微观航母之飞行甲板

万磁王

原作者：希弦

“飞行第一”原则下的飞行甲板
　　航空母舰，正如其英文原名“Aircraft  Carrier”，是aircraft+carrier的组合，原英文名直译过来也就是“飞机搭载舰”了，这也正是航母与一般水面舰船的最大不同点。所以，满足舰载机的起降作战的需求，是航母整舰设计上的基本出发点和关键点。所以，飞行甲板也就有理由成为航母整舰设计中重要一项。飞行甲板的设置很大程度上影响着舰载机的起降能力，最终也就反映到航母舰载机系统的整体作战能力上。在航母的发展过程中，随着航母平台包括吨位在内的性能指标上的提升，舰载机由活塞时代进入喷气式时代，航母的飞行甲板也同样经历了较大的变化。

虽然战后喷气式舰载机的上舰，使得航母飞行甲板的尺寸面积大幅增加，加之斜角甲板的引入，现代航母有着较大的舰宽和外飘的巨大舷台。虽说这样的实际是满足了舰载机的作战使用需求，但考虑到机动性和水道的通过能力，航母在设计上尽量压缩舰宽、限定尺寸

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　　俯瞰“一战”时期航母的飞行甲板，基本呈现的是长方形，直接贯通航母的首尾舰面，这样的飞行甲板被成为“直通式”。而如今现代航母的斜直式飞行甲板，呈现的是不规则的多边形设计。这种革新性的变化是因为直通式飞行甲板有着突出弱点。直通式飞行甲板限于飞行甲板的长度，前后两个作业区的缓冲距离过短，起飞和降落难以同时进行，影响了航母作战效能的发挥，甚至还会因舰载机的着舰失败冲向舰艏起飞区或停机区造成严重的机毁人亡事故。
　　50年代，英国皇家海军率先提出并验证了斜角甲板，进而使得航母的飞行甲板有了两条跑道，一条通直跑道用于起飞，一条斜跑道用于降落，斜直两跑道相交形成的三角区正好用来停放飞机。这就是现代航母飞行甲板的基本样式。这种斜直两段式设计的飞行甲板可以较好的规避了飞机起降、停放和运行操作之间的相互影响和干扰，提高了甲板作业效率，也使得航母具备了起飞与着舰同时作业的能力。由此也就奠定了当下航母基本构型上的宽大的飞行甲板和巨大的外飘舷台结构。这种基本构型，也正是航母整舰的设计、航母飞行甲板的设计，都在始终彻底贯彻着的“飞行第一”的原则。

Mk.13 Mod.0  IFLOS改进型菲涅尔透镜光学助降系统，在高度设计上就如简图所示针对航母上的“超级大黄蜂”舰载机做了高度上的适配设计，高度为72英寸（1.829米），露出飞行甲板平面的高度仅为0.884米

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　　围绕着“飞行第一”的设计原则，除了看到宽大的飞行甲板和巨大的外飘舷台，在飞行甲板的细节布置上还有着诸多“走心”的设计。为保证舰载机的起降安全，飞行甲板及周围的设施都要严格控制。比如说飞行甲板的任何物体都不能突出，要与甲板水平面成向下15°倾斜的平面；在飞行甲板的降落区，包括菲涅透镜光学助降系统在的任何设施设备所突出飞行甲板水平面的高度都限定在了1.2米以内。飞行甲板左舷上层建筑的形状和布置也应尽量避免在飞机降落时对飞行员产生心理上的压力，对于常规动力航母而言，更要考虑有着各种排气烟道的上层建筑对甲板上部气流的扰动影响，总之，飞行甲板上各种设施的布置都应尽量为舰载机创造最佳的安全起降条件。
　　同时，为便于甲板飞行作业期间舰员们的舰面通行，要在飞行甲板的两舷设置纵向裙廊和过道，以保证在飞行甲板处于作业状态时甲板人员仍能在两舷通行。这些裙廊和过道在设置上自然是必须低于甲板面的，但也要保证甲板作业时在裙廊和过道上的舰员能观察到飞行甲板的情况，便于飞行作业相关的弹射、通信和消防等设备和操作的展开。在舰体的结构上，裙廊和过道一般设置在了飞行甲板和顶楼甲板之间的中间位置上，有着与飞行甲板、顶楼甲板、桅杆、跑道灯以及飞行甲板下面贯穿的全舰通道的出入口。

飞行甲板两舷设置的纵向裙廊和过道除了便于人员的通行外，还设置诸多设备设置，也是甲板人员重要的工作战位

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　　在“飞行第一”原则下，飞行甲板在设计配置上另一同样值得留意的是细节是所涂覆的防滑涂层。航母的各层甲板都会相应的涂覆上涂层，而在这些涂层中尤以飞行甲板的防滑涂层最为重要，最为直接关系到舰载机的出动能力，也是涂料技术上研发难度最大的。在飞行甲板上涂覆的防滑涂层，首要的用途是能够为舰载机在飞行甲板上的起降作业提供足够的摩擦力，保证舰载机起降、转运、停放中的安全性。其次是能够在航母飞行甲板的钢结构表面形成保护层，减缓舰载机着舰时对飞行甲板的冲击力，同时有效降低海上高盐高湿的恶劣环境、舰载机的高温燃气尾流、以及日常各种油料、洗涤剂、酸碱性溶剂等对飞行甲板的冲击、腐蚀和磨损等形式的破坏。

在相对大众通用的防护涂层上，起防滑作用的成分通常是在环氧树脂中适当加入一定粗细的天然氧化物颗粒，起防腐作用的成分是金属锌和铝涂层和聚合物粉末涂层。而航母上所涂覆的防滑涂层，对防护、防腐和抗冲击等方面的性能提出了更高的要求。图为CVN-70“卡尔•文森”号上飞行甲板防滑涂层的涂覆

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　　之所说飞行甲板的防滑涂层是关系到航母舰载机出动能力的一个重要因素，是因为在航母的出海部署和作战期间，应避免频繁修补防滑涂层以免影响飞行作业。为此，对航母飞行甲板的防滑涂层有着更为苛刻的性能要求。按照美国的军标，航母飞行甲板着舰区的防滑涂层要能够承受10000次着舰，最高为15000次。这样也就基本与航母在半年多的海外任务部署期间近万次的航母起降任务相切合。自然，防滑涂层要做到可承受万余次的舰载机着舰时的冲击和磨损，在研发上的难度可想而知。美国海军也是直到2003年，在“杜鲁门”号上试验的“抓牢”防滑涂层，才达到了这一预期理想的性能指标，才不需在航母任务部署期还要对防滑涂料快速修补2-3次，不再需要在进港维护保养中更换近80%区域的防滑涂层。

美航母弹射起飞区，可见甲板涂覆的颗粒感明显的防滑涂层，甲板上的系留孔，以及弹射作业中蒸汽弹射器系统的弹射滑块、前起落架弹射拖曳杆和限位杆

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起飞区中的滑跃起飞甲板
飞行甲板是航母上最大的甲板，所以也是确定航母主尺度的主要依据，更是航母舰载机的主要使用作业面。飞行甲板的各功能区在划分上也是主要围绕舰载机的作战使用为主线来展开的，而舰载机在飞行甲板上的周转流程也就决定了其功能区的总体布局。总体上讲，航母的飞行甲板上最主要的功能区为起飞区、着舰区和停机区。舰载机的使用离不开起飞和着舰，直接关乎舰载机着舰安全的着舰区，就设置在航母舰艉至舰艏侧舷的一段斜角甲板上，设置的光学助降系统和拦阻索以及应急中使用的拦阻网是航母对舰载机拦阻回收的基本设施。同时在美法与中俄的海军航母上，这段斜角甲板着舰区的末端还设置着一或两台弹射器，或3号起飞位，在斜角甲板没有回收任务时还会担负着一定的舰载机放飞任务。

舰载机甲板作业的基本流程示意图

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　　飞行甲板的起飞区位于航母的舰艏部位，主要功能就是通过此阶段的滑跑或弹射，让舰载机离舰起飞，长度一般为从舰艏端向后60～100米左右，大约占据航母三分之一的飞行甲板面积。对于美法两国航母为代表的弹射起飞，在弹射起飞甲板的设置上是大体相同的，只是在弹射器的安置数量上略有差异，弹射起飞甲板也就是在起飞区甲板下安装了蒸汽弹射装置。

美海军的大型航母上为提高舰载机的出动效率，除了在舰艏设置弹射起飞甲板外，在舰艏着舰跑道的末端设置2台蒸汽弹射弹射器，兼顾了舰载机的弹射方法任务

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　　对于起飞区甲板的设置，因航母舰载机起飞方式的差异也就有着很大不同。而舰载机起飞方式上的差异，直接决定了航母的综合作战能力上的差距。直观上来看起飞方式直接影响着舰载机的起飞效率，从而使舰载机在空中集结编组所需的时间不同。同时，由此造成的飞行甲板结构上的不同，影响着甲板停靠飞机的数量，最终决定了一波次出动飞机的能力不同。起飞方式的这种差异更为深层次的是，决定着舰载机起飞离舰时武器和燃油的挂载能力。毕竟起飞效率和出动能力是还可通过甲板作业上的优化得以一定程度上的弥补，但限于起飞方式所决定的舰载机离舰时的最大起飞重量是注定无法改变的物理定律。

采用滑跃起飞甲板的辽宁舰，其起飞甲板的长度比弹射起飞甲板的长度略长，一定程度上占用了停机区的甲板空间，使得飞行甲板能够停放的舰载机数量大为减少，进而影响了舰载机的出动率。比如说综合各方面信息来看辽宁舰飞行甲板可同时运作的舰载机数量可能只有12架（1、2号起飞位2架，舷侧升降机上的2架，停机区8架）

　　对于如俄海军的库兹涅佐夫舰和我国海军辽宁舰这般采用滑跃起飞的大型航母而言，放飞的苏-33和歼-15“飞鲨”舰载机势必要在武器载荷和燃油载荷之间做以一定的取舍，这最终限定了二者作为重型舰载机在作战半径（航程）和武器挂载能力上优势的全面发挥。所以从航母的整体战斗力和舰载机的使用效率、性能的发展角度而言，弹射起飞较于滑跃起飞有着全面优势，是更为理想的起飞方式。

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　　但各国在航母的发展历程上都不可能是理想的直接选择最佳的方式，都要综合考虑自身的技术能力和国防预算等方面因素。毕竟从航母的舰体结构上来看，滑跃式起飞甲板不需要更多的技术支持，简单耐用；而弹射起飞甲板则涉及飞机弹射的设计，以及弹射器与起飞甲板的结合，技术难度大，且需要更多的维修保养。所以选择适合自身的舰载机起飞方式，发展适合自身发展阶段和能力需求的航母，是各国最现实的选择。所以说滑跃起飞甲板作为开创式的舰载机起飞方式，为航母的舰载机提供了一种性能与成本颇为平衡的起飞方式，成为多国海军在航母发展上重点考虑的方式。

舰载机在航母上的成功滑跃起飞，除了需要舰艏的滑跃甲板，更需要翻转式机械制动轮挡的辅助。舰载机进入起飞阵位后制动轮挡升起挡住两个主机轮，使舰载机在原地打开加力、不断提高发动机的推力功率。当达到最大推力后制动轮挡快速放下，舰载机得以以最佳的离舰速度从舰艏滑跃甲板跃升、起飞

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　　在俄罗斯、中国、英国、意大利、西班牙、泰国和印度等国海军使用滑跃起飞的航母中，滑跃起飞甲板的设置上又可进一步细分为整体滑跃甲板和部分平台式滑跃甲板。整体式滑跃甲板，也就是航母的滑跃起飞甲板的宽度占据了整个舰艏的甲板。以我国海军的辽宁舰为例来看，整舰的艏部都是作为起飞甲板而设计的，起飞跑道105米的1号、2号起飞位正好位于斜角甲板着舰区和舰艏起飞区的边界出，而195米的3号起飞位深入斜角甲板着舰区域，大致处于降落跑道一半的位置。这3条起飞跑道在舰艏前端交汇，上翘的舰艏起始部分略带弧形过渡，采用14°的斜升角，在保证了具有良好短距起飞性能的舰载机滑跑上这段斜坡后实现滑跃起飞的同时，又能使舰载机的结构载荷保持在极限范围内。

部分平台式滑跃甲板的设计，是发端自英国海军