合起飞必要性
2、贯通甲板独到优势和可行性
3、海况适应性最强的现代拦阻降落航母方案
4、解毒贯通跑道不存在的缺陷
5、主力航母自古以来对同时刻起降的狂热追求:为什么斜角甲板的发明初衷确实就是为了追求同时起降性能。
6、谁才是斜角甲板真正的发明者。
0、潜航相猎
反潜是和防空同样重要的任务,在很多情况下甚至是更重要的任务。
尽管潜艇可以实现很高的反舰效费比,但态势感知通讯与隐蔽性两大性能的矛盾,决定了潜艇同时也是效率最差的反潜单位,也导致现代潜艇难以有效反击空袭。
打击时效性高、态势感知通讯能力强大、且潜艇无法还击的固定翼舰载机巡逻反潜,就是现代海战中最具效率的反潜方式。
大众认知中的海战:
波澜壮阔的航母海空对决、铺天盖地的导弹火雨、战斗机机群集结后激烈缠斗、庞大的轰炸机编队顶着重型截击机火力进行超声速突防。
未来海战中更可能频繁呈现的情况:
舰载机群将鱼雷和导弹一起塞入内置弹舱或外挂吊舱后零散弹射起飞,分散在母舰四周缓慢盘旋待命,渡过紧张而又漫长无聊的工作日,偶尔接到警报求援后才迅速聚集在一起将弹药投入目无一物的水面——既不见血染烟波也没有烈焰横空。
现代空中攻击规模宏大、猛烈迅捷、令人印象深刻,但也相对易于被感知和遏制。在过顶侦察卫星面前,海战双方都很容易确定对方航母编队的大致活动范围。
在隐身战机尚未普及、反隐身技术蓬勃发展的的当代以及近未来,只要预警机和负责巡逻警戒任务的战斗机群工作正常,大部分来袭飞机和导弹都可以被及时发现,舰队只需按部就班抗击空袭即可。
可以认为:
在现代立体侦察体系压迫之下,即使是隐身机的航空攻击也已经丧失了二战前期航空攻击的奇兵属性,难以再现中途岛式的以弱胜强战例。
因此:未来海战最大的变数只能在水下,较之主要取决于技术装备和兵力的水面以下战场,水下战场的胜负受地理、谋略、运气等因素的影响更大,弱势方在舰队战中能否出奇制胜的关键就在于潜艇、潜舰、水下无人潜航器、跨介质飞行器在水下战场上的表现。
舰队防御作战中往往需要将对潜防御的优先级置于对空对海防御之上。
出于对航空反潜作战的高度重视,我海军甚至破格开创了核潜艇艇长调任为新超航副舰长的先例,可以想见未来类似的人事任命只会越发频繁:
现代潜艇和反舰鱼雷具备无视海况等级发动攻击的能力,海况越恶劣,水面舰艇相对潜艇的航速和机动性越差,潜艇反舰作战成功率越大。故:
航空反潜任务就是对现代航母/航空舰高海况航空作业能力要求最苛刻的任务。
航空反潜任务对单波次最大出动数量、单位时间持续出动量、作战半径、飞行速度的要求低于舰队防空任务,但对留空时间的要求更高。
由于旋翼反潜机航速较慢,生存能力较弱,高烈度远程航空反潜任务必须依靠固定翼喷气机完成。又因为反潜鱼雷长期高速飞行时必须储存在弹舱内部以避免雷体长期暴露在高速气流中导致飞行寿命提前耗尽,因此在大部分舰载机不设内置弹舱的冷战时代,航母需要配备专职固定翼反潜机。
但S-3、A-6、A-7这样的传统固定翼反潜攻击机不具备空战能力,同时会和舰载战斗机争夺机库空间(海盗具备微弱的对空能力,但海盗和入侵者都没有弹舱,故并不适合长期挂载大量鱼雷巡逻猎潜),搭载过多专职固定翼喷气式反潜机会导致备用战斗机数量减少,不利于舰队防空。
饱受航母机库容量困扰的联盟红海军率先开拓了让长航时超声速制空战斗机外挂弹舱收纳鱼雷兼职航空反潜任务的新思路,但因联盟解散,超声速战斗反潜机项目未能完成
进入新世纪后,舰载战斗机/攻击机开始弹舱化,当代舰载固定翼反潜机的很大一部分职能可由具备大容量内置弹舱的舰载长航时隐身战斗机/攻击机兼任。
因此:
尽可能强化在高海况等级环境中起降拦阻降落式固定翼隐身战斗-攻击-反潜巡逻机的能力,就是未来舰队防御航母/大型航空反潜舰优先级最高的设计指标——出动效率必须让位于高海况起降能力。
受搜潜能力限制,反潜任务需要比防空任务更高的兵力密度,航空反潜任务需要增加航母数量,小型航母建造所需时间成本和资源成本比大型航母更低,因此航母轻量化有助于增加反潜兵力密度,但轻量化不利于高海况拦阻降落。垂直降落式隐身舰载机虽然可以用于反潜,但受制于较弱的航时和航程巡航能力,其效率无法赶超拦阻降落舰载机。
未来反潜航母需要采用新构型以平衡轻量化与海况适应性两者间的矛盾。
沉默大黄蜂这样的非隐身舰载机可以使用吊挂式弹舱携带反潜鱼雷,但吊挂弹舱不利于反潜战斗机进行超声速飞行。为保证航空反潜火力投送及时性,未来航母需要装备大量航时巡航能力和短途超声速飞行性能较强的隐身舰载机用于舰队防御。
未来舰队防御战斗机未必需要极致强化隐身性、航程或空战机动性,但必须能够将反潜鱼雷收入弹舱进行超声速飞行、同时具备够用的航时巡航能力。
防御任务更倾向延长留空时间而非延伸作战半径。
攻击任务更倾向延伸作战半径而非延长留空时间,因此未来航母依然需要搭载一部分留空时长较短的远程、高隐身、高速和低速机动性皆无短板的“类歼扼凌风格战机”执行航空攻击任务,但舰载机联队的中坚力量必须是长航时隐身战斗机。
USNAF目前装备有F-35C和F-35B两型具备反潜能力的隐身战斗机,C型具备长航时属性,B型则具备极端海况起降能力。
PLANAF的歼扼凌(陆基)和歼擅武也可以执行航空反潜任务,但仅擅武具备长航时属性,两者均不具备极端海况起降能力,故我海军依然缺少能适应极端海况、或能兼顾航时巡航能力和海况适应能力的舰载超声速战斗反潜机。
若未来很长一段时间内都不计划/缺乏条件发展久航能力和起降能力更强的舰载隐身战机,则必须大量建造能在恶劣海况中起降歼35、在极端恶劣海况中收放水下无人潜航器的轻量化航空反潜舰——这或许也属于076型航空攻击舰的基础任务。
1、滑跃起飞优越性和滑弹接合起飞必要性
滑跃起飞相对平板弹射起飞并不处于全面劣势、滑跃复飞相对平板复飞则彻底处于优势。
滑跃离舰可以赋予舰载机更大的离舰迎角、比平均干舷高度更高的离舰高度、还可以让舰载机获得极高的离舰上升方向方向加速度,在舰体倾斜摇摆时离舰也能避免出现指向海面的速度矢量、缩短离舰下坠距离、乃至完全避免离舰下坠,能够在更高海况等级,也就是海浪更高的环境中安全起飞和复飞。
平板起飞可抓住母舰处于艉倾/抬艏状态的时机弹射以获得少许上升加速度矢量,但无滑跃平板复飞无法准确选择离舰瞬间舰体姿态,主要依靠舰载机自身飞行性能保证复飞安全。
但滑跃也不是没有缺陷:
1.过高的滑跃跳台/滑跃甲板可能增加风阻、减弱甲板风速。
2.大角度滑跃会产生强大的垂直方向弯折应力,对机体结构补强的要求不低于平板蒸汽弹射,远超过平板电磁弹射。
滑跃角度越大,离舰迎角、离舰上升方向加速度越大、但同时横向弯折应力也越强,因此只要离舰空速足够、在保证离舰上升方向加速度为正前提下,滑跃角度其实是越小越好。
大角度滑跃起飞垂直方向弯折应力巨大,轮距越长、滑跃起飞承受弯折应力越强,前后轮之间机身承力框架越扁即长深比和宽深比越大的飞机,受弯折应力影响越严重。
F-14和苏33这样的长轮距扁机身飞机如果要兼顾滑跃起飞和机体寿命,需要以结构重量为代价来保证结构强度——F-14可以滑跃起飞,但并未和苏33一样重视滑跃起飞寿命,其结果是:晚定型20余年的中大型后掠翼单座机和早定型20余年的大型变后掠翼双座机,干空重基本相同。
JSF为了保证滑跃寿命,都被设计为轮距不长的短粗外形,台风战机在髪国退出欧洲战斗机计划后外形细长化、阵风战机退出欧洲战斗机计划后轮距拉长,都与大角度滑跃起飞寿命要求的存废脱不了干系——英德两国研发EF-2000时没打算装备滑跃航母、佳丽雅达索集团研发阵风时则考虑过外销需求,现在还在向信度推销用于滑跃航母的阵风拆卸机翼方案。
冷战技术设计和制造的苏33,在库舰和乌舰上都无法携带性能和数量足够的重型反舰导弹滑跃起飞。
红海军的解决方案是在苏27的基础上,发展一种放弃制空能力,大幅增重以增加结构强度的舰载轰炸型号,这也是苏33对地攻击能力薄弱的主因。
直到采用更先进材料和工艺的歼15出现,相比苏33空重减轻一吨以上,结构强度反而增加,海侧卫才在硬件上具备了兼顾制空和反舰的可能,16、17二舰才无需和库舰一样装备舰对舰导弹弥补反舰威慑力不足的短板。
但滑跃起飞允许挂载的反舰导弹重量依然受限,因此我华继续发展弹射型飞鲨,以解决滑跃飞鲨无法携带更重型反舰导弹的问题。
延长滑跃起飞通道、在滑跃甲板之前连接弹射器,都能起到增加滑跃离舰空速的效果。
所以最理想的起飞方式实际是弹射-滑跃接合式起飞,在弹射器末端加上角度尽可能小的滑跃甲板/跳台/跳板,既能保证离舰上升方向加速度不为负-即保证不出现除重力加速度以外的指向海平面的加速度分量,同时还能保证最低的横向弯折应力,以降低对舰载机结构强度要求、控制结构重量。
暴风雨方案提出的时代,俄联邦的技术水平已经能够研发出可在重载状态下承受滑跃起飞弯折应力的舰载机,但弹射器技术依然薄弱,所以选择了短弹射器搭配大角度滑跃的妥协设计。
下图为魅联海军原本希望装备的滑跃接合弹射航母方案,不过技术难度比暴风雨高很多:
2、贯通甲板独到优势和可行性
贯通甲板又称直通甲板,特征是降落跑道与舰体纵轴线夹角角度为0,航母向前航行时,跑道中线与航向完全平行———因为最早的直通跑道甲板是平面甲板,故某些当代著名军(乱)评员会错把直通甲板和平面甲板混为一谈。
然而直通/贯通甲板完全可以连接曲面滑跃甲板,例如:女王级航母既是平行直通甲板航母、也是曲面滑跃甲板航母。
斜角甲板并非是一种完美设计、也并不比直通/贯通甲板更优越,它在大型航母上的普及只是因为舰队防空需要循环作业而已,在小型航母上的普及则是因为窄甲板运作大翼展舰载机的需要,单就攻击性而言,斜角跑道飞行甲板远不如古老的直通跑道飞行甲板,海况适应性同样也是直通甲板占优。
贯通甲板的10个主要优势:
1-贯通甲板高海况重载起飞复飞能力更强:
平行直通/轴线贯通跑道的起飞和复飞通道长度比斜角跑道更接近飞行甲板全长,能够让舰载机获得更长的起飞加速距离和复飞加速距离,更长加速距离可以带来更快的离舰速度、更短的离舰下滑距离、航母舰体发生横摇时也不会导致贯通跑道上的舰载机滑跑加速度矢量指向海面,而左行斜角跑道航母在舰体横摇左倾时复飞滑跑加速动线会倾斜指向左舷前方水面。
相对斜角方案,贯通方案搭载的同型舰载机在各海况等级中的最大起飞重量和最大复飞重量均可得到提升,能在更高海况等级环境中起降复飞。航母能够在海况等级相同环境中起降更重的舰载机,更适合远程打击。
相对斜角甲板航母,贯通甲板还能够在减小航母体量的同时避免高海况航空作业能力/舰载机最大起飞复飞重量下降,轻量化舰体利于战时快速生产。
2-贯通甲板对飞行员素质要求更低:
舰载机在贯通跑道航母上拦阻降落时既可选择放慢速度——因为贯通跑道复飞加速距离比斜角跑道更长。
亦可选择加快速度着舰——因为贯通甲板允许选择更靠近横摇中心和纵摇中心的着舰撞击点,拦阻着舰容错率更高,飞行员培训更简捷。
3-贯通甲板对舰载机结构强度更宽容,适合高速重载着舰:
同时轴线贯通甲板任何长度段的横摇撞击载荷基本相同,设计着舰撞击点可以移动到更靠近纵摇中心的位置,减弱着舰撞击载荷。同时将跑道移动至舰体纵轴线上方-飞行甲板中部的设计有助于增加撞击区两侧的甲板宽度,强化地面效应。
4-贯通甲板拦阻系统冗余度更高:
由于贯通式降落复飞跑道空间更充裕,可以布置数量更多、间距更远的拦阻索,大幅延长拦阻区,更能有效规避拦阻索断裂后发生缠绕导致拦阻能力丧失的风险。
5-贯通甲板能增加着舰成功率:
贯通式降落复飞跑道比斜角跑道更长的撞击区和阻拦区,也能降低对着舰精度的要求,因此舰载机的着舰下滑轨迹也可以更平缓、更接近陆地降落。
6-贯通甲板能节省飞行员体力、缩编飞行员并增加载机量:
贯通跑道可保证自动着舰精度和低撞击载荷,较高的自动着舰精度和较低的撞击载荷均有助于减轻着舰对飞行员体能的消耗,允许提升飞行员单位时间内着舰次数即增加航母单位时间出动架次上限,也允许精简飞行员和空勤人员编制,减少居住区空间并增加机库面积。更规整的飞行甲板也有助于增加飞行甲板常备停机区承载量。
女王级大斜角方案载机量小于最终服役的平行直通方案。
7-贯通甲板能增加甲板面积与排水量的比值:
贯通跑道复飞的舰载机离舰下坠距离更短,因此对航母干舷高度的要求也可以更低,航母可以改用更低矮扁平的舰体,支持更宽大的飞行甲板,飞行甲板面积的增加,又能反过来缓解贯通跑道不利于增加停机整备区可用宽度的困境。
贯通跑道需要更宽甲板承载,但贯通设计本身也有助于加宽甲板
8-贯通甲板可具备同时刻起降能力:
对于宽甲板的现代航母,采用贯通甲板其实也能实现同时刻起降能力,但因为斜角甲板利于大翼展预警机降落。对大型航母还能增加不干扰降落复飞的起飞点数量,强化同时刻起降能力,故21世纪初期当代舰队防空航母仍采用斜角甲板设计。
甚至对于甲板够宽的贯通式降落复飞跑道航母,也可以在舰队防空作战中、高效实现起降作业同时进行,如魅联CVX 3C方案:
魅联CVX-3C隐身航母方案采用了苏维埃含量十足、能够大幅强化横稳性的“大角度外倾曲面-舰体侧壁”设计,抛弃了横摇严重的魅式航母垂直/内倾舰体侧壁设计,试图用横稳更强的舰体支持更宽的飞行甲板。
魅联的CVX-3C贯通甲板隐身航母,正常撞击点位于飞行甲板最宽、地面效应最强处,降落安全性是没有问题的,只是不能运作E-2这样的宽翼展预警机,这个方案分为轻案和重案,轻案被否决的首要原因是下层起飞离舰高度过低导致高海况放飞能力弱,重案则需要扩建船坞。
同时隐身设计造成空间浪费,跑道宽度和长度不足也是一个原因——相比合众国号,CVX-3C的定位严重不明,似乎根本不知道自己该干什么。
CVX-3C方案最大的亮点其实是两侧大量开门,打开后可以和二战航母一样在机库内部热机。
为什么CVX-3C只能分层设置飞行甲板?因为舰体水线细长、即使使用了扶正效果良好的苏联风格倾斜侧壁舰体,横稳性依然不佳、同时全舰宽度过大,因此不得不靠低置两舷甲板来保证横稳性。
CVX-3C或许不是贯通跑道航母设计的最优解,但该方案的存在已经足够证明21世纪航母采用贯通跑道的可行性。
9-贯通跑道有助于提高爆发攻击出动回收效率:
贯通跑道上的舰载机无挡焰板滑跑/滑跃起飞速度不受弹射装置蓄能/连接耗时制约,就位速度不受挡焰板冷却降温耗时制约。
贯通跑道由于降落难度更低故回收效率高于斜角跑道,有助于提高单位时间最大回收量,提升单波次最大回收量即为提升单波次出动量上限,故贯通跑道航母的全甲板攻击效率可以超过斜角跑道航母。
福建平行直通跑道方案与斜角跑道方案及对应拦阻索分布对比:
10-贯通甲板更适合无乘员操控舰载机高海况着舰
我国最新的无人机拦阻降落试验舰,是贯通甲板设计——目前无乘员操控全自动着舰难以适应高海况斜角降落,对于斜角甲板航母,最能适应高海况的着舰控制设备依然是着舰飞机搭载的人类大脑和手臂,人脑遥控都不行,只有采用平行直通/轴线贯通跑道的甲板布局,才能确保高海况环境全自动着舰可靠性。
太平洋两岸的强大海军,打算最先部署在斜角甲板航母上的无乘员操控舰载机,全都是攻击机,没有战斗机和预警机这类防空机,即使是具备防空能力,也只强调其进攻能力——比如MQ-25加油机,宣传上强调增加舰载战斗机打击半径,没强调增加舰载战斗机留空巡逻时间。
枯燥漫长的巡逻预警任务虽然更适合用无人机完成,然而舰队防御任务的海况适应性要求远高于攻击任务,攻击任务可以选择低海况环境中发动,但防御任务无法选择海况。
拦阻降落的舰队防御型无人机/载人机全自动拦阻着舰,需要与之配套的平行直通/轴线贯通跑道航母。
只要能保证全自动拦降成功率,没有接受过任何舰载机飞行员手动驾驶拦阻着舰训练课程的陆基战机飞行员也可以立即调遣到航母上服役——简称陆飞下海,下海的陆基战机飞行员无需将有限的训练时间消耗在着舰科目上,空战技能大概率会远远强于正牌舰载机飞行员。
最适合斜角甲板航母的防御型无人机是STOVL无人机,大多数海况均可全自动垂直降落。
或者使用结构强度更高的小展弦比大后掠角外形,实施二战航母风格的无复飞拦阻网拦停。
贯通跑道航母不仅适合运作无乘员驾驶舰载机,也同样适合运作高海况着舰性能接近无人机的载人驾驶舰载机。
信度海军曾经考虑过发展贯通跑道拦阻降落航母,但还是禁不住“前苏联现成航母”的诱惑,无视飞行员素质选择了斜角跑道的超日王号,强行换装斜角跑道航母最终导致超日王服役数年来的出动率远不如之前的维拉特号和旧维克兰特号。
综上,飞行甲板采用轴线贯通跑道、配备用于释放水下无人潜航器的坞舱、满排6.5~7.5万吨的拦阻降落重型航母,是能兼顾轻量化和海况适应性的未来航空反潜舰最优设计,也是兼顾建造成本、动员训练成本、以及单舰战斗力——包括火力投送范围和投送密度在内的攻击型航母最优设计。——可以理解为带坞舱的尚普兰湖号重型化版本,或带坞舱的福莱斯特初始案轻量化版本。
上下图为魅联制海舰贯通跑道方案。
076型两攻大概率就是该构想的首位践行者,其首要核心设计理念是贯通跑道拦阻降落,第二核心设计理念是体量小于超航的带坞舱重航。
推测076的12个主要任务按重要性由重到轻排列为:
贯通跑道:
1陆飞下海 2免乘防御 3两栖反潜
4爆发攻击 5远程打击 6简捷培训
坞舱重航:
07两栖补给 08战时速产 09护航中转
10登陆支援 11海外干涉 12出口外销
传统两栖攻击舰的任务,仅仅是其诸多任务中的一小部分,而且仅属于其不大擅长的次要部分。
贯通跑道重航的更大意义在于维护军队性质,斜角着舰的高难度注定会造就一批现代化的海军贵族骑士飞行员群体,并赋予其远高于冷兵器时代重骑兵阶层的昂贵身价、以及对军事决策的巨大影响力。
冷战前期作为魅联世界霸权武力支柱的USN贵族骑士集团对窄间距双发远程截击机的抵制,在直接搅黄了海土豚项目的同时还间接拖累了汤姆猫的飞发适配性和完备率,带偏了整个USNA的舰载机发展进程:
魅联海军贵族骑士群体对F-111B海土豚的厌恶并非源自对“麦克纳马拉的飞机”充满感情用事的抵触,真正原因是:相比之前的舰载机,海土豚在能够让驾驶ta的海军骑士飞到离母舰更远的海域上空执行更长航时任务的同时,却采用了容易一击瘫痪全部动力的窄间距双引擎构型——即海土豚的飞行员很有可能在极端远离己方搜救舰队的海域落水。
骑士团抵制海土豚的行为未必就是不正确的,毕竟对于减员后很难找到替补的贵族骑兵,足够惜命稳健、不轻易以身涉险,才是对全军和全国公民的负责。
贯通跑道重型航母允许大量培训难度较低的陆基战斗机飞行员上舰部署,有助于减少对贵族骑士的依赖,有助于允许航母装备一些具备重要作战用途但会让舰载机飞行员承受更大风险的机型,因此贯通跑道航母对缓解公民海军转向精英化、贵族化、维护战争的人民性而言极具必要意义。
大拷利国的KCVX斜角跑道新模型虽然是人类首个由职业造舰团队发布的拦阻回收式带坞舱重航,但并非本土海防型战舰,而是为维护诸阀日益臃肿的印度洋海外利益而设计的远洋干涉舰,因此无需采用更适合高海况拦阻回收的贯通跑道:
KCVX的舰岛大盾对海平视和俯视视界甚至会被自身飞行甲板上的舰载机遮蔽——考虑到近年来导弹掠海威胁的衰退和反舰弹道导弹、反舰滑翔炸弹俯冲攻击的兴起,这样的取舍勉强可以接受,毕竟大拷利造舰人缺乏航母建设经验,没有胆魄在瘦长水线低稳性小舰体上安装苏/华式重航风格的巨型高舰岛以确保兼顾巨盾对空和对海视界。
3、海况适应性最强的现代拦阻降落航母方案
对于矮干舷和宽甲板的现代阻拦降落式航母,起降和复飞甲板都采用轴线贯通、平面接合滑跃的设计,能够获得最强的海况适应性。
在高海况环境中作战,需要考虑的是保留最基本的出动能力,而非提升出动效率,某些可以在低海况环境提高出动率的设计,在高海况环境中反而可能会导致出动率直接归零
——对于主战场处于台风区的防御型海军,只海况适应性一条劣势,就足够给全部中小型斜角航母方案判无期。
类似下图中1143.5/1143.6的甲板扩大设想,看起来威武霸气:
然而无论扩大甲板面积、还是增加飞行甲板停机量,都可达到拔高全舰重心,恶化海况适应性的效果。
魅联CVX-3C隐身直通甲板航母放弃高海况适应能力这个直通跑道式甲板的最大优势,反而去追求不切实际的电磁隐身性能,属于本末倒置,被否决也是顺理成章。
倘若未来舰载机尺寸增长落后于航母飞行甲板宽度增长,平行直通/轴线贯通甲板必然回归,取代斜角甲板重新成为大甲板航母的主流设计。
贯通跑道式飞行甲板用于中小型航母的优势:
甚至对于不考虑降落大翼展飞机的中小型甲板航母,用斜角甲板无法实现的同时刻起降能力,用平行直通/轴线贯通甲板反倒有可能实现
———在侧舷设置避开复飞通道的弹射起飞通道,可在降落复飞过程中弹射,实现起降作业同时刻进行、在侧舷设置避开复飞区的起飞位,也可实现降落复飞时让待起飞舰载机进入起飞位准备的起降作业同时段进行:
以4.4万满排的轻型航母为例——假设维克兰特号号水下舰体线型不变,但一开始就选择贯通跑道并采用与贯通跑道适配的上层结构设计:
如果一开始就设计成贯通跑道航母,采用桥式舰岛,在“桥下”设置大型封闭式升降机:
贯通跑道轻型航母舰体水上部分可以比维克兰特号更扁,因为贯通跑道长度等于舰体全长,超过260米,离舰速度更快,所以干舷高度可适度降低,飞行甲板离海面可以更近,降低甲板高度节省的排水量可用于增加甲板宽度,至少能加宽到戴高乐号的尺寸——如此一来,可获得不低于20个能让米格29K展开折叠翼的固定停机位、不低于20个热机位。
虽然为了调度灵活,这些停机位大部分情况下不可以完全停满,但也远远超过维克兰特现有的不到15个常备停机位、不到12个常备热机位——即使只使用15个停机位也没关系,因为使用贯通跑道的主要目的本就不在于增加出动数量,而是为保证高海况环境出动率不会归零,并确保足够的舰载机打击半径——让航母能在飞潜快等近海作战单位威胁范围外安全输出,在较为安全的任务环境中也可以选择贴近海岸部署,从而允许舰载机深入内陆上空执行任务。
因为调度区较窄,贯通跑道轻型航母在不占用机库和着舰拦阻复飞跑道作为舰载机调度通道的前提下:整备区内部的舰载机只能逐架挪动,不能直接从舰艏拖到舰艉,虽然不如超级航母方便,但既不比用飞鲨的001/002型麻烦,也不比原来的超日王和维克兰特号麻烦——两维舰不占用降落复飞跑道调度时依然只能逐架挪动。
和舰岛前置的戴高乐号不同:绝大多数情况下维克兰特号的舰载机飞行甲板调度周转作业必须占用降落复飞通道。
现实中的维克兰特号无法运作翼展大于米格29K的飞机,舰载机调度过程难以避开斜角甲板,具备贯通跑道航母的主要缺陷,但不具备贯通跑道航母方案的任何优势——因此维克兰特号选择斜角甲板,堪称一种大方向上的苟且。
当然上述贯通方案用扁舰体配大甲板也不是没有负面影响:大面积甲板更重,轻型航母的满排就那么一点重量,增加的甲板重量要么从储备浮力中扣除、要么从居住舱或者储物舱的重量中扣除,如果自动化程度高可以削减舰员数量,不然只能削减物资储备——这会导致自持力下降,远洋作战时需要更频繁的接受海上补给,更适合在南亚近海对付次等强邻、但没那么适合跨海打击弱势武装。
结论:
能够节省训练成本、能更有效利用飞行甲板全长的平行直通/轴线贯通跑道接合滑跃装置的航母方案,是最适合反潜优化型航母和专业攻击型航母的设计方案、也是未来可能出现的超大甲板舰队防空航母的最佳设计方案。
当代主流的斜角甲板舰队防空航母,仅属于为了用紧张的舰体空间和飞行甲板面积,来支持大尺寸舰载机的平衡妥协设计。
关于交叉跑道的构想:
斜直交叉跑道实际上也是一种适用于巨板超航的合理设计,其设计难点集中在拦阻索滑轮的布置上:拦阻索滑轮不可置于跑道内部,必须尽可能远离舰载机碾压轨迹,因此不宜采用上图中的大角度交叉——只有小角度交叉才能避免拦阻索滑轮间距过大的同时保证拦阻区长度。
交叉跑道设计有助于在拦阻失败概率较高的情况下提升舰载机大规模编队拦阻回收效率:
将舰载机分为斜角着舰组与直通着舰组,斜角着舰组飞机先转入入着舰下滑航线,贯通着舰组飞机则在斜角组开始接触飞行甲板时才进入下滑航线。
若前机斜角着舰拦阻失败复飞,则后机立即进行贯通着舰拦阻;若前机斜角着舰拦阻成功,则尾随其后的贯通组飞机立即拉起复飞,反之亦然,在其中一条跑道开始被用于停机之前,交叉双跑道的回收效率都有可能接近单跑道的两倍。
4、解毒贯通跑道不存在的缺陷
1.直接撞击和扇形碰撞区
某些反对直通/贯通甲板的舰盲鼓噪:
直通甲板会导致复飞的舰载机撞上舰岛或前方停放的飞机。
然而这些舰盲没搞清楚的是这种情况只适合用于描述二战到冷战早期的窄甲板航母,那时的窄甲板航母停机区位于降落通道正前方,堵死了复飞通道,舰载机拦阻失败后无法复飞,只会撞击停机区:
撞击事故瞬间:
但宽甲板航母有充足空间在降落复飞通道两侧设置面积足够的停机区,着舰航向畅通无阻,因此无需担心降落舰载机拦阻失败后撞击停机区。
坚固的舰岛表面能起到气流压缩面的作用,飞行甲板表面离舰岛越近的部分流场气压越高,对于右置舰岛的现代航母,轴线贯通式着舰航线离右侧舰岛更近,但舰岛对航线右侧气流场的增压效果也强于斜角式着舰航线,允许让着舰航线更靠近舰岛的同时维持安全性。
三体奇兵koktebel的设计也利用了舰岛气流场保证着舰安全:
对于koktebel这样使用镜像舰岛的贯通跑道航母,航线两侧的流场气压对称,但镜岛的增压效应能提升舰载机着舰复飞过程中的操纵性,进而大幅降低偏航撞击事故发生概率。
无论贯通还是斜角,都是为了避免碰撞。
于是又有伪军迷大开脑洞脑补了扇形碰撞区决定论一说,觉得舰载机肇事时的偏航撞击轨迹是呈现扇形误差分布,所以斜角甲板因为复飞区左侧没有常备停机区,而舰载机更倾向向左偏航,因此斜角停机区右置能有效降低偏航舰载机冲入右舷停机区的概率。
然而,脑补出这种理论的人却没法解释为什么想像中的肇事舰载机着舰航线只能从复飞区中末段开始右偏,也没有考虑到舰艏临时停放的大量舰载机对飞行甲板流场的影响,舰艏停放的大量舰载机会迟滞甲板风,导致着舰飞机右翼升力减弱,提高着舰航线右偏概率。
实际上撞击区和拦阻区上空才是最容易发生偏航的区域,因为斜角跑道着舰的舰载机起落架撞击飞行甲板前必须主动向右偏航以应对跑道横移,撞击后则难以改变滑跑轨迹。
“着舰航线没有偏移”是“舰载机主动偏航”与“斜角跑道横移”相抵消的结果,左偏概率更大,但严重右偏依然可能发生。
上下图中着舰航程轻度右偏↑↓
下图为大幅右偏:
舰载机在贯通跑道上着舰则不需要主动偏航。
全甲板回收过程中依然很可能出现从复飞区初始段之前航线过度右偏,冲撞舰艏临时停机区的情况,且斜角跑道航母舰艏临时停机区越拥挤,对甲板流场影响越严重,冲撞事故发生率越大。肇事后由于斜角甲板舰载机集中停放在右舷,所有不干扰降落的起飞通道也均位于舰艏,损失会更惨重。
对于超级航母:撞击区和拦阻区左侧存在常备停机区、且回收作业过程中舰艏起飞通道须用于停放舰载机,故斜角跑道超航在回收作业过程中,左舷常备停机区须停放处于热机状态的舰载机以应对紧急空情,如果舰载机着舰过程中从更可能发生偏航撞击拦阻区开始偏航,则有可能瘫痪左舷紧急起飞区,导致航母无法应对紧急空情。
还因为没有左舷停机整备区为备份,右舷停机区遭到撞击后如果发生燃烧乃至爆炸,前停机区一段时间内整备能力会几近归零,故现代斜角跑道超航相对合众国号风格的贯通跑道超航总体上并不存在事故减损优势。
而直通跑道布局的航母,其舰艏常备停机区在单侧遭到撞击的情况下至少依然可以保留接近一半的整备能力:
斜角复飞安全优势极大的观点仅在航母舰艏处于未停放大量舰载机、不作为整备区的状态时才可能成立,这种状态通常是要求保留同时刻/同时段起降的循环出动舰队防空模式:
对不重视舰队防空,无需起降大翼展预警机也无需强化战斗/攻击机同时刻起降能力的攻击型航母、以及缺乏潜力发展出同时起降能力的轻型航母:有利于大重量战斗/攻击机起飞、着舰、拦阻、复飞的平行直通/轴线贯通甲板,是比斜角甲板更合理的选择:
2.加力喷流吹机谣言与现实中的超日王。
首先明确:
【“停放在贯通跑道两侧的舰载机”通过改变“飞行甲板流场”改变“正在跑道内部滑跑的舰载机运动状态”的能力】远远强于【 “跑道内滑跑的舰载机”通过改变“飞行甲板流场”改变“贯通跑道两侧舰载机运动状态”的能力】,后者相对前者微不足道。
因为后者微不足道,故女王级的左舷热机区可以紧贴起飞通道布置,因为前者不可忽视,故多数情况下女王级的F-35B在左舷热车时都需要以特定的角度斜置,以减少热车飞机吸流对起飞机运动状态的干扰。
某些热衷干涉NAVY事务的联邦叼茶局三脚猫,觉得直通跑道起飞通道离停机位太近,起飞时“强大的”加力喷流会把两侧停机区的舰载机吹飞,假如要是有较真的军事爱好者问他:“你的理论计算参数或者实验参数在哪里?什么参数的喷流能吹飞什么参数的舰载机?”
——那么这类情报水平三流、舆论斗争一流的慝巫大概率会绝口不提它之前鼓吹的“谁主张、谁举证”,然后反过来给较真者扣个胡搅蛮缠、打滚撒泼的帽子,或者将较真者禁言,单方面自我宣布精神胜利。要是成功焗煲了较真者,那就再补充一个“较真者已自行栅贴”的“胜利声明”,可谓深得FBI“背后二十七枪自杀”的真传。
现实中暂时没有出现贯通跑道航母,但却有一个起飞通道离停机位比上节想象中的贯通跑道航母更近的案例:超日王号/维克拉玛蒂亚号航空母舰。
上图中,超日王号上的米格29K无外挂状态都需要开大加力才能起飞。
按照联邦礁石磙的甚逗视观点:下图状态的超日王号,至少短点是不能用的。因为起飞通道…
有人可能会问是不是俄航母设计师和信度斯坦海军素质都太差,没安全意识,胆子太虎,所以才不怕吹飞舰载机呢?那么来看看曾经举世无敌的魅联海军,什么叫没有最虎,只有更虎:
1995年,福莱斯特级独立号上,发生了一起左舷外侧4号弹射器上待起飞汤姆猫的引擎喷流,把后方停放的未系留汤姆猫吹得后轮挂到甲板边缘的事故,当时态势如下图:
这时的福莱斯特级4号弹已经加装了挡焰板,但由于是后期加装的挡焰板,缺乏水冷系统支持、冷却效果不佳,因此舰员平时不爱用这块4号板。
B站小猫蛋卷的讲解基本正确:
魅联NAVY两足兽虎到让未系留的舰载机倾斜机身用侧面接发动机喷流。
反正以前这么干了无数次都没出问题。
不过这一次飞行甲板调度人员未正确判断汤姆猫的喷流威力和覆盖范围。
其实以前的汤姆猫力气不算太大,只不过那是在TF-30时代,1995年独立号的汤姆猫已经换装为F-14D,使用F110-GE-400引擎,独立号调度人员不是傻子,只是习惯了TF-30的孱弱推力而已。
变掠翼舰载机由于机翼不可折叠只可伸缩,占地尺寸最小状态下的机体天然比固定折叠翼舰载机更容易因风力作用位移。同时考虑到拦阻动量上限:重型舰载机的低速最大升阻比往往大于中轻型舰载机,飞机起降推重比越低越需要加大低速升阻比,重型机遭遇强风时产生升力与机体自身重力比值更大、所受风压推力与机轮摩擦阻力的比值也大于中轻型机。
作为变后掠翼-降落推重比低-降落升阻比高-重型舰载机的汤姆猫,或许是航母发展史上最容易在“最小占地尺寸状态”下被吹飞的舰载机。
F-35B和阵风M的机翼虽然不可折叠,但中型舰载机受风面积较小的优势使其更难因风力发生位移。
汤姆猫换装F-110-GE-400后不再是低起降推重比飞机,但依然是高起降升阻比飞机,如果汤姆猫用的还是TF-30,或者汤姆猫的机翼可以折叠,这起事故大概率不会发生。
由于吹机事故发生条件过于苛刻,人类航母发展史已公开的喷气式舰载机事故记录中均找不到类似案例(仅有大风和恶劣海况共同导致舰载机坠海的案例),大多数情况下让已折叠但未系留的舰载机机身斜接无加力喷流均属于符合安全规范的正常操作,故独立号调度人员的失误并不离谱。
TF-30的军用推力即无加力最大推力与米格29K的RD-33最大加力推力大小接近,但米格29K作为正统前线战斗机其各状态下推重比均高于使用TF-30的F-14,米格29K在长度超过250米的跑道上以0初速滑跃起飞过程中对加力推力的依赖性也只会低于F-14(TF-30)的90~100米0初速蒸汽弹射起飞。因此:米格29K在机翼折叠但未系留状态下因同型机喷流而位移的概率无限小于F-35B在女王级上起飞时吹动左舷热机区未系留同型机的概率。
上节贯通式跑道设想案两侧的米格29K和起飞/复飞的米格29K位置关系也和独立号事故中截然不同,米格29K的迎风面积也小F-14、轻型航母上的舰载机也不可能和超级航母一样动辄不系留停放,拿这个反对轻型航母用贯通甲板,同时谁不赞成就咬谁的金毛,多少有些恐水症。
米格29K在260米的贯通式滑跃跑道上以前段军推、末段最大加力推力起飞可以以最大起飞重量安全离舰,但F-14D在福莱斯特级航母上却必须开加力弹射才能以最大起飞重量安全离舰。米格29K的RD-33推力弱于TF-30,最大加力推力仅略强于TF-30军用推力、弱于F-110-GE-400军用推力,既然TF-30吹不动后方的F-14,RD-33喷流就绝无可能让停放在跑道两侧斜后方的29K发生位移。
CVX-3C的上甲板宽度甚至低于现实中的维克兰特号,停机区离跑道的距离比上文中构想的贯通甲板维克兰特方案更近,因为USN很清楚“FBI金毛”的“喷流吹飞跑道两侧舰载机警告”就是个笑话。∠( ᐛ 乀
5、主力航母自古以来对同时刻起降的狂热追求:为什么斜角甲板的发明初衷确实就是为了追求同时起降
魅联海军对主力航母同时刻起降性能的狂热追求,
是斜角甲板发明的第一推动力、也是核心推动力。
很多现代人以为,斜角甲板发明后,航母才具备了同时刻起降舰载机的能力,但这并非事实,至少不是活塞螺旋桨舰载机时代的全部事实——斜角甲板仅仅是让航母在喷气机时代保留了同时起降能力,同时让喷气机时代的航母在全甲板回收状态下也具备了紧急起飞能力,仅此而已。
活塞螺旋桨舰载机时代,航母可同时起降舰载机,只需用拦阻网将降落区和停机起飞区隔开即可,即使拦阻失败,螺旋桨舰载机低廉的造价、较低的撞击动能能够造成的破坏损失也有限,只是这会导致起飞通道长度严重受限,无法起飞载重量较大的飞机——最开始是轰炸机和鱼雷机,之后则是重型战斗机。飞行甲板停机数量过多时甚至可能出现无法从飞行甲板上起飞舰载机的情况。
能否在任意放飞模式下利用整条跑道作为起飞通道,是女王级这类新世纪直通跑道航母与二战直通跑道航母的重要区别。(二战中仅有部分护航航母由于跑道过短,只能利用整条跑道起飞)
在活塞螺旋桨舰载机时代,只要是有舰艏弹射器的航母,都具备有限的同时起降能力。
早期弹射器无法让鱼雷机/轰炸机/夜间战斗机等重型舰载机重载起飞,只能弹射轻载昼间战斗机。
上下图均为全甲板回收模式,飞行甲板艏向起飞通道被彻底堵塞:
间战和二战时期的魅联海军,秉持主力航母分散机动,单舰独立发起全甲板攻击的作战理念,主力航母在执行打击任务过程中不受其它主力航母掩护,最多配一两条战力孱弱的轻型护航航母,在主力航母全甲板回收过程中,集中返航、数量庞大的舰载机可能会在不短时间内彻底堵塞甲板起飞通道,如果在此期间遭到空袭,主力航母将无法还击。
因此魅联海军一开始就极端重视航母的同时刻起降能力,为此不惜采用了机库横向弹射这种在今天看起来依然相当激进大胆的起飞方式:
惊险刺激的机库横向弹射起飞,远比飞行甲板纵向弹射更能彰显人类飞行员的勇气和武德,其在载人喷气机时代的消失多少有些令人唏嘘,只能期望未来无人舰载机的发展能让其复活。
机库横向弹射要求在机库侧壁挖出巨大的开口,这会削弱舰体强度,需要对机库侧壁结构进行补强、或减轻机库侧壁结构需要承受的重量和压力,将这部分压力转移给机库甲板以下的主舰体,两者都会导致全舰结构重量增加,但前者不仅占用空间更多还会导致重心高度上升,因此二战魅联航母的选择是有助于降低全舰重心的后者:
为了机库弹射舍弃重装甲飞行甲板,甚至不设飞行甲板装甲,让飞行甲板及其支撑结构只需要承受舰载机的着舰冲击和重量,更轻盈的上层建筑有助于压低重心,改善舰体稳性,降低横摇幅值,减小机库横向弹射入水概率。
为减轻上层建筑结构重量采用了“顶部结构开放式机库”——以建造上层建筑的方式搭建飞行甲板,将飞行甲板从舰体结构中剥离出来,分为互不相连的数个部分,飞行甲板不再是承(水压)力甲板,不再作为一个整体随舰体结构弯曲,不再承受舰体弯曲应力,各段飞行甲板之间的空隙宽度随舰体弯曲而变化,因此用活动式钢板掩盖以维持甲板平整性。
这种机库也可以称之为:
“舰体外置机库”或者“非承力机库”、“舰体上方搭建式机库”,搭建于主舰体上方的外置机库还要一大意外好处:两侧无需布置大厚度承力隔舱,有助于拓展机库面积-机库热机位/冷机位总数,进一步增加全甲板攻击单波次最大出动/回收总数。
搭建式机库的重大缺陷是飞行甲板不适合布置重装甲———硬上重装甲只能缩减飞行甲板面积/升降通道面积,战后新设计的航母中只有阿斯图里亚斯亲王号还在采用。
机器高效-士气低效完败于机械低效-士气高效:
尽管付出了以上巨大代价,机库弹射的效率看起来还是有些鸡肋,但这种效率价值观只对后方的统计学家有意义,对于真正在大洋上顶着神风特攻浴血奋战的USN将士而言:机库弹射器,就是全体水兵的最后一道心理防线,是至宝无价,怎么高估其价值都不过分。决不可以、决不允许、坚决禁止用轻飘飘的效率参数衡量底线。
是否需要保留同时起降能力,从来不是一个数学问题,而一直是秩序心理学问题、更是道德问题。
神风载员无人导弹与机库横向载人弹射:
魅联军事专家的计算对神风特攻的效率予以了肯定,神风特攻理论上效率更高,远比俯冲轰炸或者鱼雷轰炸损失更小,可以让少量飞行员必然阵亡来获得更大的战果,让更多飞行员幸存。而机库弹射器的效率在魅联战后总结复盘则中很难看。
史实是:理论上效率极高的神风战果寥寥,数学效率低下的机库弹射器却被魅联海军先拆后装,打完了整场太战,直到蝗国舰载驭风兵基本覆灭才开始退出历史舞台,直到起飞推重比低下的喷气机取代活塞桨战机后才终于隐退。
神风战术的设计理念只考虑载员而不考虑载人,载人作战单位可以脱离效率,但不可以脱离士气,机库弹射是一种机械低效但能保证士气的设计——对于二战魅联航母方案拥有一票否决权,就和战后魅联的安理会一票否决权一样重要,虽然其存在未必能保证安全,但如果不存在必然极端不安全。
70余年没有再经历高烈度海战后的魅联,其海军专家同样做出了利用数学计算证明“19年型肺炎”不足以严重影响罗斯福号航母执勤的搞笑行为。
太平洋战争史现实同样不支持同时刻起降无意义的数学统计结论:
安装机库弹射器,具备较强同时刻起降能力的USN航母没有一艘被攻击机轻易摧毁,而蝗锅IJN装备的一批既没弹射器也无法保证时刻具备同时起降能力的大载机量“正航”则无一幸存,“效率不错”的蝗海军航母面对航空攻击时的史实生存率为0。
强求同时刻起降能力获得的意外之喜:
机库弹射要求侧壁空间和结构开放,进而推动魅联航母采用顶部结构开放式机库,结构开放又衍生了更大范围的空间开放。
结构开放式机库对侧壁支撑能力、支撑结构体积要求降低,能获得更宽敞的机库空间和居住空间,允许搭载更多的舰载机和空勤/地勤/损管人员。
大范围空间开放还衍生了可在机库内部大量热机的意外优势,进一步强化了魅联航母的全甲板攻击能力。
二战时期的魅联航母不仅装备机库弹射器,同样装备舰艏弹射器,舰艏飞行甲板在全甲板回收时也具备有限的放飞能力:
活塞螺旋桨舰载机时代的埃塞克斯级循环模式甲板战斗机最大停机数量其实不弱于用超虫的尼米兹级,而且整个机库都可用于加油挂弹整备,机库整备效率强于当今福特级的飞行甲板一站式保障位整备效率,随时可以从机库内部提升完成热机的战斗机进行弹射,飞机升降机频繁运行,循环出动效率相比现代斜角航母只强不弱。
即使在喷气舰载机时代初期,二战直通跑道航母的战斗机同时刻起降能力依然以较高事故率坚持保留了很短暂的一段时间。
至此不难得出结论:魅联海军的主力舰队航母,从一开始就患上了严重的“同时刻起降强迫症”。
航母发展史进入喷气舰载机时代:
早期喷气式舰载机的低速操纵性更弱,起降推重比低下,着舰重量和着舰速度却越来越快——这对拦阻行程提出了更高要求,航母起飞和降落距离不得不大幅延长,拦阻失败概率也大幅增加,拦阻失败后撞击停机区造成的破坏也更严重。
喷气引擎发热量更大,喷气式舰载机的冷机压力也远超活塞螺旋桨舰载机。喷气舰载机及其飞行员比螺旋桨舰载机及其飞行员更昂贵,更经不起损失。拦阻网分割起降区的老办法逐渐玩不转了,机库弹射器也弹不动笨重的喷气机了,看起来魅联海军的同时刻起降强迫症似乎已到了不得不戒除的时候。
战争后期建造,考虑换装喷气机需求的中途岛级舰队航母和战后建造的合众国号攻击型航母开始放弃机库弹射器、使用装甲飞行甲板,
CVA-58合众国号采用了魅联早年所设计航母中未被采用的侧壁补强-顶部结构封闭式机库方案,但和约克城、埃塞克斯等二战航母一样只有两条弹射器可用于弹射战斗机,且通常情况下其中一条需要作为战斗机临时停机区,战斗机进入弹射起飞位前需要横穿跑道。
但来自大阴王室海军的创意改变了这个趋势,促成了魅联斜角甲板航母的发明:
大阴王室海军没经历过大规模航母对决,不那么重视全甲板回收高频率着舰状态下的同时起降能力,但二战时期的大阴王室海军舰载驭风兵需要长期在狭窄的地中海硬抗敌方陆基驭风兵,相当重视装甲防护和小机群循环出动模式累计杀伤,依然存在同时起降需求,循环出动模式下的大阴航母舰载机回收时对甲板面积占用较少,因此无需机库弹射即可同时起降。
王室方舟号同时符合机梯不妨碍甲板飞机进入固定弹射起飞位和提升到飞行甲板的飞机可立即进入弹射位两大原则-二战的空间封闭式机库也允许微量活塞桨发动机库内热车,是飞行甲板调度灵活性的正面教材。
航母对同时起降能力的要求与出动和回收数量正相关,因此同时刻起降性能对不同载机量的航母有着不同的重要性。二战大阴航母和同体量魅联航母最大载机量接近,但空间封闭机库热机冷机能力弱,导致其出动回收数量不如同体量魅联航母,出动数量为装甲让路,是其同时起降能力一般的根源,但此时王室方舟最大出动数量还是不低的,比喷气机时代的大阴航母高得多,故其同时起降能力少归少,但也没彻底取消。
航母进入喷气机时代后,喷气机体型的逐代递增导致航母载机量与排水量之比日益降低,这是战后阴髪两国全新设计的拦阻降落航母一直不具备同时刻起降能力的一大原因——体量不支持其载机量膨胀到离不开同时起降能力的程度。装备海鹞的无敌级和赫尔墨斯号具备实战价值约等于不存在的同时刻起降能力,但马岛战争中却没用上。
女王级弹射起飞拦阻降落斜角跑道方案最大出动数量不如目前服役的直通滑跃方案,因此电磁弹射方案没有同时刻起降能力——也可能通过半长轻载弹射获得实战价值极低的同时刻起降能力,载机量和出动数量更多的垂直降落现役型则具备同时进行重载滑跃与垂直降落的能力。
同时起降需求”仅仅和“放飞紧迫性”和“回收紧迫性”直接相关,和航母载机量间接相关:载机量越大越容易出现高紧迫性降落任务并引发高紧迫性降落回收任务与高紧迫性起飞任务的冲突,但通过强化舰载机航时巡航能力也能降低降落任务紧迫性,故“更大载机量”未必绝对等于“更高的同时起降需求”。
帝国解体后的大阴不再重视航母硬抗陆基航空兵的能力,大阴王室海军彻底成为北大西洋反潜-全球平叛战舰队,二战大阴航母为了硬抗优势驭风兵的重装甲、超强近防火力、循环出动模式同时进行弹射起飞和拦阻降落等属性,在女王级航母弹射方案上已几乎消失,仅仅在垂直降落方案上保留了同时进行滑跃起飞和垂直降落能力。
CVA-01由于斜角跑道复飞动线与舰艏弹射动线相交,仅仅具备同时段起降能力。
反观联盟1143.6型/1143.5原方案即使因为甲板流场问题不得不让复飞动线与1号起飞位滑跑动线接近平行,但两条动线依然小角度相离而非相交,且滑跃甲板离舰能让起飞和复飞动线在高度上错开距离,在满排小于女王级斜角方案和CVA-01上万公吨的情况下反而具备了更强的同时起降能力。
联邦航母更是除福莱斯特级外从中途岛级到福特级都配有两条能安全用于单架大翼展舰载机与其它小翼展舰载机在同一时刻起降的舰艏弹射通道。
王室海军战后只有少量二战航母改为斜角跑道后在短期内具备有限同时刻起降能力,但这一能力不久后也随舰载喷气机体量增长而取消。
CVF近平行斜角跑道方案和体量接近超级航母的BAE核动力方案是大阴在战后全新设计的的少数具备同时刻起降能力的拦阻降落航母。
未来或许只能在太平洋西岸需要硬抗USN优势驭风兵的岛屿攻坚/海域筑垒型航母上看到大英帝国重甲航母的部分特征。
喷气机时代早期不少大阴二战遗留重甲航母机库结构和空间均为封闭式/半设计,无法形成强对流,通风散热性更弱,更不利于将拦停舰载机尽快收入机库冷机。——喷气机时代早期的大阴航母更依赖飞行甲板冷机,对冷机区面积要求很高、喷气机着舰重量和速度更快的缺点又对拦阻行程有更高要求,大阴航母的跑道长度、甲板面积度却难以增加,强化机库冷机能力需要大改结构或者建造新航母,大阴旧有的贯通跑道航母难以兼顾以上要求,大阴也无力新建类似福莱斯特级原案的贯通跑道超航兼顾以上要求。
于是大阴王室海军军人构思了将降落跑道倾斜布置的斜角甲板概念,倾斜跑道构想最初是为了在小飞行甲板航母上运作大尺寸喷气机时保证回收状态甲板停机量、同时降低舰载机拦阻失败后造成的损失而提出,但此时尚未考虑复飞问题,也没有考虑同时起降问题:
斜角甲板方案可以降低拦阻失败造成的破坏,但相比原来的贯通跑道,斜角跑道降落拦阻难度更高的缺陷也会增加拦阻失败的概率——因此斜角方案提出后,并未立即被经验丰富的王室海军决策层采用,而是开始了激烈的争执。
在王室海军高层做出最终决策之前,倾斜跑道的构思被魅联海军获知,经历过大规模航母对决、且未来依然存在高烈度海战和硬抗陆基驭风兵需求的USN决策层很快识别出了斜角甲板能够通过让拦阻失败的舰载机无障碍复飞重新拦阻,从而让航母在喷气机时代继续保留同时刻起降能力的隐藏天赋,并且迅速做出了采用斜角甲板的决策。
在RN上层还在为斜角甲板优劣扯皮时,USN已经迅速完成了对现有航母飞行甲板的斜角化改装,成功下水了人类第一条实战斜角甲板航母:安提坦号。
当安提坦号形成战斗力时,大阴第一艘装备实战斜角甲板的航母新王室方舟号依然躺在船坞里——人类第一条有实船、最先形成实际战斗力的斜角甲板航母,是魅联的安提坦号。
安提坦号具备同时刻起降能力,在降落复飞过程中弹射喷气机的效率不弱于约克城号从机库横向弹射螺旋桨战机的效率。
王室海军最后依然选择了具备同时段起降能力的改装方案:
降低撞击损失、保证停机区面积两大所谓“主要因素”推而不动,被贬低为“微不足道”的同时刻起降能力因素不推而动,谁是真正核心推动力一目了然。
福莱斯特级原案设有4条能安全用于战斗机同时段起降的弹射起飞通道,相对建成服役的斜角方案具备更强的同时段起降能力,不过两条不干扰降落的中部弹射器至少需要以一条作为临时热机区才能保证飞行甲板停机位数量够用,原案大部分情况下只有一条弹射器可用于同时刻起降。
福莱斯特级的演化方向是:
小幅削弱同时段起降能力并大幅强化同时刻起降能力、提升同时起降模式下可快速出动的舰载机总数。
6、谁才是斜角甲板真正的发明者?发现斜角与发明斜角甲板航母。
谁最先将概念转化为战力,谁就是发明者。
战争机器不讲究专利权,即使讲究,也必须包含足够技术细节,然而斜角甲板的创意本身却没有任何技术含量,无法申请专利,也没有任何历史资料显示魅联海军向大阴支付过专利费——采用谁先形成战斗力谁就是发明者的实力为尊判断标准要普适得多。
———例如隐身战机是谁发明的?多面体雷达隐身的概率最早由苏联人提出,然后联邦德国最先开始研发,最先造出了多面体隐身验证机的模型,但全世界都只能认为是魅联发明了隐身战机,因为F-117才是最先形成战斗力的隐身战机。
苏联人提出创意、德国人最先试验、有意义?
电磁弹射-拦阻航母又是谁开创的?福特级?
但福特级核动力驳船的电弹和电拦系统依然处于仅在名义上具备实战能力的状态。
正确答案显然只能是:
18舰和福特,谁的电弹和电拦先具备实战能力,谁就是人类第一条电磁弹射-拦阻航母,谁的制造方就是电磁弹射-拦阻航母的发明方,不最先具备实战能力,概念提出再早、试验再久,又哪来的脸面妄称第一?
根据实力为尊的普适军事观:
大阴仅仅提供了一个创意,发掘了斜角甲板真正潜力,探索出了拦阻失败后复飞的技巧、解决了斜角甲板技术问题的USN,才是斜角甲板航母真正意义上的发明者,魅联在战后也从未建造过任何不具备同时刻起降能力的拦阻降落航母。
埃塞克斯级为了保证同时起降,选择起降难度更高的大斜角、牺牲左舷停机区:
新王室方舟号喷气机化后二次改装时,为降低着舰难度,选择小斜角跑道并保留左舷停机区,牺牲同时起降能力:
正因为斜角甲板具备起飞复飞互不干扰的同时刻起降能力,才得以让USN高层无视了斜角跑道拦阻难度及拦阻失败概率更高的缺陷,迅速达成了建造和装备斜角甲板航母的共识。
——如果魅联海军没有意识到斜角甲板的同时刻起降潜力,仅凭斜角甲板的“拦阻失败后降低撞击损失”、“保证停机区面积”两条好处,并不足以令海军高层迅速达成共识,USNavy内部大概率依然会和大阴王室海军一样,为用不用斜角扯皮很久。
USN最先将概念转化为战斗力,的确是含金量更高的斜角甲板航母发明者。
——PLA也是这么认为的,我军没人捧二战后的大阴海军,PLA国防大学教授就曾反复公开宣称过:斜角甲板发明的目的就是为了同时起降,所谓大阴(从模型上)发明斜角甲板,多为不懂专利规则、军事常识匮乏、觉悟不高的民间闲人编造的笑话——比魅联雷神公司发明了双脉冲空空导弹还可笑。
事实上苏联最迟在1954年也画出了85型斜角跑道航母的设计方案草图,草图完成时间未必就晚于大阴王室海军的新王室方舟号,红海军第一艘全新设计的斜角跑道拦阻降落航母库兹涅佐夫号下水时间,甚至早于直至21世纪20年代都没有下水过任何一艘全新设计的斜角跑道航母的大阴王室海军。然而苏联斜角跑道航母下水并形成战斗力的时间和新王室方舟号都晚于魅联安提坦号,因此即使假设85型航母的图纸确实是在安提坦号之前率先画完的,苏联也依然不配以斜角跑道航母发明国自居。
斜角甲板航母被发明的初衷,确是为了保证所谓“效率低下”的同时刻起降能力——PLA看不起二战后的大阴海军航母建设思路,认为同时刻起降强迫症才是健康的体现。
航母是否需要具备或加强同时起降能力,与追求同时刻起降能力是否会降低打击效率无关,
但与发展或加强同时起降能力是否会削弱舰队防空能力关系重大。
同时刻起降对于大型舰队防空航母而言,是一个不常用但必须保留的功能,类似于PLA突击步枪的随动拉机柄传统,首要设计目的就是为了在必要时能用军靴猛踹上膛,然而日常训练中却不允许随便用脚踹--我军战士踹随动拉机柄的照片就和魅联航母同时刻起降的照片一样罕见,但谁否认同时刻起降和脚踹上膛是魅联超航和PLA突击步枪的设计主导因素,谁就具备杠鸦资质:
当代航母打击癖征候群最推崇的观点是:只要航母的打击效率够高、打击半径够远,即可放弃舰队防御和同时刻起降能力。
然而航母打击群思路仅仅适合“始终拥有足够机动空间以避免被打击效率更高的敌方打击群纳入打击半径的航母编队”。
打击群思路对于机动空间受己方大陆限制的航母编队毫无参考价值。
主任务为海防的航母编队必须选择战斗群思路。
实际情况是:在海军力量对主要假想敌及其盟国取得压倒性优势前,航母在高烈度海战中都必须考虑应对像“冷兵器时代守城战中骑兵出城紧贴己方城墙机动防御”一般进行贴岸机动防御作战任务的可能性。
为高烈度海防战优化的新超航必须强调浅水适应性——即使本土深水良港众多,领海深水区面积辽阔,也必须严格控制作战吃水深度,哪怕这一性能在新超航未来服役过程中极有可能毫无机会发挥。
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