如何建造一艘可使用的航空母舰? 早期建造航母遇到的问题

胡侃杂2024-07-20 22:54:34  137

在第一次世界大战中,飞机变得有形而有用,因此很自然地,有人决定将其应用于海上。起初,它们是浮动的,起飞和降落在水面上,然后被吊起到船上。但这并不是长久之计,于是在战争结束前两个月,出现了现代意义上的第一艘航空母舰——一艘能够直接从甲板上起降飞机的船。它叫HMS Argus(百眼巨人),成为了世界上第一艘航空母舰。这是英国人的发明,这并不奇怪,因为当时英国人在几乎所有的海上事务中都处于领先地位。

HMS Argus(百眼巨人)。注意它的烟囱和略微向下的舰首甲板。

这是一种全新的船型——以前没有类似的东西,也没有任何东西可以“演变”成这种船型。因此,没人知道该如何建造它们,该如何使用它们等等。所以,我们来谈谈海军将领们的思维飞跃,以及他们踩过的雷区。

最初的航空母舰是由大型民用船只改造而来的,例如班轮或货船。上述的Argus(百眼巨人)和美国的Langley(兰利)就是这样。逻辑很简单:有一艘大船棚,只需把顶部切掉,然后加上一层供飞机起降的甲板。但是,每个人都明白,专门建造的航空母舰会更好,因此在第一次世界大战结束后,各国纷纷开始着手建造专门的航空母舰。同时,1922年华盛顿海军条约允许将部分正在建造的战列舰“转换”为航空母舰。该条约还对这一类别进行了严格限制,以避免出现“我们有一艘战列舰,但上面有一个二十米长的飞行甲板和一架小飞机,所以它被算作航空母舰”的情况。

在两次世界大战之间的时期,有四个半国家试图发展航空母舰:美、日、英和法。德开始建造自己的“齐柏林伯爵号”,但在第二次世界大战开始前未能完工。意在战争期间才开始从事这种舰船的建造,而苏则没有实际建造过,只停留在设计阶段。同时,法只建造了一艘航空母舰(“贝阿恩号”),是由“诺曼底”级战列舰的船体改造而来的,但没有什么特别之处,所以我们集中谈论前三个国家。

飞行甲板

很容易理解,航空母舰的意义在于能够起降飞机,而这需要飞行甲板。所以我们从它的末端开始说起。英国人(后来被日和法借鉴)想出了一个办法,把飞行甲板做成一个小角度的坡道,以此来减缓飞机的速度。这一想法效果不佳,因为飞行员很快就要求将其去除,所以到第二次世界大战开始时,日本人将甲板改为平直的。同时,甲板前部常常会有一个类似的坡道,用来给飞机“加速”,但这同样效果不佳。

HMS Eagle(鹰号航空母舰),飞行甲板后部视图。

现在来谈谈最重要也最有趣的部分:起飞!

既然一个甲板不够用,那就做两个吧!由于无法向两侧扩展,那就从多层甲板上起飞。如果说英国人只是在Furious(愤怒)号上尝试了两层甲板的设计,那么日本人在他们的赤城号航空母舰(以及几乎相同的加贺号)上设计了三层飞行甲板,这些舰艇都是由战列巡洋舰改装而来的。这种布局理论上允许同时进行飞机的起降,这是当时其他所有船只都无法做到的。

HMS Furious(愤怒号),双层甲板。后来将甲板上的位置改为防空炮。

然而,实际上这种设计非常糟糕。首先,它非常低效地利用了空间。其次,它严重限制了新飞机的使用,因为新飞机往往更大、更重,需要更长的甲板来起飞。第三,当飞机在下层甲板等待起飞时,通风效果很差。因此,在战争爆发前,它们被改造成了更合适的形式。

加贺号

美国人在此方面相对保守,但在战争初期也曾有一些大胆的想法。例如,从机库甲板侧面用弹射器起飞。幸运的是,这些想法并未广泛应用,尽管早期的埃塞克斯级航空母舰确实装备了这种系统,但据说从未使用过。

烟囱

同样显而易见的是,舰船的烟囱会干扰降落的飞机。同时,由于飞行甲板的平整,无法像通常那样在中央安装烟囱。因此,各国提出了各种解决方案来应对这一问题。

在Argus(百眼巨人)号上,英国人将烟囱尽可能地向后移,并将废气分流到船的两侧,使烟囱尽量低,甚至低于飞行甲板。最终结果非常糟糕。底层甲板的废气污染严重,烟雾仍然影响飞行甲板的视线,总体效果很差。

日本人和美国人曾一度尝试使用旋转烟囱系统。通常情况下,烟囱稍微高出甲板,将烟雾引导离开船只,而在飞机降落时,烟囱会旋转90°,不再干扰飞机。日本的第一艘专门建造的航空母舰“凤翔号”,以及美国的第一艘航空母舰Langley(兰利)号和第一艘专门建造的航空母舰Ranger(游骑兵)号都采用了这种系统。

凤翔号的明信片。经过现代化改造后,甲板变为平直,烟囱固定,舱室上部结构被拆除。

然而,这种系统的效果也不尽如人意。系统工作不如预期,在Langley(兰利)号上问题不大,但在凤翔号上,日本人很快就将烟囱固定在“侧向”位置,问题就此解决。Ranger(游骑兵)号则一直保留着旋转烟囱。

USS Langley

USS Ranger

日本人还提出了其他一些方案。在赤城号上,安装了一个向下弯曲120°的烟囱,以及一个用于加热锅炉的“正常”烟囱。但这同样效果不佳——烟囱设置得太低,以至于在波浪和摇晃中会进水。因此在改造时进行了大幅度的改动,但烟囱仍然过于庞大,为了平衡,上层建筑被移到了另一侧。这样赤城号成为了唯一一艘上层建筑在左侧的航空母舰。

加贺号也经历了类似的过程。但它的巨大烟囱沿船舷延伸,后来被切除,换成了一个向下弯曲但高于水面的较小烟囱。

赤城号

拦阻装置

同样显而易见的是,要建造一艘足够大的船以确保飞机安全降落是相当困难的。因此,需要额外的手段来减速飞机,而不是仅靠飞机自身的减速。于是出现了绳索和拦阻装置系统,这些系统用于阻止飞机继续前进。英国人发明了一套纵向绳索和锚的系统,但在战争初期,他们看到了美国的横向绳索系统,并将其引入自己的舰艇上。实际上,这种系统至今仍在使用,基本概念几乎没有改变。

纵向绳索系统。

火炮

在20世纪20年代,人们对航空母舰在战场上的作用进行了大量讨论。当时认为,航空母舰可能需要对抗小型舰艇,甚至彼此进行炮战。虽然很快就放弃了在甲板上安装鱼雷发射装置的想法,但有时会在航空母舰上安装大炮。战列舰上原计划安装的140-150毫米的舰炮在某些情况下被“继承”到了航空母舰上。但这还不是全部:美国和日本都在他们的航空母舰上安装了200毫米的火炮,这可不是开玩笑。美国的列克星敦级航空母舰安装了四座双联装炮塔,而日本的赤城号和加贺号也配备了类似的火炮,虽然配置相当奇怪。

到战争时,这一趋势基本消失了。日本干脆拆除了这些火炮(虽然下方的炮廓仍然保留),而美国则将其替换为127毫米的通用火炮。因此,航空母舰之间并未爆发炮战。实际上,航空母舰的火炮除了用于防空外,几乎只用于偶尔的沿岸轰炸,而不是对抗其他舰艇。尽管在理论上,列克星敦级航空母舰凭借其炮火、装甲和航速,完全可以对抗几艘轻巡洋舰。

加贺号

还需注意飞行甲板的结构。在许多航空母舰上,飞行甲板是加装在舰体之上的,这种设计虽然简单,但效率不高。更好的方法是将飞行甲板直接融入到舰体结构中,英国人从第二艘航空母舰开始就采用了这种设计。美国的列克星敦级航空母舰也采用了这种设计,但随后直到战争结束,他们仍然采用较为简单的设计,即使是在巨大的“中途岛”级航空母舰上。日本人则是在战争过程中才开始采用一体化甲板的设计。虽然这并没有帮助他们赢得战争,但他们的最后一艘航空母舰确实具有相当先进的设计。可惜的是,这艘舰在平地上就爆炸了。

此外,还有几件在两次大战之间没有完善的东西。首先是升降机,即将飞机在甲板和机库之间移动的装置。有时,升降机的数量是复数的,这会带来额外的问题。早期的升降机位于甲板中央,通常是方形(有时是T形)的截面,大小与飞机相当。这种设计的问题在于:如果设计一种更大的飞机,它可能无法适应升降机的尺寸,需要重新设计半艘船。到二战末期,美国人想出了在甲板(和机库)边缘设计升降机的方法,这样就不太会限制升降机上升降物体的尺寸。

USS Midway,升降机用黄色标出。但该舰甚至没赶上二战。

其次是斜角飞行甲板。这种设计理论上可以在不需要多层甲板的情况下同时起降飞机,并显著提高降落的安全性。英国人在二战结束时想出了这个主意,但实际应用是在战后。

今天看来,有些设计可能显得可笑和滑稽,但在一百年前,人们并不清楚如何正确地设计这些东西。因此,设计师和海军将领们在早期探索中经历了大量的试验和错误。

HMS Hermes。看起来也相当体面。

然而,英国人几乎从一开始就直觉地做对了。HMS Eagle(鹰)号是第二艘英国航空母舰,由一艘未完工的智利战列舰改建而成。在这艘船上,英国人发明了岛式上层建筑,这使得观察甲板上的情况成为可能,并将烟囱整合到其中,不再妨碍操作。此外,观察哨被移到上层,从而扩大了视距和雷达覆盖范围。舰上没有不明确的武器和大量令人困惑的甲板。虽然有些小问题,但即使是今天的航空母舰,也与1918年的这艘船非常相似。更重要的是,这并非一次性的经验,同样的特点也应用在了第一艘专门建造的英国航空母舰HMS Hermes(竞技神)号上,该舰在一年后下水。

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