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为何航母不能分成两层,上面一层降落,下面一层起飞? 第1页

  

user avatar   gong-ke-75 网友的相关建议: 
      

不安全。

复飞和起飞在一条航线上,同时起降很不安全。

在机库进行油料和弹药整备,下场参见中途岛,同样很不安全。


user avatar   xichuangyueying 网友的相关建议: 
      

2021.3.16更新:

现在觉得以前的叙述倾向性有些太明显。列出来的缺陷是实打实的,但对优势叙述的太少,而且大多基于间战视角。

实际上,双层飞行甲板的一些好处,在太战前期是很有用的。我在其他回答里面讲过美日的舰载机运作模式的差别。在1942年,美军航母惯于单舰运作,各舰独立组织攻击波,彼此之间缺乏配合(甚至单舰上的各机种都不能很好配合,中途岛就是个最好的例子,不过这也与指挥有关),难以形成强大的“合力”。相比之下,日军惯于多艘航母一同组织攻击波,各舰起飞相同数量的舰战,同时一半航母起飞舰爆,另一半起飞舰攻。这样组织起来的攻击波均衡而强大,而且还能很快整备并发出第二攻击波。而对美军来说,受放飞能力限制,攻击波最大也只能包括40架左右的打击机,再加护航战斗机,这样的攻击波显著弱于中途岛日军一二航战能放出的攻击波,同时由于飞机已经放出大半,第二攻击波的强度更加不足,显得非常鸡肋。

如果不改变美军前期的航母运作模式(这显然与舰问演习积累的经验有关),那么改善这一状况的唯一方法就是双层飞行甲板,用两道甲板同时放飞,来使单舰能发出媲美日军多舰运作的大型攻击波。这将让美式航母运作模式的优点得到充分发挥:各舰独立运作就不容易被一波报销,而攻击力弱的缺点也得到弥补。中途岛的三艘航母就等于三个强力攻击机群,而非史实的散乱状况。

对日军来说,其优势也是成立的,但方向不太一样。日军习惯在机库里完成舰载机整备,再提升到飞行甲板放飞。这样效率很低。以中途岛为例,渊田指责南云应该在最短时间内,也即接到发现美军特混部队的信息时(7时45分)就放出机群。这个指责本身是不成立的,即便不考虑换弹风波,当时日军飞机也都在机库里无法放飞。而之后7时53分又迎来了美军空袭,同时还有返航的友永机队很快就需要降落。但如果4艘日本航母都是双层飞行甲板,问题就迎刃而解:机库内整备的机群可以直接通过下层飞行甲板放飞,上层飞行甲板又可以同时拿来回收友永机队,同时补充起飞一部分CAP飞机。这不见得会改变中途岛之战的结果,但显然会让南云拥有更多的选择。

(当然,赤城加贺由于机库形状七扭八歪,在机库内经由下层飞行甲板直接起飞大量飞机是做不到的。能做到的其实是这种英式设计:

暴怒勇敢光荣三舰也勉强可以。)

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以下原答案:

双层/多层飞行甲板历史上当然有过,比如皇家海军的暴怒勇敢光荣,日本海军的赤城加贺。至于在图纸上用过这种设计的就更多了,甚至到50年代中期美国人规划核动力航空母舰时,也提出过双层飞行甲板的方案。

看一下细节好了(为什么这几张图一发上来就这么模糊?)

暴怒号

勇敢级

赤城号,三层飞行甲板(注:传统说法赤城加贺都是三层飞行甲板,中层位于安装双联200mm炮的那一层,但我最近看到的一种说法认为仅加贺号有这层飞行甲板,而赤城号实际上并没有。暂时没有找到其他资料来佐证这一说法,所以姑且还是当做三层飞行甲板)。

对于航空母舰来说,起降飞机的能力是根本。而单一的直通甲板,在起飞和降落之间存在又根本性的矛盾,再加上舰载机需要整备,也就产生了复杂的飞机调度问题。受限于技术、思路和经验,早期航母的调度效率十分不理想。

举例来说,按美国人的做法,他们会把很大一部分飞机系留在甲板之上,这些飞机视情况不同停放位置也不同。比如甲板前段的后部、中段和后段都被飞机占满准备一波放飞实施最大强度的打击,而此时正好有几架之前放飞的侦察机需要降落,怎么办?再比如正在进行大机群的回收,飞行甲板前段已经被刚刚降落的飞机占满,而此时又需要起飞几架侦察机,又该怎么办?而按英国日本的做法,他们习惯把全部飞机都收容进机库,但升降机数目有限升降速度也有限,快速放飞飞机几乎是不可能的(早期甚至慢到几分钟一架)。

既然单层甲板会面临如此之多的问题,那么增加第二块飞行甲板就成了非常自然的想法。上面贴的图已经表明了双层飞行甲板航母的设计特征。一般来说均有双层(或三层)机库,下层飞行甲板与其中一层机库直接连接,飞机可在机库中完成整备之后直接起飞;上层飞行甲板较短,用于降落。这样一来上文提到的问题几乎全部解决了:飞机全部收容进机库,可从下层飞行甲板快速起飞,而此时上层飞行甲板不受影响,既可以临时起飞额外的飞机,也能让飞机迅速降落。

既然好处如此明显,那么这种设计为什么被淘汰了呢?我们以从未实际采用过双层飞行甲板设计的美国海军为例简单梳理一下。

美国海军考虑双层飞行甲板,最早始于突击者号。此时他们将这种设计视为快速放飞的一种手段(两层甲板同时放飞)。而这条小航母吨位限制毕竟过于严苛,所以很快销声匿迹,为了提高放飞速度,设计人员引入了机库弹射器这一设计(后面详谈)。

比较正式的讨论是在设计约克城级和黄蜂号时进行的。此时美国人已经在列克星敦级上面积累了足够的航母运作经验,单层飞行甲板已经能够快速放出足够大的机群,这时的讨论就转向上文提到的其他问题,比如临时放飞飞机、临时收容飞机等等。此时英日采用这类设计的航空母舰均已入役,美国人得以审视这种设计的缺点。

首先,这两层飞行甲板都不那么让人满意。下层飞行甲板位置太低,和普通巡洋舰的干舷高度类似。航母放飞飞机的时候需要逆风全速航行,太低的干舷会带来相当严重的上浪,会打坏飞机、倒灌机库甚至损坏甲板(英日都发生过)。而且,飞机从下层飞行甲板起飞时必须先穿过机库,高度紧张之下在这样的半封闭空间里操作,难度可想而知。最重要的一点,起飞前必须进行暖机,而按照美国海军对列克星敦级的使用经验,在机库中暖机会让发动机废气充满机库(虽然这一点并不正确,列克星敦级那种封闭式机库才会遇到这样的问题,而双层飞行甲板的航母,与下层飞行甲板连接的那一层会拥有良好的通风条件),直接限制了放飞速度。而上层飞行甲板则过短,在下层飞行甲板放飞能力受限的情况下,上层飞行甲板需要作为主飞行甲板,但放飞能力又与甲板长度直接关联。

其次,双层飞行甲板会带来很严重的稳性问题以及结构重量问题。按美国人的估算,较单层飞行甲板,双层飞行甲板需要把甲板高度整个抬高6英尺。在此基础上,若要解决上文提到的下层飞行甲板高度过低的问题,需要把下层飞行甲板提高至40英尺,上层飞行甲板也会随之抬高,从而带来极差的稳性,又需要付出其他代价来弥补。
最后,付出如此大的代价,极大增加了整体复杂度,双层飞行甲板是否能够带来相应的收益呢?美国海军航空局的观点是还不如把飞行甲板尽可能的延长以提高飞机运作的空间。侦察机临时降落的问题,演习经验已经表明,飞行甲板后段通常被较大型的攻击机占据,而这时往往已经确定了敌方位置。在此之前完全可以把它们收进机库,因为并没有那么紧迫。在返航的侦察机和即将出动的攻击机之间打一个时间差,问题即告解决,并且已经在演习中得到了解决。至于临时放飞飞机的问题,则靠前文提到的机库弹射器来解决。它横向安装在机库的一端,指向舷外,机库侧壁开有大型卷帘门以供飞机飞离。它是下层飞行甲板的替代品,又没有下层飞行甲板面临的种种问题,从机库直接进行弹射,对飞行甲板全无影响(顺便说一句,机库弹射器才是美国海军从突击者号到中途岛级全部采用开放式机库的根本原因,至于机库暖机之类的都是后来发现的好处)。当然了,此时新型弹射器的开发还遥遥无期,但无论如何,它的技术风险都要远小于双层飞行甲板。作为下层飞行甲板的替代品,这种从约克城级一直沿用到中途岛级的设计就此登场(突击者号的机库弹射器因经费困难而取消)。

红框内是约克城号的机库弹射器,右侧是其前部升降机。

这张图红框内则是舷侧对应位置的开口。

而到了约克城级入役之后,人们又发现其实机库弹射器也没有想象之中那么大的效果。临时放飞飞机的需求,实际上只需把飞行甲板前段被弹射器占据的那一截留出来就足够了,且从甲板上放飞飞机还能得到甲板风的帮助。相比之下机库弹射器实在形同鸡肋,因此到了1942年,机库弹射器被全部取消,此后再未出现过。

英日两国的转变也与美国海军类似。由于是这种设计的直接体验者,他们对其缺陷的认识比美国人更深刻。而由于舰载机运作模式与美国人存在差异,他们对额外起降手段的需求也没有美国人那么强烈。伴随着航母运用经验的增长,甲板调度的成熟,弹射器的进步,双层飞行甲板的优点越来越不明显,而缺陷则迅速放大。最终,日本人在赤城号与加贺号的大改装中将其改为单层飞行甲板,而英国人直接就放弃了下层飞行甲板,在上面安装了一大堆防空炮。

至于后来企业号的设计就没有这么复杂了,它的双层飞行甲板方案纯粹就是斜角甲板的替代品而已。因为此时斜角甲板的相关实验刚刚在安提坦号上面完成,福莱斯特级刚刚紧急变更设计增设了斜角甲板,人们对其作用还没有太大的把握,因此设计了诸多替代方案。双层飞行甲板版本的企业号,需要把飞行甲板整个抬高25英尺(这是个什么概念可以结合前文自行想象,顺便说一句此时对飞行甲板强度的要求远比三十年代要高),随之而来的是吨位大幅增加,基本尺寸受限的情况下会增大吃水,于各方面都不利,因此毫无悬念地被放弃。




  

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