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英伦新锐-浅析英国伊丽莎白二世女王级航空母舰  

2014-07-05 15:45:26|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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英伦新锐-浅析英国伊丽莎白二世女王级航空母舰 - 小飞猪 - 小飞猪的博客

 伊丽莎白二世女王号举行下水命名仪式


7月5日,英国皇家海军正式为其新一代航空母舰(CVF)首舰“伊丽莎白二世女王”号举行了命名仪式。按计划,该舰将于2015年开始海试,2016年美国提供的F-35B战斗机将在该舰上首次起降,2017年交付英国皇家海军,到2020年形成战斗力

英国是航空母舰的诞生地之一,现代航空母舰诸多发明都来自英国,它也是当今航母及舰载机操缀最多的国家之一,所以伊丽莎白二世女王号的设计、布局体现了英国皇家海军对于过去经验的总结和对于未来的展望,我国海军正在发展航母及舰载机,通过分析、研究这些设计和布局,对于我国海军航母及舰载机发展显然有非常大的助益。


独具一格的双舰岛设计

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 伊丽莎白二世女王级最具特点就是它的双舰岛设计


伊丽莎白二世女王号给人最大的印象便是它独特的双舰岛设计,舰岛是用航空母舰关键部位之一,它主要布置驾驶室、飞行指挥室、各种天线等,在过去的航空母舰,多是单舰岛设计,而伊丽莎白二世女王级采用了双舰岛设计,一个用于传统的驾驶室,另外一个则用于飞行指挥所,同时分别配备有雷达及通信系统、烟囱等。

英国皇家海军这样的设计应该来源于现役无敌号航空母舰使用经验及对国外航母的分析,无敌号航空母舰采用了燃气轮机推进,燃气轮机的优点是体积小、重量轻、功率大、加速性能好,但是缺点就是燃气轮机需要大量的空气,因此进/排气量较大,相关系统如进气道、烟道的体积也较大,那么相应也就增大了航母舰岛的长度和体积。

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 无敌级的舰岛相对较大,对于舰载机操作带来不利的影响


舰岛长度和体积的增大,会带来一系列的问题,首先是上层建筑的重量增加,从而导致航母重心上升,影响航母的快速性能和稳定性能,还有就是舰岛一般偏居右舷,对面是降落跑道,而现代航母多采用舷侧升降机以降低对飞行甲板的影响,这样就影响了舷侧升降机的布置,即使勉强布置也位舰岛分离,互相距离较远,影响甲板调运。此外舰岛由于突出甲板,会造成甲板湍流,舰岛越大,那么甲板湍流就越大,这对于舰载机的起降都不利。

大型舰岛最主要的缺点还是占据停机区较多,我们知道出于安全考虑,舰载机在机库里面一般不加油和挂弹,因此在一段时间内甲板上的飞机就是航母能够使用的全部飞机,现代航母的飞行甲板被分为起飞、降落、停机三个区域,在一般情况下,只有停机区才能进行了飞机的维护、加油和挂弹等作业,从这个角度来说,停机区的大小决定着一艘航空母舰的作战能力,尤其是持续作战能力。

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 伊丽莎白二世女王级航母结构图,可以看到它的双舰岛是围绕着烟道设计而来


舰岛越大,占用的停机区面积就越大,相应的航母停机区面积就会降低,影响甲板能够停机飞机的数量,舰岛体积大,到斜角甲板距离较小,这样舰载机在移动的时候,会对降落飞机造成不利的影响,尤其是大型舰岛对所谓”空旷停机区“影响更大减少,现代喷气发动机尾流温度较高,会对舰岛造成损害,因此舰载机在舰岛前面,发动机是不能工作的,所以停放在舰岛前的舰载机无法依靠自己动力滑行或者进行了发动机测试这样的维护科目,这样就限制了舰载机在甲板使用的灵活性,这方面俄罗斯库涅佐夫级就是一个反面例子,由于舰岛较大,所以它的甲板停机区较少,只能停放12架飞机,同时舰岛前6架飞机无法依靠自身动力滑向起飞线,因此无法编入第一攻击波,这样就降低了航母单波次打击能力。

伊丽莎白二世女王号采用双舰岛设计,则比较成功的解决了大型舰岛带来的一系列缺点,首先单个舰岛的长度和体积较小,有助于控制航母重心,同时也减少了甲板湍流,舰岛尺寸和体积的减少还增加了舰岛与起降跑道之间“走廊”的尺寸,有利于舰载机的移动,同时舷侧升降机也更加方便,尺寸也更大,伊丽莎白二世女王级布置了两个大型升降机(其中一个位于双舰岛之间),每个升降机可以运载2架F-35B舰载机,并且两个升降机距离较近,有助舰载机的调运。

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 伊丽莎白二世女王号与卓越号的对比,可以看到前者舰岛对于甲板的影响明显减少


舰岛面积的减少,就扩大了航母停机区的面积,从而增加甲板能够停机飞机的数量,另外降低了甲板操作的难度,尤其重要的是航母甲板上”空旷“停机区增加,从相关图片来看,航母右舷能够停放的飞机大大增加,同时舰载机也可以更加方便的利用自身动力在航母甲板上滑行或者进行了发动机测试,大大提高了航母甲板操作的灵活性。


伊丽莎白二世女王级同时作业能力较强

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依靠前升降机和F-35B的垂直降落能力,伊丽莎白二世女王号具备较强的同时作业能力 

 

由于前升降机位置后退到两个舰岛中间,其位置正对前起飞点,这样飞机在运出机库之后,可以迅速完成加油、挂弹,然后利用自身动力直接滑向起飞点,更为重要提它提高伊丽莎白二世女王级同时作业的能力,F-35B采用的垂直降落,降落的时候,可以利用后升降机送入机库,这样即使整个艉部甲板用于降落,那么航母还可以利用前升降机和前起飞点维持飞机起飞的能力,就避免了航母在回收飞机的时候,因为跑道失能而造成航空母舰失去作战能力,提高了航母的作战能力和战场生存能力。


优点多多的舰艏停机区

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 伊丽莎白二世女王级只有一个舰艏起飞点,但是扩大了舰艏停机区面积


还带来了另外一个好处就是在增加舰艏方向停机区的面积,从而扩大整个航母甲板停机区的面积,从英国人发表的伊丽莎白二世女王级想像图来看,在这个区域至少可以停入6架F-35B战斗机,显著的提高航母甲板能够停放飞机的数量。

如果我们看一下新世纪服役的滑跃航母,如意大利凯沃尔号航母、西班牙的战略投送舰,就会发现扩展舰艏停机区几乎成为一个趋势,俄罗斯涅瓦设计局在改装印度维克拉玛蒂亚号航空母舰的时候,也汲取了这个思想,它放弃了库滋涅佐夫号的舰艏双跑道,同时滑跃跑道前移,上层建筑拆除了近1/3,这样在舰岛前也得到了一个停机区,从而增加了航母甲板停机数量。

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伊丽莎白二世女王级舰艏停机区想像图,它提高了该舰甲板停机区面积和操作灵活性

 

我们知道滑跃甲板航母一个先天缺点就是甲板停机区较小,这是因为滑跃甲板是曲线形,难以固定飞机,这样就大大降低了甲板停机区的面积,而弹射器航母在不使用弹射器的情况下,可以在相关区域停放飞机,因此其使用灵活性相对较好。从现在来看,各国海军解决的办法就是设法减少滑跃甲板占据的飞行甲板面积,如将滑跃甲板前移,只保留一个起飞点,这样就可以在舰艏方面增加一个区域用来停放飞机,从而提高航母甲板飞机的停放数量,这样就等于提高了航母的作战能力特别是持续作战能力。

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意大利凯沃尔号航母

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西班牙战略投送舰

 

从各国海军的运用情况来看,舰艏停机区的优点非常多,首先舰载机在降落之后,可以依靠自身动力进入停机区,减少对于跑道的影响,另外舰艏停机区距离舷侧升降机、起飞跑道、降落跑道较远,对于舰载机起降作业及甲板调运干扰较少,另外这一块属于空旷停机区,可以做发动机测试等方面的维护作业。因此对于航空母舰来说,一架舰载机如果多次执行作战任务,需要进行了比较深入的维护,可以先送入舰艏停机区进行了相关维护和测试,然后根据情况,送入机库进行了修理或者继续投入战斗。


提高攻击能力-伊丽莎白二世女王级设计宗旨

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 提高攻击能力和持续作战能力是伊丽莎白二世女王级设计宗旨


行文至此,我们就可以知道,伊丽莎白二世女王级它的主要设计都围绕着如何增加提高航母的舰载机出动能力,尤其是持续出动能力而设计的,它包括增加飞行甲板停机区和面积、优化舰岛及升降机的布置、提高甲板停放飞机数量等方面的内容,实际上这也是新世纪航空母舰设计一个趋势,随着新技术、设备的运用,航空母舰的造价越来越高,因此各国海军能够装备的航空母舰数量都在下降,那么依靠数量有限的航空母舰执行更多的作战任务就成为各国海军需要解决的问题,答案就是提高单艘航母的打击能力,如美国最新的福特级航空母舰,它的舰载机日出动架次可以从尼米兹级的120次提高到160次,而高峰期更是可以达到200次以上。

以伊丽莎白二世女王级的想像图来看,它的甲板至少可以布置18架F-35B战斗机,这个数量几乎比库滋涅佐夫号提高了50%,因此单位时间舰载机出动数量肯定要大于后者,即使不考虑两舰舰载机性能的因素,那么它的作战能力也要强于后者,另外在同时作业能力方面,库滋涅佐夫号航空母舰虽然也可以利用前升降和前起飞点在舰载机降落的时候保持舰载机放飞能力,但是它至多只能保持2架飞机处于警戒状态,这个伊丽莎白二世女王级相比有较大的差距,当然这一点并仅仅体现在航母的差距上,舰载机性能差距也是一个方面。所以我们看到俄罗斯公布的新一代航空母舰想像图之中,也采用了双舰岛,扩大甲板停机区等设计,以提高航母的作战能力。

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伊丽莎白二世女王号的载机能力要强于库滋涅佐夫号

 

不过伊丽莎白二世女王级也有自己的不足之处,双舰岛虽然部分解决了大型舰岛的不足之处,但是其占据甲板面积仍旧偏大,也增加航母复杂程度,同时双舰岛之间气流复杂,对于甲板流场还是会造成不利影响,从而影响舰载机的起降,另外就是滑跃甲板的通病,操作固定翼支援飞机能力较弱,使用E-2D这样的预警机比较困难,从相关资料来看,伊丽莎白二世女王级仍旧采用预警直升机来解决低空空情探测问题,显然它的效能比不上E-2D这样的固定翼预警机。

目前我国海军航空母舰刚刚起步,航母及舰载机操作经验上,尤其是甲板调度等方面更是薄弱,从海外资料来看,我国未来发展是弹射器航母,与伊丽莎白二世女王级有所不同,但是通过对该级舰的分析,汲取有益的经验,特别是增加出动能力、甲板操作等方面的经验和训练,并且进行了消化和吸收,对于提高我国海军航空母舰操作能力显然也是非常利的。

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我国海军航母发展要博众家之长

 


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注:

1、世界海军武器手册

2、舰船技术与设计概论

3、国外舰载机发展回顾 

4、国外舰载机技术发展

5、本文配图来源于网上,权利归原作者所有

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