从航母维克拉马蒂亚号的甲板改装看俄航母设计特点及舰岛后方桅杆作用

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导读:声明:本文非我个人原创,之前本人对俄罗斯为印度改装的“维克拉马蒂亚”号航母很感兴趣,不清楚舰岛后方的桅杆起什么作用,在超级大本营论坛上拜读了此篇文章,觉得有必要转发过来,以飨各位铁友。第一次转发这种穿插图片的大文章,不足之处请大家见谅。特地向本文作者致以感谢! 从印购俄航母的甲板改装看俄航母设计特点 博客:Marvel星の无敌舰队 印度与俄罗斯的航母交易就像8点档的肥皂剧一样充满悬念与惊奇,其中夹杂着跌宕起伏的恩爱情仇。几度涨价风波,让外界对印度这艘新航母喜剧性的剧情变化充满了兴趣,很多军

声明:本文非我个人原创,之前本人对俄罗斯为印度改装的“维克拉马蒂亚”号航母很感兴趣,不清楚舰岛后方的桅杆起什么作用,在超级大本营论坛上拜读了此篇文章,觉得有必要转发过来,以飨各位铁友。第一次转发这种穿插图片的大文章,不足之处请大家见谅。特地向本文作者致以感谢!

从印购俄航母的甲板改装看俄航母设计特点

博客:Marvel星の无敌舰队

印度与俄罗斯的航母交易就像8点档的肥皂剧一样充满悬念与惊奇,其中夹杂着跌宕起伏的恩爱情仇。几度涨价风波,让外界对印度这艘新航母喜剧性的剧情变化充满了兴趣,很多军事评论家似乎并不看好这笔交易,也不看好这艘战舰的威慑力。本文并不想介绍这艘航母的全部,仅以其飞行甲板的设计变迁来剖析这艘跨越世纪、跨越国际的战舰改装工程。从这艘战舰的历次设计变迁中,我们能够清楚地看到俄罗斯不同于常规的短距起飞拦阻降落技术的日益成熟,设计手段更加理性和先进。正是有了这样的技术进步,才给被西方垄断的航母技术打开了一线天窗,为所有有海洋梦想的国家找到了另一条发展航母的途径。

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普京的精明

普京1994年访问印度时突然提出将“戈尔什科夫”号航母“免费”赠送给印度,震惊了全世界。表面上看,这似乎是普京用来推销俄系列飞机和挽救其岌岌可危的军事工业的商业嘘头,或者是用来提升俄罗斯国民信心的政治手段,但实际上,普京的这个突然举动并非一时头脑发热,而是经过深思熟虑后才做出的。

1990年,印度向英国寻求未来航母的可能性,希望能在1995年以后购买一批英国计划退役的“海鹞”式战斗机,同时购买即将在1998年退役的“无敌”号航母,以替代准备退役的老航母“维克兰特”号(这艘航母1989年以后就已基本失去战斗力,常年在港口进行维护)。英国在1992年正式拒绝了印度的要求,因为CVF计划的延迟以及F-35B计划的调整,使得“无敌”号航母需要延寿服役到2010年以后,所以不可能满足印度的需求(注:由于经费不足,“无敌”号于2005年8月旧退役,比原计划提前了许多)。无奈之下,印度将目光投向俄罗斯,希望可以购买“瓦良格”或者“库兹涅佐夫”号,但俄罗斯海军当时确实没有什么合适的军舰可以销售给印度——“库兹涅佐夫”号在1992年还没有正式形成战斗力,俄罗斯海军自身还将其当作旗帜般宝贝着,失去它等于失去航母舰队的整个发展方向,因此绝对不可能出让给印度;而建造了75%的“瓦良格”号倒是一个必须要解决的问题,因为这艘航母当时正停放在乌克兰尼古拉耶夫船厂,而乌克兰政府宣称该航母是他们的财产,希望俄罗斯政府支付这艘航母前期建造的费用(约12亿美元),并为后续的建造提供约10亿美元的工程费用。这个官司在两国政府间纠缠了好几年,很多原来为这艘航母提供设备的工厂都因苏联解体而破产、关闭或转行,还有很多设备供应商在波罗的海三国以及白俄罗斯等国家。很显然,俄罗斯己经没有能力将这艘航母继续建造完成,印度的希望又破灭了。但就在这个时候,俄罗斯海军的萎缩让苏联时代建造的几艘“基辅”级航母面临退役的命运—“基辅”号、“新罗西斯克”号、“明斯克”号在1990年到1992年间陆续退役,严重缺乏费用的海军将这些军舰按照废旧钢铁的价格处理给西方的拆船厂,而中国则通过多次转手获得其中的“基辅”号和“明斯克”号,并将其改建成主题公园。至于唯一在役的“戈尔什科夫”号,俄罗斯原打算保留自用,但是经费的缺乏让该航母严重缺乏保养,而一场意外的火灾又烧毁了它的大部分主动力系统和一些内部舱室,必须进行一次耗资数亿的大修才有可能让这艘航母再次发挥作用。然而,当时的俄罗斯海军连办公室的电费与士兵的工资都无力支付,根本不可能有钱来大修这样一艘大舰,于是俄罗斯海军萌发了将其处理掉的念头。

老古董航母——维兰特号和海鹞战机

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普京是一个了不起的政治家,他敏感地意识到拆卖废铁的军舰对国家毫无意义,这艘外形很完整的航母应该还有更高的残留价值。事实上也是如此,“戈尔什科夫”号舰体建造时正逢苏联航母设计从混合型转向专用型的阶段,负责总体设计的涅瓦设计局在原“基辅”级的舰体与动力结构的基础上研究过多个纯航母的设计草案,其中大部分设计方案与传统“基辅”级的差异有98%以上集中在飞行甲板和机库甲板,甚至研究过在“戈尔什科夫”号中期大修时直接改装成接近“库兹涅佐夫”号那样的纯航母。这些工作在苏联时代都留有完整系统的正式图纸,并做了大量的实验和研究工作。普京咨询了设计局与造船部的官员,他们都认为可以用较小的代价让这艘航母复活,并与“库兹涅佐夫”号保持相似的航空系统。得到专家的支持后,普京给印度的提议依据的是一份4000多页的详细计划书,他邀请印度专家对这艘航母以及“库兹涅佐夫”号进行访问考察,并邀请印度海军派遣飞行员到“库兹涅佐夫”号上参与飞行训练。

俄罗斯意外伸出的橄榄枝让印度心动不己,而且俄罗斯提出的报价比印度对未来航母系统的预算要低得多,同时还附带解决了印度航母上舰载机性能过于低下的问题,俄罗斯提供的米格一29K远远优于“海鹞”式飞机。因此在经过大约6个月的紧张磋商后,俄罗斯与印度达成协议:印度同意支付8亿美金用于改装“戈尔什科夫”号航母,另外支付16亿美金订购28架米格一29K战斗机(注:印度还将支付7700万美金用于建造两架全新的米格一29K战斗机,用于航母的适航与飞机的现代化改进)。1996年,“戈尔什科夫”号航母被拖入北德文斯克的Sevmashpredpriyatiye船厂进行改装工作。至此,俄印实现了双赢一一俄罗斯成功处理掉一个大包袱,减少了费用支出,并获得一项向俄企业投入超过20多亿美元的巨额合同,而印度则获得一个完美的未来航母发展战略,并以比建造一艘新航母低大约60%的费用获得了一艘顶尖水平的中型航母,可以说双方都心满意足。

商业博弃背后的技术抉择

俄印航母交易中最值得关注的是俄提供给印度的舰载机并不是俄海军使用的苏一33重型舰载战斗机,而是还没完成试验、且在1992年俄海军竞标中败北的米格一29K中型舰载战斗机.有些观察家认为俄罗斯此举可能是为了控制航母技术的扩散,不提供威力过度的武器,避免引起地区武力失衡;还有人认为这是普京的平衡手腕—苏霍伊设计局获得了俄罗斯空军和海军以及中国、印度、越南、埃塞俄比亚等国的订货,而米格设计局则濒临破产倒闭的边缘,俄罗斯为了挽救米格设计局才极力向印度推荐米格一29K。事实真是如此么?工程师们给了我们另外一个答案:不是俄罗斯有意控制,而是技术上不得不作出这样的选择。

“戈尔什科夫”号设计之初是按照“基辅”级的航空系统来构建整个航母结构的,而“基辅”级的标准舰载机—雅克一38M垂直/短距起降战斗机最大起飞重量只有11吨,降落重量仅有8吨,起落架对甲板的冲击不到4. 5米/秒。作为“基辅”级的最后一艘,“戈尔什科夫”号原计划在90年代中后期更换苏联新一代超音速垂直/短距起降战斗机雅克一141,因此结构上也考虑了可以使用最大起飞重量约20吨、降落重量约15吨、起落架冲击4. 5米/秒的舰载机。但如果更换为“库兹涅佐夫”号的航空系统模式,也就是采用最大起飞重量达到32吨、降落重量达到24吨,垂直冲击速度达6. 1米/秒的苏一33战斗机,那么将远远超过舰体结构和甲板承力设计允许的上限。涅瓦设计局的设计师们经过计算发现,如果要把“戈尔什科夫”号的结构增强到“库兹涅佐夫”号的水平,改装费用和时间都会增加30%以上,且需要全面进行结构施工,比重新造一艘新舰还麻烦。而米格一29K在苏联时代已经完成了约95%以上的航母飞行试验,其最大起飞重量不超过22. 4吨(飞行试验时不超过17. 7吨),降落重量13. 3吨,垂直冲击大约为6. 1米/秒,尺度和重量与原设计的雅克一141 (19. 5吨最大起飞重量,15. 8吨降落重量)很类似,对甲板的冲击在设计强度范围内,只需要小幅度的改进就能满足使用,对成本的影响可以承受。因此,俄罗斯建议印度采购米格一29K,并承诺其与印度空军装备的100多架米格一29A/SD有大量的零件可以通用,有利于减少成本。印度欣然接受了俄方的建议,这不只是俄罗斯宣传的功劳,更重要的原因是印度海军认为俄罗斯提供的米格一29K在技战术性能上远远超出了其原先对未来舰载机的期望。例如米格一29K的飞行速度可达2. 1马赫,而印度自研的未来舰载机NLCA仅有1. 6马赫;再如米格一29K的留空能力几乎是NLCA的2倍 (150千米任务半径)。另外,选择米格一29K或苏一33,还牵涉到印度自行设计的航母。就当时的设计方案,印度的国产航母还没有脱离轻型航母的范围,排水量不大于2. 8万吨,使用米格一29K这样大小的飞机还可以接受,像苏一33这样的重型舰载机无论如何都是不可接受的。当然,印度海军不是完全认同俄罗斯的推荐,而是对米格一29K提出了一些新要求,比如更好的飞行稳定性,更好的航电系统和武器系统,更大的起飞重量等。为此,印度另外向俄罗斯米格设计局支付了约2亿美元的研制费用,用于整合更先进的西方航电设备和俄罗斯最新的导弹武器。

Su一33

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飞行甲板布局的设计演进

航母设计技术中最为精华的部分就是飞行甲板的设计,尤其是不依赖弹射装置的短距起飞/拦阻降落模式的航母,甲板设计和布局直接影响着航母的整体运行能力和战斗潜力。与1950年开始成熟的常规航母相比,短距起飞/拦阻降落技术发展只有大约20年左右的时间,没有经历过较多的工程实例和使用验证,设计的优化还完全依靠设计师的设计能力和思维水平。西方应用短距起飞主要是配合垂直降落系统使用,和苏联模式没有相互借鉴的意义,而美国公布的70年代末到80年代中期发展和验证的短距起飞/拦阻降落模式的航母资料都经过处理,要么非常粗糙,要么过于前卫。前苏联为了发展不受弹射器限制的航母技术,在1982~1989年间投入了巨大的人力物力,组织了上千架次的起降试验,参与试验的飞机包括米格一23,米格一27、苏一25、苏一27、米格一29等。1982年,前苏联造船部门提出第一份以1143船体为蓝本的设计方案。

这个名为1143. 4. 2的改进设计方案与1143“基辅”级航母前甲板上堆满重型武器大不相同,采用了全通的飞行甲板,舰体中后部甲板宽度大幅度增加,布置了一长一短两个起飞点,并有斜角降落甲板和拦阻索。值得注意的是,这个设计方案没有采用当时正在发展中的跃飞甲板技术,一舰载机还是以雅克一141为蓝本,只是具有了起降低速固定翼飞机的能力。这个方案的设计背景是:第一条蒸汽弹射器已经运行了约20次,距离研制成功大约只需要2~4年的周期;米格一23A舰载机己经完成研制,试验用的米格一23LL已进行了约200小时的起降试验,为研发舰载机提供了试验数据;更先进的米格一29也已开始试飞—苏共中央已经同意米格设计局的要求,直接用米格一29K替代米格一23A作为舰载机。米格一29K在最大设计重量(17. 7吨)时滑跑距离不超过300米,在航母上有甲板风时能够在不足200米的距离内正常滑跑起飞,不用借助弹射器和跃飞甲板。不过,1143. 4. 2的设计还是比较保守,仍然未敢轻易放弃苏联海军传统的重型反舰武器((6座双联SS-N-12重型反舰导弹及其专用的装填吊车被安置在右舷的延伸岛上面),但大型舰队区域防空导弹被取消了,只保留了1143. 4. 1上面为数众多的SA-N-9近程防空导弹。

尽管1143. 4. 2方案较为粗糙,但已经建立了基本的设计,即在“基辅”级舰体和岛型建筑的布置位置相对固定的基础上,明确了甲板和跑道的基本布局,斜向降落跑道和反斜向交叉的长起飞点设计构思基本成形。不过,1143. 4. 2方案存在一个很大的问题:“基辅”级的水线构型设计中,设备重量分布基本均衡,而1143. 4. 2方案在基本保持“基辅”级的水线构型基础上,拆除了航母前部甲板的大量武器和设备,使得舰体前部重量载荷至少减少了4000吨以上,而舰体中后部分不仅增加了导弹设备,还大大拓宽了甲板宽度,增加了飞机等设备的摆放,后部载荷增加不小于3000吨,设备重量分布变得不再均衡。此外,1143. 4. 2方案将甲板加宽也导致横摇的稳性下降。如果按照1143. 4. 2方案来建造新航母,那么纵向载荷不均匀和横摇稳性问题可以通过设备和分舱调配的方式来平衡,但是用该方案来改造一艘老航母就不容易解决纵向载荷不均匀和横摇稳性的问题了。为此,涅瓦设计局又提出了一个简化的设计草案,尽量不动甲板轮廓线,仅为必需设备少量添加甲板外挑部分,保持原有稳定性和舰型。这个设计成本低,见效快,对甲板和舰体改动小,需要增加的结构不多,工程量也最小,没有改变“戈尔什科夫”号修长而狭窄的舰首,只是直接堆叠上15度跃飞甲板,设计一个两点串列起飞跑道。

最初俄罗斯向印度推荐的方案就是这个简化的、名为1143. 4. 6的设计草案。不过审核发现这个设计也有许多弊病:第一个缺点是起飞跑道经过主升降机(尽管只是长点时才有)有较大的危险性,起飞时容易导致偏航(在有弹射器导引时,偏航没什么大不了,但对自由滑跑来说,偏航却是很严重的问题。一旦升降机出现故障或有操作,会严重阻滞起飞的操作)和爆胎:第二个缺点在于必须改动后升降机的位置给拦阻索让位,改动后的后升降机处于降落区的引段,此位置有大约13%左右的复飞会碰撞到它,这不仅要求升降机随时进行刚性闭锁,同时要求升降机有数百吨的耐冲击和承载能力,这显然是危险而难以实现的。第三个缺点是这种布局虽然对于出动和起飞非常便利,一次最大可以连续出动超过巧架固定翼飞机,但它却是飞行员的噩梦,因为这种布局前甲板空间狭小,降落时前甲板停机区最多只能容纳5~6架飞机,并且由于主升降机的位置,而不可能实现飞机降落后快速送入机库,也就是说航母单波最大出动架次不超过6架。以常规航母携带飞机数量来说,一般只需要携带发动两波次出动的飞机就可以了,也就是说这种布局的最大载机数被限制在12架—对于一艘4. 5万吨的航母来说,这个载机数量有点太少了。俄罗斯最初的宣传称改进过后的航母可以载机16~22架,显然这种布局没有达标,而印度人航母运行经验丰富,很快就发现了设计的问题,因此这个方案被放弃。

印度此时深感改装一艘航母并不容易。鉴于设计方案主要来源于涅瓦设计局,因此印度人邀请涅瓦设计局担任航母改装工程的主要监理和技术咨询服务,并在改造费用之外支付了约2000万美金,用于请涅瓦设计局提供新的完整的施工图纸。与此同时,印度还花费22万美金聘请DCN的设计顾问对设计草案进行技术审核。

印度的积极努力是卓有成效的,在涅瓦设计局的主持下,新的设计方案只用了不到20天就出台了。该设计方案更加细致和贴切,它基本不改动“戈尔什科夫”号航母原有的升降机和岛型建筑,将跃飞甲板向前挑出约8米,降落甲板向后延长约2米,起飞区也加以延长,新起飞跑道长度超过195米,这适合在印度洋高温度、高湿度的运作条件下使飞机储备起飞动能;左舷增加的甲板面积是考虑横摇稳性的极限下增加的最大面积。为了照顾起飞的跑道方向和人员操作,甲板增加的宽度作了一个很巧妙的修型,保证有足够的操作空间,斜角甲板的降落跑道被向左侧移动了一点距离,让开前面的主升降机,可以确保相互间的操作无干扰。右舷甲板也加宽了,增加了舰岛前的甲板空间(做法是把原来的舰岛建筑拆到最大底线,然后向右舷加宽甲板),这个设计主要是为了避免前案中降落回收停机数量过低的问题。岛后甲板加宽则是为了让停机整备区的飞机与后升降机的工作互不干扰,还可以增加一架飞机的摆放位置,提高出动架次率。最终完成的设计方案比俄罗斯早先向印度承诺的战斗能力还要优越,可以在机库中存放14架米格一29K战斗机和6架直升机,并能在飞行甲板上永久性存放12架米格一29K和4架直升机,全舰最多可携带飞机数量达到36架,高密度时能达到40架,而最初俄罗斯向印度承诺的是32架飞机。很明显,这种改装相当于将“戈尔什科夫”号的战斗力提升了20%;单次最大出动率从7架战斗机提高到13架,最大攻击能力提高近83%:甲板使用效率基本达到法国“戴高乐”航母的水平。对于一艘改装航母来说,这已经是一个非常了不起的成绩。

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除此之外,涅瓦设计局还大刀阔斧地拆去了“戈尔什科夫”号的大部分上部结构、约22. 1%的下层甲板舱室、部分原设计中的装甲带以及一切不必要的电子设备和内部线缆(航母的主要战术性能应该由飞机来实现,装备过于复杂的系统不一定有效),仅仅保留了2~4个近程反导拦截系统的位置以及基本的导航雷达和电子战设备的安装位置。经过这些改装后,“戈尔什科夫”号(也就是现在的“维克拉马蒂亚”号)的人员编制从原来的1635人下降到1200人(注:人员的减少就意味着费用的减少)。

目前,俄罗斯在结构方面的改进工作己基本完成,进入了设备安装和调试阶段。俄罗斯有专门的网站对这个项目的进度发布了详细的照片,许多技术细节慢慢浮现,外界也开始对这艘航母进行仔细的观察和审评了。

“维克拉马蒂亚”号飞行甲板设计的奥妙

“维克拉马蒂亚”号是“戈尔什科夫”号现代化改进的成果,虽然仍然受到原有“基辅”级航母舰体基本布局的限制,但由于其技术发展是在“库兹涅佐夫”号之后进行的,是吸收了“库兹涅佐夫”号运行经验和教训的最新一代设计成果,因此在原甲板面积较小、飞行通道较少的情况下实现了更高的航空运作效率,而且甲板的设计能力和对航空母舰实际运作的理解都更加深刻和实用,这标志着俄罗斯在短距起飞/拦阻降落的航母设计方面逐渐走向成熟。如果说“库兹涅佐夫”号的设计还有着浓厚的美国常规航母甲板布局的色彩,那么“维克拉马蒂亚”号己经开始走向完全独立优化的发展道路。

“库兹涅佐夫”号

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在1143. 4. 2~1143. 4. 6诸多设计方案中,舰首的设计都打算基本维持原有的舰型结构,但是“维克拉马蒂亚”号的最终设计却在这个部位作了相当大的改动。原来“戈尔什科夫”号的前甲板在舰体1/3处大约90米长度的地方有一个上倾角,舰首狭长高大,最高点与甲板水平线高差可达3. 4米,而新设计的15度跃飞甲板长度只有52米,高度接近6米,必须对整个岛前建筑和甲板进行大拆除和重建,需要拆至第三层甲板,并重建整个飞行甲板和第一、二层甲板。前甲板区域的工作量占整个结构改装的70%左右,大约拆下5000多吨结构材料,重新布设的甲板和舱室用去接近4000吨钢材。原舰首顶端甲板宽度只有9. 1米,而新舰扩展到17. 6米,较宽的斜板可以为飞行员提供较宽松的起飞条件,允许一定程度的滑跑偏移,有助于减轻飞行员起飞时的神经紧张,减少起飞事故率,同时较宽的跃飞甲板也是设计多条起飞通道的必要条件。“维克拉马蒂亚”号的跃飞甲板顶端在原舰体上向前悬挑出大约8米,这个设计不仅延长了全舰长度,延长了起飞跑道长度,而且还是为了将斜板起弧度的起点向前移动,希望能在斜板与降落斜角甲板间形成尽可能大的平坦区域,用于提高降落时甲板的陈列能力(跃飞甲板的前移使舰岛前形成了一块长约50米、宽约38米的巨大平坦的停机坪,可以容纳9-13架飞机的停放)。

“维克拉马蒂亚”号的斜角甲板长达200米,是飞行甲板上最大最重要的一部分。其实斜角甲板在“戈尔什科夫”号原先的设计上也有,但是原舰斜角甲板的布置不一定能满足现设计的要求。“维克拉马蒂亚”号使用的固定翼飞机是翼展11. 99米的米格一29K,根据设计原则,降落跑道内线宽度只需要14米、外线16米就能满足要求,“维克拉马蒂亚”号斜角甲板设计宽度小于“基辅”级上的设置,但斜角较原设计略大,斜角甲板基本是让外线从舰尾甲板右侧起,贴着舰体中部主升降机的边缘沿线,这种设计的好处主要是使降落跑道和前升降机间不形成交叉干扰,升降机的升降不会对降落操作形成破坏性影响。降落跑道向右靠能够使降落拦阻索的碰撞点尽量接近舰体中线附近、利用舰体中央部分横摇纵摇升降幅度小、倾斜角度小的特点提高降落的成功率,并可在左舷留一条通道,供甲板操作人员和部分甲板设备使用,最重要的是左舷甲板宽度增加,可以增设一块不受降落操作影响、同步进行的起飞操作区。

“维克拉马蒂亚”号起飞跑道和起飞点的设计与“库兹涅佐夫”号相比更加简单。根据印度海军操作“海鹞”式战斗机和“维兰特”号的经验,尽管“海鹞”式飞机可以在起飞重量不同时在不同的起飞点进行操作,但实际上海军飞行员和甲板调度员都认为这样过于复杂,容易因操所失误而在起飞时引起安全事故。在实际操作时,只要不是要求特别大的出动率,总是采用最安全的起飞位置进行起飞操作(几乎98%的“海鹞”都是在这种状态下起飞的),因此印度海军并不赞同俄罗斯海军在“库兹涅佐夫”号上的做法(“库兹涅佐夫”号把起飞重量按照正常和超重两个状态,正常起飞重量的飞机允许从前列的两个起飞点起飞,而超重状态的飞机则只允许在后起飞点起飞)。印度海军认为,如果飞机仅仅执行简单的作战任务,那么几乎都会以正常起飞重量起飞,但是往往需要飞行更长的时间,以实现持续的空域警戒。所以印度海军“海鹞”战斗机大约50%的飞行任务都超过了正常起飞重量,只有约22%的飞行任务采纳了正常起飞重量,这和陆地飞机80%以上的飞行任务都是正常起飞重量的任务分布完全不同。因此,经过分析,“维克拉马蒂亚”号上设计了一个常规的长起飞点,这个起飞点是第一起飞点,正常情况下所有的飞机都必须通过这个位置进行起飞操作。第一起飞点设计在左舷,一块刻意增加的悬挑甲板构成一个狭长的起飞区,起飞跑道反斜向交叉通过降落跑道,长度约195米。“维克拉马蒂亚”号的起飞区起始点和整备区不像“库兹涅佐夫”号那样深入降落跑道中,它的折流板和挡轮器都设计在红线安全区以内,在准备起飞的过程中,除操作人员可能需要进入降落跑道外,基本可以做到与降落区无交叉干扰,能够实现降落跑道30秒紧急清空的降落能力。这种能力己经超越法国“戴高乐”号航母,与美国的大甲板航母持平。

艾森豪威尔CVN 69与法国航母戴高乐号R 91编队航行

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单一起飞点和起飞通道的设计虽然完全能够满足40架以下载机出动的需求,但不利于航母运行的安全余度,一旦起飞区准备顺序起飞的飞机出现火灾、起落架故障等,就会占据较长的空间,会让航母在一定程度上失能。因此,印度也没有完全放弃“库兹涅佐夫”号验证过的一些能力,它设计了第二条起飞通道,即备用起飞通道。与第一起飞点不同,第二起飞点是一个自由滑跑点,用于紧急情况下的快速出动。该点位于甲板中线上,紧靠着前升降机,可以使以正常起飞重量执行防空任务的飞机从升降机升起后直接进入起飞区,或者从舰岛的后停机坪直接牵引到前升降机后对准起飞标记线,飞行员可以通过自行加力松刹车进行滑跑起飞。第二起飞通道实际上只是一个标记线,这个做法是印度海军在“维兰特”号上的通长刻度标记起飞跑道的一种延续,第二起飞区两个允许起飞位置的长度分别是120米和155米。由于没有喷流折流板并且通过前升降机,第二起飞区的使用是严格受限的,它仅仅适用于第一起飞区故障时的紧急起飞或战时紧急升空执行拦截或者防空任务。第二起飞区在使用时,其甲板使用权是排他性的,需要第一起飞区停止操作,直到第二区的飞机升空后才允许第一起飞区的飞机起飞。同时,中线上起飞点后的降落跑道必须清空,不允许有人员活动或停留(打开加力的发动机喷流异常强劲,30米以外的温度还超过450度,流速不小于70米/秒,不仅可以瞬间把人抛到海里,还能在几秒以内使人员严重烫伤或者烧伤)’。不过,说起来很严重,但实际上在“维兰特”号上,这样的全通甲板操作已经是日常必备的工作了,经过训练的甲板人员指挥这类基本操作一般不会出现事故。

“维克拉马蒂亚”号上的第二起飞区还准备了一个超级起飞点,位于拦阻索之后,正常情况下是一个直升机起降点,处于第二起飞区导示线沿线上,长度达到240米。这个起飞点的主要作用是在甲板处于最大出动状态时第一起飞区出现故障时的备用起飞点,可以直接放飞后甲板非红线安全区的任何一架飞机,甚至可以代替第一起飞点出动90%以上的飞机。如果战术训练得当,这个起飞点还可以用来配合第一起飞点使用,缩短最大出动率时的出动时间。由于超级起飞点恰好处于航母左舷和右舷永久停机区的中间,因而当两侧都停满飞机时可用于出动指定飞机。比如说第一起飞区值班的飞机都是执行防空任务的,当需要起飞一架或多架侦察和电子干扰机或者空中加油机时,就不需要清空第一起飞点执行战术值班的制空战斗机,而可以直接从超级起飞点起飞,这有利于保持航母的战术灵活性。起飞布局的设计确实可以算作“维克拉马蒂亚”号飞行甲板设计的精华所在,由于前升降机的位置,第二起飞区的使用受到较多的操作规则限制,但是这艘排水量和甲板面积仅有“库兹涅佐夫”号70%的航母毫不逊色地实现了比“库兹涅佐夫”号更高的航空运作能力,这不得不令人击节赞叹,技术进步是无价的。

停机区的大小是限制航母日常战斗力的一个重要指标,目前航母的操作基本依赖于在飞行甲板上存放的可立刻使用的飞机。尽管飞机可以从机库中通过升降机,源源不断地补充到甲板上,但是只有在甲板上才能完成起飞前的所有准备和检查工作,因此,扩大航空甲板的永久性停机区成了每一个航母设计师的梦想。法国“戴高乐”号中型航母为了增加甲板的飞机存放区域,采用了备受争议的左右分区设计概念,将飞行甲板左半侧全部作为起飞降落操作区,将右侧甲板全部作为停机坪,这个设计迫使两台弹射器都侵入到降落跑道的位置,对起飞和降落操作都有直接干扰,需要采用非常严格的时序管理方式进行管制。法国人的设计最大的好处是获得了一个巨大的永久停机区,这个区域可以容纳超过20架战斗机,占总载机数的一半,超过美国航母的设计(通常美国航母只能在这个区域存放载机总数的1/3)。特别值得一提的是,法国的“阵风”M舰载战斗机机翼是不能折叠的,所以取得这样的成绩是非常难得的,这为这艘排水量4万吨的航母具有超级强悍的战斗力提供了必要保证。

“阵风”M舰载战斗机

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“维克拉马蒂亚”号在一定程度参考了法国人的设计经验,放弃了“库兹涅佐夫”号类似美国航母的布局设计原则,将操作区向左舷靠近和集中,在结构许可的情况下,按照米格一29K的机身长度拓宽了右舷甲板,并考虑到重心和稳性的要求,将甲板拓宽的区域全部用于停机坪。首先获得扩张的是前甲板,前甲板原来是各类导弹武器堆叠的区域,有大量的台和副甲板,但在“维克拉马蒂亚”号上,这些附属的结构统统被拆掉,就连舰岛前部也被拆至指挥塔下,改装工作极大地扩张了舰岛前部,最宽的地方增加超过8米,并且延伸到跃飞甲板起始点。

按照印度的要求,涅瓦设计局以米格一29K 17. 5米的长度为基础拓宽甲板,能够在不影响降落跑道的情况下横向排列两列米格一29K,高密布局时甚至可以排下三列,前停机坪安全红线内的永久停机区内大约可以停放4~5架正常状态的米格一29K,这个区域不影响任何起飞和降落操作。通常,这个位置停放的飞机都是短时间不会使用的,在正常的甲板运作时,降落的飞机被拖入这个区域,工作人员需要在这里抽取剩余燃料,拆卸飞机武器弹药,检测飞机状态和飞行记录,清洗和保养,然后送入机库存放,这个过程大约需要30分钟到2小时。如果发动大机群作战,密集的降落操作不允许对飞机进行日常的养护工作,通常就将飞机拖离降落跑道,进入前甲板,临时占用原起飞区的甲板空间。执行密集降落任务时,起飞操作是无法进行的,把这部分空间交给降落飞机使用是合理的。这时候降落的飞机只执行折叠机翼操作,然后拖入指定位置,用系缆固定,等所有飞机都完成降落后,前甲板的飞机才开始向后甲板停机坪转移,清空出一条起飞跑道,让航母保留再次出动和快速出动战术值班飞机的能力。

前甲板停机区能容纳的飞机总数就是一艘航母单波次能出动的最大架次数量,受舰体水线结构的限制,拓宽的甲板部分不能进一步向前延伸,现有设计确定了“维克拉马蒂亚”号正常出动波次,小于5架时可以进行正常的各项操作,即5架战术值班的出动数量。美国航母特混编队在日常战术巡航任务中仅出动1架预警机、2架战斗机执行警戒巡逻任务,三级战术警备状态时才出动4架战斗机,保持2架威胁方向战术警戒,2架外层防空圈待机。对比可知,“维克拉马蒂亚”号在这方面的战术表现可谓毫不逊色。

防空方面,美国航母在通常情况下会保持2座弹射器战术值班,4架飞机处于5分钟战术状态。一级戒备时,甚至会有2架战斗机在起飞位置怠速等待,获得指令后60秒以内就能升空。“维克拉马蒂亚”号受起飞区的限制,只能提供2架飞机5分钟警戒,如果算上紧急起飞点的能力,勉强可以做到4架飞机5分钟战术值班。在较宽松的状态下,前甲板在保留紧急起飞通道的情况下可以停放大约9架飞机。这表明正常时“维克拉马蒂亚”号可以在保留本舰防空出动能力下,发动9架次的单一攻击波,或者以40分钟为间隔连续发动2波次共计18架次飞机的攻击,这个能力接近海湾战争时期的“中途岛”号航母。在不考虑任何起飞操作的情况下,“维克拉马蒂亚”号前甲板最多能够容纳大约16~17架回收的飞机,这表示航母有能力发动90分钟间隔的两波次共计32架次的攻击波,这一能力与法国“戴高乐”号航母相比毫不逊色,接近更大型的美海军“中途岛”级别的能力。

法国戴高乐航母

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舰岛前的停机区域决定了回收飞机的架次,舰岛后的停机区域则决定航母的出动飞机数量。“戈尔什科夫”号原来的设计没有过多考虑舰岛与甲板的位置关系以及舰岛的大小等问题。原舰岛即便是拆除到极限,其尺度还是偏大,米格一29K的长度和宽度比原舰使用的雅克一38M略微大一点,考虑到后升降机的位置,后甲板停机区必须拓宽到飞机停放时不影响后升降机的使用,恰好“维克拉马蒂亚”号的左舷拓宽了一块相当大的面积作为起飞区,那么右舷为了平衡也需要增加一点宽度来增加配重。因此,涅瓦设计局增加了约2米的甲板宽度,加宽以后的右舷正好与前甲板增加后的甲板舷在同一条舰体中轴的平行线上,后停机坪可以在安全红线内停放6架(不折叠机翼)到9架(折叠机翼)飞机。右舰舷增加的一块耳形突起的甲板布置了航母的第一起飞点,起飞点后有一个非常窄的红线区,可以确保有2~3架飞机在这里安全停放,这样2+9共11架飞机就是“维克拉马蒂亚”号正常状态的全部武力,它们所处的位置不会影响航母的降落跑道,都可以直接在停机位置解决挂弹、打开发动机检查等最后的航前准备工作,都可以为航母提供5~15分钟的警戒,将是航母防空作战的主要力量。特别是左舷停机区的2~3架飞机,它们不需要穿过降落跑道就能直接在无干扰的情况下到达起飞位置,最适合担任紧急的5分钟警戒任务,而右舷停机区的9架飞机则适合担任15~30分钟警戒任务,飞机可以加好油装好弹,做好起飞准备和检查,飞行员穿戴好衣服在作战情报室值班。

一艘航母需要体现战斗意志时,往往会采用密集的大机群攻击波出动法,这时整个后甲板在起飞点以后都将摆满准备起飞的飞机,这些飞机将依次从起飞点列队按顺序起飞,此时“维克拉马蒂亚”号可在甲板上摆放大约16架整装待发的战斗机,在乌克兰小镇尼基塔的训练表明,在正常的调度操作以及飞机无故障的情况下,起飞点能以平均每60~78秒的速度起飞战斗机,可以在22~30分钟内发出全部飞机。这个性能与法国“戴高乐”号航母在波斯尼亚南部的巡航中,17分钟两台弹射器弹射9架“阵风”M战斗机、2架“超军旗”攻击机的表现基本相当。

鸡蛋里面的骨头

尽管俄罗斯涅瓦设计局全力展现设计水平,并且使“戈尔什科夫”号到“维克拉马蒂亚”号的转换比预想之初的效果还要理想,但是这艘航母毕竟是改装的,还是有这样那样的毛病,特别是对航母限制最大的升降机。“戈尔什科夫”号上的升降机性能完好,保养也还可以,有足够的零件储备,为了减少费用支出,俄罗斯没有打算改变升降机的设计。考虑到俄罗斯气候特点和北冰洋以及北大西洋和白令海区域的气候特点,“戈尔什科夫”号的两台升降机没有采用美国式的舷侧设计。北方海域风浪较大,苏联的舰艇甲板一向比较低矮,舷侧升降机会有很麻烦的上浪问题,升降机滑轨和液压筒容易结冰,虽然可以较容易地采用蒸汽吹除,但那个位置是人员较为集中的操作区,对蒸汽吹除的效果和应用会有很大的限制,如果采用电加热除冰则需要较大的功率。此外,机库甲板遭遇上浪影响会恶化升降机附近的操作,甲板表面结冰会增加人员和飞机进出时的安全隐患。这两台没有拆除的升降机因为在甲板中央,特别是前升降机,它所处的位置使降落跑道必须避让。这台升降机紧贴在降落跑道的边缘,没有进入红线安全区。实际上,航母进行降落操作时是不允许升降机操作的,升降机必须回到甲板水平位置,以确保飞机出现偏航滑移时不会跌进机库里,或者不会因升降机降下的“井”而形成降落安全事故。这条规则实际上对降落指挥员和升降机操作员都带来了困惑,通常航母上的降落由在拦阻索和信号灯附近工作的甲板指挥人员操作,而升降机则是由甲板调度员和机库调度员控制的,两者的指挥是两个不同的系统,甲板指挥人员不能直接控制升降机会大大降低航母运行的效率。前升降机的位置在舰岛内侧,与舰岛前停机坪的联系不佳,降落的飞机松脱拦阻索后拖入停机区,需要飞机倒退或者掉过头来才有可能从升降机进入机库,这个过程慢而且不易操作,还影响降落跑道和起飞跑道。而较好的设计则是将这台升降机直接设置在降落区停机坪内,甲板操作人员可自行决定是否把进入停机坪的飞机推入机库。这部位没有改动有个原因—“戈尔什科夫”号的机库就是在这个位置结束的,没有延伸进入飞行甲板的停机坪下,所以升降机没有办法挪动。前升降机的位置导致“维克拉马蒂亚”号进行降落回收任务时会像二战时期航母那样有较长的失能时间窗口,这段时间内航母无力起飞或降落任何飞机,需要尽量远离战场。

第二起飞区的设计虽然不错,但是跑道要经过升降机是一个很不明智的选择,因为在起飞准备时就不允许使用升降机,升降机的承载特别是动载荷比较差,滑跑的时候轮胎单边碾压过升降机,容易对飞机本身造成干扰,尤其是在军舰上的自由滑跑一点都不能偏移离方向。也正是基于这个原因,第二起飞点的作用有多大,还需要拭目以待。

为了尽力扩展航空甲板的功能,俄方把原来许多安装武器的甲板位置都占用了,“维克拉玛蒂亚”号仅在尾部留下两侧武器平台,只够装两座“卡什坦”近距反导防空系统,而印度一直企图安装的以色列“巴拉克”垂直发射型防空导弹还没找到地方安装。由于安装位置所限,尾后的“卡什坦”系统不管是在视野还是火炮的射击能力上都会形成很大盲区。俄罗斯原本建议采用SA-N-9导弹垂直发射系统,但印度还是希望能使用在“德比”上得到验证的“巴拉克”系统。理论上讲,“巴拉克”也能形成360度覆盖,只不过单纯依靠点防御防空导弹对于航母来说还是太单一了。

“戈尔什科夫”号原使用类似美国“宙斯盾”那样的“天空哨兵”4面阵多功能三坐标相控阵雷达,由于这套系统庞大而复杂,俄罗斯没有打算把它列入赠送的名单,因此原来天线的部位被封闭。但是失去“天空哨兵”后,“维克拉玛蒂亚”号除了值班雷达外,连个空情雷达都没有,特别是俄罗斯记恨印度不使用其产品,所以故意在设计中连线路都没有预留。无奈之下,印度只好在舰岛后面架设了一个简易三角纺架桅杆,支撑一台大型远程三坐标对空监视雷达,弥补没有预警机对空监视的缺陷。 印度海军装备的卡-31.jpg

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印度海军所购买的米格-29K舰载机.jpg

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本文内容于 2013/11/13 10:44:09 被最爱63式编辑

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