航母的艦體結構概述

【艦船知識04】航母的艦體結構概述

航母艦體的發展過程　　

　　航母是一種以艦載機為主要作戰武器的大型水麵艦船，航母平台的結構形式是一座海上機場。機場首要的條件應具備飛機起飛和降落的跑道。原始的跑道是在艦艏甲板上鋪設木製磚，後來的跑道發展成架設在船體主甲板上的平台結構，它隻承受飛機的起降載荷，與船體的總強度關係不大，所以強力甲板仍然是船體主甲板。從英國在一戰中改裝的“百眼巨人”號航母的外形上，可以看到飛行平台是靠支柱和桁架結構支撐著的。

　　一戰中，美國電把“木星”號運煤船改裝成第一艘航母“蘭利”號，其冰行平台的後部坐落在尼樓上，而大部分的甲板則用桁架結構支撐著。飛機都停靠在甲板上，甲板下除了支撐結構外，還保留著煤艙的艙口蓋。經過進一步改進，又把飛行平台下的艙室設置成停放飛機的庫房，這種結構被稱為“開式機庫”。機庫甲板仍是船體梁的強力甲板，而飛行甲板則由橫向框架支撐，以承受飛機載荷和扭轉彎曲的作用力。

　　隨著航母的不斷改進，為了安全地存放攜帶的飛機，後來又把機庫外側板封閉起來。這樣，封板便成為艦體舷側的延伸部分，飛行平台真正過渡為飛行甲板，並且已成為承擔船體總強度的強力結構。美國戰後建造的“小鷹”號就是典型的全封閉航母，機庫也是閉式機庫。

　　二戰後，噴氣式戰鬥機上艦，使直通式跑道不堪重負。英國海軍把直通式飛行甲板改為斜角式飛行甲板，將起飛和降落的跑道分為兩個獨立的區域，這樣的改動就將飛行甲板的最大寬度比水線麵寬度擴大了一倍。以美國“尼米茲”號航母為例，它的水線麵寬度為40．8米，而飛行甲板的最大寬度達72．8米。這種兩舷極度外飄的外形就形成了航母特有的舷台結構，加上設置在中線麵的升降機改放在舷側，使飛行甲板結構變得更為複雜。

　　由於大量的航空艙室需要布置在飛行，甲板附近，也考慮到飛行甲板結構的強度，現代航母在飛行甲板下麵設置了一層被稱為“吊艙甲板”的結構。這種雙層組合結構為大跨度的機庫提供了堅固的頂棚。

　　航母抵禦敵方攻擊的能力很強，它不但具有各種各樣的主動防禦武器，而且還有很強大的自身防護係統。在結構防護上，中、大型航母的舷側都設置了若幹層空艙或液艙，用於抵禦魚雷和導彈爆炸所造成的破損。大型航母的防護艙一側多達五六個，船體底部電設置3層底，形成了水下防護結構。其中防護壁的強度和厚度也是卜分特殊的，在二戰期間，艦船的裝甲厚度可達127～190毫米。美國航母的飛行甲板和機庫甲板在重要的艙室上部也進行了裝甲加強，防護甲板可防禦從空中攻擊的炸彈爆炸時對重要艙室的破壞。

　　另外，彈射和攔阻等特種裝置的加固結構、舷側機庫大門及升降平台的加固結構、島式上層建築的固定結構、4軸4槳的附體支撐結構等都是航母所特有的結構形式。

　　相應地，航母的建造過程也有它的特殊性。由於航母具有巨大的左右舷台，在建造總裝時應該先完成主船體，後安裝舷台。另外，舷側防護結構的加工和裝配、為設置彈射器的近百米的甲板槽型開口施工、攔阻裝置的定位安裝、機庫大門和升降平台酌安裝、蒸汽動力裝置或核動力裝置的安裝、島式上層建築的整體吊裝等都是航母特有的建造工藝。

　　航母總體布置和艦體結構

　　航母的結構與其他水麵艦船相比，由於其作戰性能的特殊性，所以在設計和布置上有很大的不同，其總體布置和船體結構主要有如下特點。
　　
　　船體分層布置　　

　　航母的內部分層可以根據艦的大小來確定，對於大、中型航母的主船體一般可分成10層左右，上層建築一般有7層左右。具體結構可見美國某航母剖麵圖。

　　航母的艙室布置　　

　　航空母艦主要的作戰武器是艦載機，因此除了寬大的飛行甲板能滿足艦載機的起降之外，還要有龐大的機庫以及用於飛機的維修、油料供應、彈藥儲備、人員工作和生活酌艙室，所以航母的艦體內布置有相當數量的艙室。以美國“小鷹”號航母為例，全艦共有1500個各種用途的艙室，其中人員居住艙室有150個左右，艙室總麵積達8200平方米左右。通道約140條，彈藥艙120個，各種油水艙和隔離艙900個左右，機艙和操控室有57個，儲藏艙150介左右。全艦共有通風空調艙室470個，通風管的總長度達32萬米，全艦的電纜長度達68．57萬米。

　　航母艦體內的艙室布置按甲板層序分大致如下：首層為飛行甲板，主要分為降落區、起飛區和待機區；第2層為吊艙甲板，首部主要布置彈射汽缸和附屬設備，中部是飛行員住艙和食堂以及戰鬥值班室，尾部布置有阻攔裝置及其附屬設備；第3、4層甲板中部是機庫大開口，兩舷設置了維修人員和雷達人員的：住艙，首部為錨鏈艙，尾部為係纜裝置艙；第5層甲板是機庫和附屬艙；第6層甲板為飛機修理場；第7層甲板為士兵艙和生活艙室；第8層甲板為食品庫和行政辦公室。8層甲板以下3層主要設置機艙、發電機艙、彈藥艙和航空燃油艙，底部及舷側設有動力燃油艙。　
　
　　寬廣的飛行甲板　　

　　航母的飛行甲板要有可供飛機起飛、降落和調運的作業場地，所以甲板的麵積要足夠大，美國的大型航母的飛行甲板總麵積可達1．5萬—20萬平方米。由於3個區域的功能不同，所受的載荷也各不相同，同樣的結構設計也要求各有其特點。起飛區安裝有近百米的彈射汽缸，所以起飛甲板就得開有特長糟口，槽口的箱體下麵有連續的支撐結構。對於滑躍式的起飛甲板來說，跑道區域的甲板必須考慮由飛機在斜升跑道上所作用的輪子載荷。為了阻擋飛機起飛的燃氣流，甲板設置了可起伏的偏流板和冷卻水管，由此甲板開有4．5米×11米的大開口，開口角隅的大小需用特殊的計算方法確定。降落區的甲板要受到飛機的著艦衝擊，在降落跑道允許的範圍內必須要加大甲板的厚度和構架的密度。在待飛區內要考慮飛機調運時的輪載作用力。大型航母的飛行甲板還要作為機庫的防護裝甲層，所以飛行甲板需要成倍的加強。按常規設計飛行甲板時，還得計算風浪和雨雪等的作用力。　
　
　　巨大的舷台結構　　

　　航母在左舷鋪設了降落跑道，右舷又設有升降平台和島式上層建築，這造成飛行甲板比主船體寬一半以上，所以在主船體的左右舷應加裝巨大的舷台。舷台的甲板是飛行甲板的延伸部分，舷台的外板斜撐在機庫甲板下麵的第6甲板上。設計舷台結構時要計算舷台的自重、甲板麵所受的飛機載荷以及外飄舷台所受的波浪衝擊載荷。舷台在機庫大門區域布置有升降平台大開口，開口的角隅處也需要作專門的加強。因為升降平台的傳動裝置就安裝在平台的兩側，這會使該處的結構受到很大的平台提升載荷。舷台結構是航空母艦一項重要的、有別於其他水麵艦艇設計的特殊結構。　
　
　　無柱的機庫　　

　　中型航母可攜帶40～50架飛機，大型航母則攜帶80～90架飛機。因此航母儲存飛機的機庫也是巨大的，美國的大型航母的機庫總麵積可達6000～7000平方米。其中用防火門將機庫分成兩三個分機庫。由於飛機出入機庫要進行調運，所以這麽大的機庫不能有任何支柱阻擋。沒有柱子的支撐，就得依靠頂部的大跨度結構支持。另外，由於機庫頂部是強力甲板，它必須承受船休在總縱彎曲時所產：生的拉壓作用力。所以在飛行甲板下的吊艙甲板可以與飛行甲板組成雙層組合結構，它與機庫兩側的雙層縱壁形成巨大的箱形結構。

　　碩大的動力機艙　　

　　航母的動力係統一般采用4槳4軸設計，4套蒸汽輪機裝置和8套鍋爐裝置占據著碩大的空間，安裝這些裝置的基座結構以及用於減振裝置的結構是十分複雜的。而機艙頂層的甲板到雙層底有3層甲板的高度，由頂層的8甲板上部所傳下的8層甲板的合力是巨大的，要支撐這麽大的合力，電隻能采用諸多粗大的支柱或特殊的隔壁。機艙位於水線以下，由於它是全艦的動力源，是保證艦的生命力和戰鬥力的重要艙室，所以機艙區域的兩側設有裝甲防護艙予以防護。

　　 資料參考：《海事大觀》