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背后的奥秘—从076采取的双舰岛构型说起
www.wforum.com | 2025-01-15 20:50:23  装甲铲史官 | 0条评论 | 查看/发表评论

去年年末,中国在沪东中华造船厂,下水了首艘076型两栖攻击舰,并将其命名为“四川舰”。与前作075型两栖攻击舰有所不同,该舰采用了双舰岛构型设计,与类似于意大利海军的“迪里雅斯特”号两栖攻击舰类似。于是这让坊间围绕单舰岛与双舰岛,开启了一系列争论。所以上述两种舰岛背后,到底有着怎样的奥秘呢?

一、不断演进的单舰岛

(采用前置舰岛设计的法国海军“戴高乐”号核动力航母)

对于航母及两栖攻击舰而言,单舰岛无疑是首选,至于航空舰桥、航海舰桥、旗舰舰桥、船电系统等设施,都会被整合其中。再者是按照分布位置不同,单舰岛可以被分为前置舰岛、中置舰岛、后置舰岛。前置舰岛可以从法国海军装备的“戴高乐”号核动力航母上瞥见。“戴高乐”号之所以采用前置舰岛,一方面是因为历史传统,另一方面则与该舰型宽过窄小(64米,相当于尼米级的83%)有关:进一步讲,若随大流即采用后置舰岛布局再靠后设置,会使得“戴高乐”号的升降机位置会受到影响,斜角甲板跑道空间也会受到侵占,从而造成导致斜角角度过小,以此会影响到舰载机舰面作业。

(中国福建舰选择了中置舰岛,至于飞机升降机则以一前一后的方式布置在舰岛左右两侧)

中置舰岛则颇为流行,且在优劣性上较为均衡。诸如中国的辽宁舰、山东舰、福建舰、075型两栖攻击舰、俄罗斯“库兹涅佐夫海军上将”号航母、印度“维克拉玛蒂亚”号航母等,均是如此。上述多型舰艇采用中置舰岛的原因很简单,那就是与常规动力系统烟道布局有着直接关联,所以迫使决定了其不得不做此打算。因为将烟囱整合其中的舰岛无论是前置还是后置,都对动力舱布局提出较大的挑战。出于保证动力组的传动效率和满足远端动力组的进排气需求的考虑,舰岛中置为最佳,且前后可供挪移的余地小。在已经受限的情况下,相比前置舰岛会对影响弹射作业产生影响的固有缺陷和便于后方甲板调度的优势,中置舰岛这种做法已然是俨然“取法其上,仅得其中法乎其中,得乎其中”,堪称是极为妥帖。

(美海军“福特”级核动力航母则将后置舰岛构型贯彻到位)

谈及后置舰岛,人们总会想起美海军的“尼米兹”级与“福特”级,但除此之外,巴西海军的“圣保罗”号航母、泰国海军的“查克里纳吕贝”号航母,也都采用了这种设计。相较于前置与中置,后置舰岛被认为是一种较更为理想的布局,可以能切实提高舰载机调度运与出动效率的布局。另一方面,后置舰岛在前向视野上不及前置舰岛,增加了操舰的难度。至于坊间针对前置与后置舰岛在前后向视野获取上的高低,以此涉及有关操舰要求上的难易与否等说法,确有道理可言,即前置舰岛得益于视野好,因此有利于水兵操舰,后置舰岛则会因视野受限,所以对操舰有着较高要求。

(从中上图可以看到见,美海军“佛莱斯特”级航母的舰岛位置,一开始也在舰体右舷中部区域)

对于各国而言,如何决定舰岛的位置,主要与各国航母的动力构成、作战需求、兵力配置等因素有关,所以不用过分追究其并无绝对的优劣之分,反之要从舰岛位置本身是否合适去着手。最后一点极为重要,那就是但不论怎样,单舰岛经过的发展,已经呈现出后置化、小型化的趋势特征,就比如法国海军新一代航母,最终也选择了后置舰岛,、至于中国的004型航母,也会采用此类设计。这么做的目的只有一个,那就是通过压缩舰岛体积,以此节省出宝贵的飞行甲板面积,以及降低对舰载机舰面作业的影响。

二、颇具争议的双舰岛

(采用双舰岛设计的英国海军“伊丽莎白女王”级常规动力航母)

纵观世界可以发现,似乎各航母国家各国都对双舰岛兴趣在逐渐增加不大,当然在英国海军的“伊丽莎白女王”级,意大利海军的“迪里雅斯特”号两栖攻击舰(包括076)和中国的076型两栖攻击舰以外,韩国CVX航母方案和俄罗斯“风暴”航母方案都有试水双舰岛的意图则属于例外,接下来咱们就一个一个说。

(俄罗斯“风暴”航母模型上的双舰岛)

首先是伊丽莎白女王级,按照英国人的说法称,该舰之所以会采用双舰岛,主要有以下几方面的考量。首先,从空气动力学角度考虑,双舰岛的布局减少了飞行甲板上空的气旋,能够使舰载机起降时的周围气流更加平稳安全性更高。其次,从充分利用舰体空间的角度考虑,双舰岛提高了下层甲板空间布置的灵活性。

(值得一提的是,“迪里雅斯特”号两栖攻击舰并未在舰岛之中间设置舷外升降机)

再次,从提升航母生存能力的角度考虑,大吨位的航母势必需要更大的舰岛,将单个舰岛拆开能够有效缩小尺寸,易于降低雷达反射面积,这与伊丽莎白女王级的整体隐身设计一致。同时两个舰岛存在部分指控重叠度,这也能提升航母自身的抗打击能力。最后,从舰载机调控管理的角度考虑,将航行与飞行管理功能分开后,后岛上的飞行控制中心位于调控飞机着陆的最佳位置,有利于更好地控制舰载机的起降秩序,提高舰载机的出动效率。再者是“迪里雅斯特”号两栖攻击舰,外界普遍认为,意大利海军为其引入双舰岛的设计很简单,那就是可以大幅提高舰载机的起降效率。

(076型与075型两栖攻击舰的CG图,两者在飞行甲板、体量尺寸、舰岛构型上均有所差异)

此外还有说法称,由于“迪里雅斯特”号未能妥善解决船电系统的电磁兼容性问题,所以才让其不得不采用双舰岛,但这一说法目前缺乏更多证据支撑,因此还需要商榷。值得一提的是,当谈起双舰岛的优势时,网友总会将能够降低舰体雷达反射面积这一条列入其中,但这明显是胡说八道,原因在于双舰岛根本不会降低多少RCS,那么所以双舰岛到底拥有哪些优势呢?要知道,常规动力的航母或两栖攻击舰的双舰岛优势是和单个大舰岛的同类舰艇比较得出的。

(俄罗斯海军的“库兹涅佐夫”号航母的巨大单舰岛非常醒目)

(英国海军“竞技神”号轻型航母也有相对巨大的单舰岛)

一是有实验证明,海风吹过两个小舰岛时产生的空气扰流会比一个大型单舰岛要少,有利于舰载机起降作业的安全。

(可以看出,075型动力系统的进排气道特别大,所以使得其舰岛体积也会相应有所拓展)

二是在建造航母建造过程中,两个小舰岛比一个大舰岛更容易建

造和安装。如“伊丽莎白”号航空母舰的两个舰岛于朴茨茅斯和格拉斯哥分别建造后,再运至罗赛斯吊装至船体之上,这对工期和成本的好处不言而喻。

三是航母搭载的对空搜索雷达和对海搜索雷达等两部主要雷达距离相距越远相互干扰就越小,前后分置的双岛结构使得两部主要雷达的相互距离远远拉开,是为雷达的分散布置提供了电磁兼容性设计的最佳解决方案可能,能有效提高电磁兼容性。如,“伊丽莎白”级航母上的1046型远程对空监视雷达安装在前舰岛,而997型Artisan 3D中距雷达安装在后舰岛。如果安装得太近,高功率发射的雷达即使频率不同也可能导致相互干扰或形成盲点。分开布置后,各雷达都拥有清晰、无遮挡的“视野”。

(“伊丽莎白”号航母分置于前后舰岛上的雷达系统)

四是双岛设计使得前向舰岛所处的位置十分靠前,值班人员操舰人员能够更好地观察到舰艏和前方的情况,这在受限狭窄水域中航行时非常有用。同时后置的舰岛更利于航空作业的管理,因为其处于观察飞机着陆的最佳位置。在飞行员最需要母舰帮助的降落阶段,后舰岛中的一名专职的飞机控制员(通常是前飞行员)可以提供准确的引导。 其岗位设在从后舰岛中伸出、拥有3米高巨大窗户的平台上,可提供290度的视野,能够轻易观察到高空的飞机。

后舰岛的飞控中心可以通过耳机或使用安装在后岛一侧的大型LED显示屏向飞行甲板上的飞机操作人员发出指令。它还连接到飞行甲板下面的机库控制室,在那里发出将飞机提升到甲板上的命令。这一切能够良好地运作,自然是得益于双舰岛布局带来的便利。

(3米高的多层装甲玻璃面板略微着色以防止眩光,可以承受“支奴干”直升机旋转桨叶的直接撞击)

(对于舰载机飞行员来说,舰岛数量越少,体积越小,将会更有利于着舰作业的展开,反之或多或少都会产生不利影响)

五是既解决了常规动力系统的进排气问题(进排气道体积较大)。大型军舰一般会配置彼此间隔一定距离的多台锅炉,每台锅炉产生的废气均需要由烟囱排至舰外。在采用蒸汽轮机作为主要动力系统时,由于排气压力足够大,多台锅炉的烟囱可以设计成弯曲的形状,将上部管道整合起来,以减少对内部舱室的侵占。

(二战中沉没的英国海军“皇家方舟”号航空母舰的剖面图,可见烟囱需要绕过机库)

但在现代航母和两栖攻击舰采用燃气轮机后,由于废气温度在500度以上,排气压力低和进排气需求量巨大,要求烟囱尽量短,最好平直向上突出舰体。在从舰体底部千方百计绕升到飞行甲板右侧的过程中,航母和两栖攻击舰的内部的烟道已经损失了一定的排烟能力了,实在没有余力在飞行甲板的上方整合为单烟囱。如此一来,配置2台间隔一定距离的燃气轮机的舰艇就只能以2个分开的烟囱示人,而包裹烟囱的舰岛数量变为2个也就顺理成章了。

又可以在两座舰岛之间布置一个舷外升降机。六是当其中一座舰岛遭受攻击失去功效后,另一座舰岛便能启用相关备份系统,由此可显著提高战场生存性。后舰岛上还设有一座类似前舰岛的舰桥,备份有船舶驾驶和控制系统。

至于双舰岛的劣势,主要为会对飞行员的视场产生一定影响,以及舰岛高度水平面下方的横向气流不够稳定等。此外还有说法称,由于“迪里雅斯特”号未能妥善解决船电系统的电磁兼容性问题,所以才让其不得不采用双舰岛,但该说目前缺乏更多证据支撑。

值得一提的是,当谈起双舰岛的优势时,有些网友总会将降低舰体雷达反射面积这一条列入其中,但应当说此条意义不大。目前的双舰岛航母或两栖攻击舰均谈不上是真正意义上的“隐身”舰艇,可能在舰体外形上会考虑一些折线设计,但是单纯将一个大舰岛变为两个小舰岛并非基于“隐身”的考虑。

三、结语

(对于076型两栖攻击舰来说,大力提升航空作战能力才是关键,所以便只能通过双舰岛设计来实现)

2001年,一名在Thales CVF 设计团队工作的英国皇家海军军官灵感迸发,产生了为航空母舰设计双舰岛的想法,为后来的“伊丽莎白女王”级航母的独特外形奠定了概念基础。与斜角甲板、光学助降镜和蒸汽弹射器一样,这无疑是英国这个老牌航母国家在载机舰艇设计上的又一大创举。

综上所述,尽管目前双舰岛并非尚难言主流,但是通过一系列分析可以看出,其优势要远大于劣势相对于一个包裹2个烟囱的巨大单舰岛,取消连接烟囱的中间部分而形成的双舰岛也有其可取之处。一定程度上,双舰岛就是采用燃气轮机的航母或两栖攻击舰的最优解,所以这便是中国刚下水的076型两栖攻击舰为何要选择此类设计的真正原因自然也概莫能外。

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