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航母的“大腦”,航母上最精密的設施,艦島的由來及作用

就在最近好人理查德號燃起了熊熊大火將整個艦島燒船,美軍花費了2.8億美元為其進行升級付之東流,航母/兩棲攻擊艦的艦島在整艘航母上處於何種地位?艦島的作用又是什麽?

不對稱的飛行甲板、在右舷側設置島式上層建築是現代航空母艦外形特徵標誌。島式上層建築與主船體尤其是飛行甲板有著重要的關聯,直接影響到艦載機的作業收率和各種電子裝備效能的發揮,從而在一定程度上影響到航空母艦作戰能力的強弱。

最早出現的舟,只有船的主體。隨著其發展出現了在主船體以上,位於中部的“建築”,最原始的可能就是由篷而逐漸形成的。這樣的“建築”起初僅是為人們遮風擋雨,防日曬夜露,後來又呈現為首樓、尾樓或首、中、尾三島式上層建築。在層高方面,亦由單一向多層發展。當機器作為動力替代風帆和人力後,煙囪的出現又進一步推動了上層建築的組合形式。對於現代軍艦而言,上層建築的通常形式為橋樓、長首樓、甲板室(指寬度不到舷邊的建築),其作用為滿足航海指揮、作戰指揮、電子裝備天線及部分機組的設置,容納工作、生活和部分高級人員居住艙室的安置。航母亦是軍艦,雖然其上層建築形式不一,但對其作用要求是相同的。

航母為了有利於固定翼艦載機的起、降,最早期的航母,如英國的“百眼巨人”號和美國的“蘭利”號等,整個飛行甲板是直通且平坦,沒有上層建築,駕駛室在飛行甲板下面四周不封閉的甲板上,桅杆和煙鹵在飛行甲板上,但可放倒。

後來,為了能直觀地指揮、控制飛機作業,為了航行駕駛安全以及煙囪設置合理,在航母的飛行甲板上設立了上層建築,且處於舷側的艦島。隨著速度更快的噴氣式艦載機的使用,著艦安全促進了首向偏左的斜角降落甲板的出現,它與設置在右舷的島式上層建築匹配,使艦載機著降落或者著艦失敗而向左拐彎複飛的操作變得更為協調。

在航母上艦島朝向艦艏的一方負責航母航行尾部則負責艦載機的降落

除了20世紀20年代日本改裝的“赤城”號航母和30年代生產的“飛龍”號航母外,世界上航母的島式上層建築都是設於右舷側,這恐怕與人類的動作習性有關。大多數人習慣使用右臂,使右臂、右手強壯有力且靈活,擺動幅度更大,右臂向左上方向發力動作優於向右下方向,因此人類在跑動、打圈的動作上更習慣於向左,就像田徑跑道都是逆時針設置的、手工石磨是逆時針旋轉的一樣。在視覺上同樣習慣於先觀望發力的左方向,就像被檢閱隊伍流向與主席台相對位置一樣。對設置於右舷的島式建築來說,這樣的習慣使飛機需複飛時向左拐彎,以及在上層建築上指揮飛機降落,變得更為協調和順暢。日本早期航母設置過在左舷的島式上層建築,主要是考慮有利於兩艘航母左、右靠近編隊航行,後來的實際使用取消了這種考慮。

現代航母島式上層建築的設置包括長短、高低、位置、形狀,對航母的使用性能有很大影響,很大程度上也體現了其所承擔的使命任務要求以及設計師的意圖和觀點。

航母是以保證艦載機的作業為中心,希望有盡量大的飛行甲板,因此島式上層建築滿足需求的前提下總是盡可能做得很緊湊。在二戰時的航母,島式上層建築相對長度較大,大於艦長的1/5。後來向短的方向發展,約佔艦長的1/7。現代航母約佔艦長的1/10,核動力航母更短,約佔艦長的1/13。這個數字比驅逐艦和護衛艦上層建築相對長度要小得多。即使絕對長度,航母的島式上層建築亦比排水量僅為它1/20的驅、護艦的上層建築要短,可見其布置上的緊湊程度。近年來,擁有最長上層建築的航母為俄羅斯的“庫茲涅佐夫”號,大於船長的1/5。這與蘇聯的設計觀念以及對艦的使命任務需求有關。擁有最短上層建築的航母為美國的“企業”號,小於艦長的1/17。航母上設置較小的島式上層建築不僅給飛行甲板騰出更大面積,而且給飛行甲板有較均勻的氣流場創造了條件。試驗表明,飛行甲板上的上層建築愈小,對其尾部氣流場擾動影響愈小,對艦載機的著艦降落愈有利。

航母上層建築通常有十來層,比一般水面艦艇高出一倍以上,在最上面的幾層幾乎都是用於布置天線和機組的平台。儘管這樣,上層建築的平台還是難以容納各種天線和指控系統,不得不在各層平台上再外置形狀不一的延伸懸空的天線小天台,使得島式上層建築外形變得非常不規則,甚至有點怪異。

此外,有的航母還在上層建築後面的飛行甲板上另立了標架式後桅,安置天線,以解決上層建築布置上困難,還改善了電磁環境。航母艦島的高度方面另一個特點就是其最底層面程較小,向內收縮,第四層(超過艦載機高度)開始寬度和長度方向向外延伸,尤其寬度方向,向左右各外伸出許多,有的第四層比下三層寬了近一倍。再高幾層後,寬度和長度又開始減小、內收,有一定階梯形,逐漸成為塔頂。在接近頂部。與水面建築布置相似,前桅杆,桅杆本身不是很高,但“生長”在很高的建築頂部。煙囪的頂部可以設計成間右舷側傾,以減少煙霧對飛行甲板的影響。航母島式上層建築在飛行甲板上的位置與航母總體布局關聯甚密。

對於常規動力航母,為了重心控制與船水下線型相適配,主動力裝置通常設置在規中偏後。這樣從煙道、煙囪的位置大致決定了上層建築在艦前後的位置,基本居中對於核動力航母,沒有主動力所需的煙道和煙囪限制,但其位置向前或向後必須根據機庫和艦載機升降平台總體布局的需要而設置。美國的核動力航母上層建築都設在中偏後,法國的核動力航母“戴高樂”號上層建築設在中偏前,蘇聯曾建造中的核動力航母“烏裡揚諾夫斯基”號的上層建築設在居中位置。其原因是舷側升降平台在飛行甲板上形成船體大開口,從結構設計強度和應力上的需要,大開口與上層建築要有一定距離,所以對於只有兩個升降平台的“烏裡揚諾夫斯基”號航母而言,島式上層建築居中是最便於總體布置的。

美國大型航母在右有3個升降平台,顯然島式上層建築是無法居中的,它設計為“二前一後”升降平台布置,使艦載機調運合理,上層建築就只能偏後。法國人則另有想法,把兩個升降機平台全放在島式上層建築的後面,使上層建築包括駕駛室較大幅度前移,視角盲區減小,有利於艦的操縱,對艦尾部氣流場影響亦減少。但問題是,兩個升降平台較為靠近,對機庫內和機庫與飛行甲板之間艦載機調運是否合理和方便尚需探討。

島式上層建築的橫向位置隨著航母艦型的變化亦在移動。早期航母艦型是無舷台或只有設備舷邊的塔台,上層建築橫向位置處於主船體內,隨著大舷台艦型出現,上層建築橫向位置外移至主船體外的舷台上,甚至上層建築的左舷離開主船體的右舷。當島式上層建築在主船體內或其左舷與主船體右舷相連,對艦的結構強度、震動等較有利;當其完全處於主船體外的台上,相當於“懸臂梁”,對於較短小的上層建築而言,當前結構設計已能較好解決可能產生的問題。島式上層建築的外移,不僅能騰出更多的飛行甲板有效面積,有利於飛機作業,上層建築下面的坡道、梯口、煙道均可利用右台的容積,也使主船體內的空間利用得到提高。航母島式上層建築的設置雖然受到限制和要求緊湊,但仍應提供足夠的艙容和高度,以保證能容納各種艙室、設備、操作部位以及眾多天線設置的需要。航母的島式上層建築是艦橋,設有航行指揮部位、作戰值班部位、飛機在甲板上作業的指揮和控制部位,設有綜合電子信息系統的探測設備設置部位、信息接收和觀測部位,設有高級艦員的居住艙室、飛行員準備室,還設有艦面操作室、通道、升降梯、煙道等。

航母航行操縱、指揮部位主要是駕駛室及其配套的工作艙室(如海圖室、無線電室等)。駕駛室需要清晰的視界,通常均位於上層建築的正前方較高位置,一般設在從飛行甲板起的第四層以上,應保證在首向水準視界盲區不大於一倍船長。為了艦上駕駛觀察方便,兩側均應有露天觸台,與整個駕駛室橫向貫通,可以在露天眩台上方便地觀察周圍的情景和俯視飛行甲板上各種作業。根據需要,在駕駛室頂部可設露天觀察平台。緊靠駕駛室的就是海圖室和無線電室,附近還有作戰指揮(本艦和編隊)值班室,在靠近中部的地方還有備用指揮室,也具有駕駛操縱艦的功能。

艦載機在甲板上作業的指揮和控制部位主要是飛行指揮調度中心及飛機調度室,相當於機場塔台上的指揮調度室。它需要對飛行甲板有清晰、盡可能寬的視界,通常它放置在上層建築正後方,橫貫左右,且不低於駕駛室的高度。為了有盡可能寬的視界,在靠上層建築的左側,還外伸凸出一部分平台,設飛機調度室,以便從“島”上不僅能看清飛行甲板後面,也能清楚看到飛行甲板前部的情景,更有利於飛機調度指揮。飛行指揮調度中心以及飛機調度室與處於島式上層建築正向方的駕駛室一樣,設置可環視180度以上的、外傾式、矩形舷窗。靠近飛行指揮調度中心的是天氣室和通信室等工作艙室。

在上述前、後兩類重要艙室的上面,主要設置各種探測設備的天線以及它們的高頻機組。天線通常有警戒雷達天線、搜素雷達天線、“塔康”天線、航管雷達天線、著艦雷達天線和導航雷達天線等,以及它們各自的高頻室。此外,還有各種通信—衛通、短波、中波、長波、高頻、甚高頻等天線以及相應的無線電室、電子戰天線等設備的設置。在布置上一般是盡量把用於飛機引導的“塔康”以及警戒雷達天線放在上層建築最高位置,使其增加視距和沒有因遮擋產生的盲區。其他天線則是縱橫交錯,使得互相電磁干擾的矛盾突出,成為技術難點。

在上述前、後兩類重要艙室的下面,主要設置高級艦員的居住艙室和各種工作艙室。在駕室下面,由前至後設艦長、副艦長、航空聯隊部門長、編隊作戰指揮員等高級人員居住艙室,少量的高級輔助指揮人員、操作人員的工作艙室和居住艙室,還有會議室。在上層建築的最底層,設置易於進出飛行甲板的功能艙室,如飛行員準備室、更衣艙、飛機工程師值班室、維修和常用器材儲藏室等,還可視需要存放消防車。對於常規動力航母而言,在上述前、後兩類重要艙室的中間,設置的是煙道和煙囪,這一段通常約10米,底部兩層靠近上層建築兩腦側設置了巨大、矩形的煙道圍井,中間留出通道,使上層建築前後能貫通。第三層以上,左右煙道圍井合攏,上升與煙囪連接。所以以煙道圍井合攏層起,上層建築內部前後不貫通,根據需要可增設前後縱向外通道。

在島式建築中還有一些輔助艙室,如風機室、配電房、便於出入駕駛室的電梯等。

英國新航母採用了雙艦島的設計

航母艦島的設計仍在不斷的推陳出新,如英國在新建的航母上首次採用了雙艦島的設計,但這種設計仍然爭議不斷,這種設計到底能帶來何種戰力的增加仍然是一個未知數。

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