航母的舰体结构概述

【舰船知识04】航母的舰体结构概述

航母舰体的发展过程　　

　　航母是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰船，航母平台的结构形式是一座海上机场。机场首要的条件应具备飞机起飞和降落的跑道。原始的跑道是在舰艏甲板上铺设木制砖，后来的跑道发展成架设在船体主甲板上的平台结构，它只承受飞机的起降载荷，与船体的总强度关系不大，所以强力甲板仍然是船体主甲板。从英国在一战中改装的“百眼巨人”号航母的外形上，可以看到飞行平台是靠支柱和桁架结构支撑着的。

　　一战中，美国电把“木星”号运煤船改装成第一艘航母“兰利”号，其冰行平台的后部坐落在尼楼上，而大部分的甲板则用桁架结构支撑着。飞机都停靠在甲板上，甲板下除了支撑结构外，还保留着煤舱的舱口盖。经过进一步改进，又把飞行平台下的舱室设置成停放飞机的库房，这种结构被称为“开式机库”。机库甲板仍是船体梁的强力甲板，而飞行甲板则由横向框架支撑，以承受飞机载荷和扭转弯曲的作用力。

　　随着航母的不断改进，为了安全地存放携带的飞机，后来又把机库外侧板封闭起来。这样，封板便成为舰体舷侧的延伸部分，飞行平台真正过渡为飞行甲板，并且已成为承担船体总强度的强力结构。美国战后建造的“小鹰”号就是典型的全封闭航母，机库也是闭式机库。

　　二战后，喷气式战斗机上舰，使直通式跑道不堪重负。英国海军把直通式飞行甲板改为斜角式飞行甲板，将起飞和降落的跑道分为两个独立的区域，这样的改动就将飞行甲板的最大宽度比水线面宽度扩大了一倍。以美国“尼米兹”号航母为例，它的水线面宽度为40．8米，而飞行甲板的最大宽度达72．8米。这种两舷极度外飘的外形就形成了航母特有的舷台结构，加上设置在中线面的升降机改放在舷侧，使飞行甲板结构变得更为复杂。

　　由于大量的航空舱室需要布置在飞行，甲板附近，也考虑到飞行甲板结构的强度，现代航母在飞行甲板下面设置了一层被称为“吊舱甲板”的结构。这种双层组合结构为大跨度的机库提供了坚固的顶棚。

　　航母抵御敌方攻击的能力很强，它不但具有各种各样的主动防御武器，而且还有很强大的自身防护系统。在结构防护上，中、大型航母的舷侧都设置了若干层空舱或液舱，用于抵御鱼雷和导弹爆炸所造成的破损。大型航母的防护舱一侧多达五六个，船体底部电设置3层底，形成了水下防护结构。其中防护壁的强度和厚度也是卜分特殊的，在二战期间，舰船的装甲厚度可达127～190毫米。美国航母的飞行甲板和机库甲板在重要的舱室上部也进行了装甲加强，防护甲板可防御从空中攻击的炸弹爆炸时对重要舱室的破坏。

　　另外，弹射和拦阻等特种装置的加固结构、舷侧机库大门及升降平台的加固结构、岛式上层建筑的固定结构、4轴4桨的附体支撑结构等都是航母所特有的结构形式。

　　相应地，航母的建造过程也有它的特殊性。由于航母具有巨大的左右舷台，在建造总装时应该先完成主船体，后安装舷台。另外，舷侧防护结构的加工和装配、为设置弹射器的近百米的甲板槽型开口施工、拦阻装置的定位安装、机库大门和升降平台酌安装、蒸汽动力装置或核动力装置的安装、岛式上层建筑的整体吊装等都是航母特有的建造工艺。

　　航母总体布置和舰体结构

　　航母的结构与其他水面舰船相比，由于其作战性能的特殊性，所以在设计和布置上有很大的不同，其总体布置和船体结构主要有如下特点。
　　
　　船体分层布置　　

　　航母的内部分层可以根据舰的大小来确定，对于大、中型航母的主船体一般可分成10层左右，上层建筑一般有7层左右。具体结构可见美国某航母剖面图。

　　航母的舱室布置　　

　　航空母舰主要的作战武器是舰载机，因此除了宽大的飞行甲板能满足舰载机的起降之外，还要有庞大的机库以及用于飞机的维修、油料供应、弹药储备、人员工作和生活酌舱室，所以航母的舰体内布置有相当数量的舱室。以美国“小鹰”号航母为例，全舰共有1500个各种用途的舱室，其中人员居住舱室有150个左右，舱室总面积达8200平方米左右。通道约140条，弹药舱120个，各种油水舱和隔离舱900个左右，机舱和操控室有57个，储藏舱150介左右。全舰共有通风空调舱室470个，通风管的总长度达32万米，全舰的电缆长度达68．57万米。

　　航母舰体内的舱室布置按甲板层序分大致如下：首层为飞行甲板，主要分为降落区、起飞区和待机区；第2层为吊舱甲板，首部主要布置弹射汽缸和附属设备，中部是飞行员住舱和食堂以及战斗值班室，尾部布置有阻拦装置及其附属设备；第3、4层甲板中部是机库大开口，两舷设置了维修人员和雷达人员的：住舱，首部为锚链舱，尾部为系缆装置舱；第5层甲板是机库和附属舱；第6层甲板为飞机修理场；第7层甲板为士兵舱和生活舱室；第8层甲板为食品库和行政办公室。8层甲板以下3层主要设置机舱、发电机舱、弹药舱和航空燃油舱，底部及舷侧设有动力燃油舱。　
　
　　宽广的飞行甲板　　

　　航母的飞行甲板要有可供飞机起飞、降落和调运的作业场地，所以甲板的面积要足够大，美国的大型航母的飞行甲板总面积可达1．5万—20万平方米。由于3个区域的功能不同，所受的载荷也各不相同，同样的结构设计也要求各有其特点。起飞区安装有近百米的弹射汽缸，所以起飞甲板就得开有特长糟口，槽口的箱体下面有连续的支撑结构。对于滑跃式的起飞甲板来说，跑道区域的甲板必须考虑由飞机在斜升跑道上所作用的轮子载荷。为了阻挡飞机起飞的燃气流，甲板设置了可起伏的偏流板和冷却水管，由此甲板开有4．5米×11米的大开口，开口角隅的大小需用特殊的计算方法确定。降落区的甲板要受到飞机的着舰冲击，在降落跑道允许的范围内必须要加大甲板的厚度和构架的密度。在待飞区内要考虑飞机调运时的轮载作用力。大型航母的飞行甲板还要作为机库的防护装甲层，所以飞行甲板需要成倍的加强。按常规设计飞行甲板时，还得计算风浪和雨雪等的作用力。　
　
　　巨大的舷台结构　　

　　航母在左舷铺设了降落跑道，右舷又设有升降平台和岛式上层建筑，这造成飞行甲板比主船体宽一半以上，所以在主船体的左右舷应加装巨大的舷台。舷台的甲板是飞行甲板的延伸部分，舷台的外板斜撑在机库甲板下面的第6甲板上。设计舷台结构时要计算舷台的自重、甲板面所受的飞机载荷以及外飘舷台所受的波浪冲击载荷。舷台在机库大门区域布置有升降平台大开口，开口的角隅处也需要作专门的加强。因为升降平台的传动装置就安装在平台的两侧，这会使该处的结构受到很大的平台提升载荷。舷台结构是航空母舰一项重要的、有别于其他水面舰艇设计的特殊结构。　
　
　　无柱的机库　　

　　中型航母可携带40～50架飞机，大型航母则携带80～90架飞机。因此航母储存飞机的机库也是巨大的，美国的大型航母的机库总面积可达6000～7000平方米。其中用防火门将机库分成两三个分机库。由于飞机出入机库要进行调运，所以这么大的机库不能有任何支柱阻挡。没有柱子的支撑，就得依靠顶部的大跨度结构支持。另外，由于机库顶部是强力甲板，它必须承受船休在总纵弯曲时所产：生的拉压作用力。所以在飞行甲板下的吊舱甲板可以与飞行甲板组成双层组合结构，它与机库两侧的双层纵壁形成巨大的箱形结构。

　　硕大的动力机舱　　

　　航母的动力系统一般采用4桨4轴设计，4套蒸汽轮机装置和8套锅炉装置占据着硕大的空间，安装这些装置的基座结构以及用于减振装置的结构是十分复杂的。而机舱顶层的甲板到双层底有3层甲板的高度，由顶层的8甲板上部所传下的8层甲板的合力是巨大的，要支撑这么大的合力，电只能采用诸多粗大的支柱或特殊的隔壁。机舱位于水线以下，由于它是全舰的动力源，是保证舰的生命力和战斗力的重要舱室，所以机舱区域的两侧设有装甲防护舱予以防护。

　　 资料参考：《海事大观》