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家园 [原创]美国航母发展简史3

在战争期间美国继续进行新航母的设计和建造,共有两级,完工时战争已经结束。

塞班级是一级轻型航母,因为独立级的成功使用而设计,也是用巡洋舰改的,共两艘, 塞班号和莱特号。性能和独立级相似。建成后没有用武之地,被用于训练,试验和运输。莱特号后来被改成通讯指挥舰,甲板上杂乱地竖立了很多几十米高的天线。两舰于70年代退役。

中途岛级是比埃塞克斯级又先进一代的主力航母,排水量达到5万多吨,当时设计载机120架以上,共建3艘,中途岛号,富兰克林·罗斯福号和珊瑚海号。前两艘45年初建成,服役时战争刚结束,珊瑚海号46年建成。46年罗斯福号开往地中海干涉希腊内战,执行威慑任务没有作战,并访问了雅典,表达了对希腊政府的支持。之后该舰作为一个美国与欧洲交流的窗口到处访问,接受了不知多少人的参观。三舰建成不久都于1947年进行了现代化改装,主要是为了适应喷气机上舰。中途岛号和珊瑚海号到第一次海湾战争结束后才退役,其中珊瑚海号长时间作为在地中海的第6舰队旗舰,后来成为北约的训练舰。中途岛号一直是主力,在直至90年代都是驻日本的第7舰队唯一的航母,两舰都经历过多次现代化改装,罗斯福号70年代退役。

二战是美国海军的荣耀,因此大量舰只用二战当中的战役和优秀将领命名,比如尼米兹级航母,塔拉瓦级两栖攻击舰,斯普鲁恩斯级驱逐舰,阿利·伯克(二战中全世界最出色的驱逐舰编队指挥官,击沉的日本驱逐舰和潜艇超过他指挥过的驱逐舰的总和,而他手下的驱逐舰没有一艘沉没,人员伤亡一共100多。战后官至海军参谋长,五星上将)级驱逐舰等主战舰艇的首舰。提康德罗加级巡洋舰中很多也用二战中的战役命名,如菲律宾海(美国把马里亚纳海战叫菲律宾海海战,与菲律宾海战不同)号,韦拉湾号(瓜岛争夺战中一次重要的驱逐舰作战,确立了独立使用驱逐舰编队的战术,当时交战的日本驱逐舰队全军覆没,美国编队无损失)等。还有普通士兵和下级军官的名字,比如几艘舰先后命名为沙利文兄弟号,纪念在瓜岛争夺战期间沉没的一艘巡洋舰上阵亡的5兄弟。而在二战中沉没的几艘航母的名字更是被没完没了地使用,埃塞克斯级就有约克城号,大黄蜂号,来克星顿号,胡蜂号,普林斯顿号(沉没的唯一一艘独立级)。以后又有其他舰只不断使用这些名字。

生存下来的战前建造的主力航母只有企业号和萨拉托加号。萨拉托加号是个病秧子,简直是出战就受伤。主要的辉煌在瓜岛海战中,一度是美军唯一可用的航母,击沉了日本的龙骧号轻型航母,不过很快遭到潜艇攻击重伤,险些沉没。43年开始逐渐失去主力位置, 最后一次独立作战任务是分配到麦克阿瑟的方向空袭日本的拉鲍尔基地,类似于一个小型的突袭珍珠港,战果很好。然后就沦落到去印度洋跟英国人一起干些杂活,后来还被用于训练。45年初才回到主力舰队,参加了冲绳战役,再次受伤。战后参加magic carpet行动,其实就是运美国军人回国。46年就退役,紧接着作为试验品在比基尼核试验中被炸沉,一同遇难的还有日本长门号战列舰,德国欧根亲王号重巡洋舰等一批二战名舰。

企业号是战神的宠儿,美国海军战斗精神的象征。除了因为轰炸东京错过了珊瑚海外参加了所有重大战役战斗,获得20多枚战役之星勋章和第一个获得总统嘉奖。战争中多次负伤,多次带伤作战,是二战中全世界战果最大的一艘军舰。企业号1947年退役,几经争论之后,还是在1958年拆毁。

数量巨大的埃塞克斯级战后初期大量退役,朝鲜战争爆发和冷战的开始使其中相当一部分回到现役。朝鲜战争中有10艘参战,越战9艘,此外还有58年干涉黎巴嫩内战,古巴导弹危机等行动。但随着更先进的航母陆续服役,在6,70年代绝大多数埃塞克斯级退役,只剩下训练用的来克星顿号,91年退役。以上各舰都经历过现代化改装。

独立级除普林斯顿战沉外,独立号作为一艘功勋卓著的战舰下场极惨。先是也在比基尼被炸沉,然后打捞作为放射性沾染物进行研究,最后作为靶舰再次被炸沉。有两艘卖给法国在50年代填补法国海军的空白期,60年代退役,另有一艘卖给西班牙,其他战后拆毁。

卖给西班牙的是卡博特号。该舰是一支著名的骁勇善战的部队,其战斗机中队号称肉斧中队,保持美国海航人均10架(先后参战的飞行员都算在内)的击坠记录,根据该舰飞行员的报告,命中大和号的鱼雷有4条来自该舰飞机。60年代租借给西班牙,后来干脆卖掉。直到80年代末西班牙建成阿斯图里亚斯亲王号轻型航母前都是西班牙海军旗舰。退役后赠送回美国,放在新奥尔良当博物馆展品。

战争结束时美国海军空前强大,达到了其他国家海军总和与之不可比的程度。美国拥有了人类历史上从来没出现过的绝对全球制海权,控制了所有重要航道,任何一支舰队的海航兵力都超过了世界上绝大多数国家的一国全部空军实力。

战后大幅度削减海军成为一种社会共识,然而海军本身仍然进行着继续现代化和提高自身实力的努力。当时的主要焦点有两个,一个是喷气机上舰,另一个是核动力的应用。其中前者是当务之急。

二战中德国的Me262喷气战斗机大规模投入实战,效果明显(战术效果,在空战中有明显优势,不过投入还是不够早,数量不够多,对战争结局影响不大),美国自己的喷气机研究也已经成熟。第一种喷气舰载机FD-1在43年就研制成功,不过除了用喷气发动机比较新鲜以外,大部分战术性能都明显不如F6F,因此没有使用。第一种有实战能力的喷气舰载机F2H-1于45年服役,没有参战。真正的第一代主力喷气舰载机是F9F美洲豹,性能优越远远超过F6F。

喷气机上舰面临了很多问题,都来自于喷气机的重量和速度。喷气机的主要优势是功率大速度快,因此为了利用大功率就要带更多的武器和设备,为适应高速度机体强度也要增强。这样飞机的全备重量(飞机加挂载的重量)就显著加大,这样起飞就需要更大的升力,升力又跟速度成正比,这样航母甲板已经不能提供足够的起飞划跑距离达到所需的速度。这个重量增大的速度非常明显,二战中美国最重的常用舰载机是TBF复仇者鱼雷机,全备重量7.8吨,F9F8.5吨,这还能凑合。但战斗机已经如此,新的攻击机A-1天袭者是11吨,轰炸东京时从大黄蜂号上搏命起飞的B25才10吨。

问题更大的是降落,降落的划跑距离本来就明显长于起飞,这样甲板就要长得不象话了。此外是喷气机降落的速度太快,以前的降落指挥系统已经不能满足要求。二战中美国舰载机降落的指挥是通过一个人挥舞一个缠满鲜艳布条的类似网球拍的东西,指挥的根据靠目测。喷气机降落必须能从更远的距离看清楚更精确的指挥。

以上三个问题都在40年代末50年代初用原理很简单的设计解决,奇怪的是全都是英国人的发明。

英国在系统的航母研发方面起步最早,除了核动力以外,至今航母应用的主要设计都是英国人的发明,包括二战中已经普遍使用的降落阻拦索,后来的滑跃甲板和垂直/短距起降飞机等。

二战结束不久,英国一家布朗兄弟公司的一位苏格兰工程师米切尔发明了蒸汽弹射器,它可以在几十米的距离把当时最重的舰载机加速到远远超过起飞所需速度,性能远远优于美国已经使用的液压弹射器。英国首先将这种弹射器安装在巴修兹号航母上。1951年,这艘航母到美国访问,并进行了蒸汽弹射起飞表演,成功弹射了美国的各型舰载机。于是美国人就进口这种弹射器并购买了专利进行生产。米切尔的弹射器的美国生产型号叫C-7型,不久他又协助美国进行了改进,就是C-11型,后来又有两种改型C-13和C-13-1型。目前美国航母上使用的都是C-13-1型,其基本设计与C-7型相同。

蒸汽弹射器通过用高压蒸汽推动一个管状汽缸里的活塞带动拖带飞机的弹射梭给飞机加速。由于要有一根杆连着活塞和弹射梭,因此保证气缸的密封就成了一个主要问题。米切尔地解决方法很简单。气缸外面有一个套筒,套筒侧壁沿轴线方向开了一条缝。气缸的上壁也沿轴线方向开了一条缝,这条缝里面嵌了一条弹性非常好的金属带子。活塞上部伸起一个突起,顶起金属带子,突起侧向伸出一根杆,穿过套筒上的缝连接弹射梭。这根杆上还连着另一根杆,和气缸轴线平行,上面有悬臂,在气缸与套筒之间绕到金属带上方把它压住。这样,活塞运动的时候上面的突起不断把前面金属带顶起来,紧跟在后面的悬臂再把它压回去,这样活塞可以顺利地带动弹射梭,而泄漏的蒸汽非常少。活塞加速到最高速度时会一头撞上一个水刹,这时候由于惯性,飞机离开弹射梭,活塞被水刹减速,然后再拉回出发位置,同时把蒸汽放掉。蒸汽弹射器的原理就是这样。

蒸汽弹射器要用的蒸汽量很大达到了可以显著影响航速的程度,这也成了限制飞机出动率的一个原因,为此不得不增大主机功率和燃料携带。再加上飞机的尺寸加大,机库也要变大,进入核时代后要考虑对敌人的核攻击和自己携带的核武器的防护,凡此种种,促使航母向大型化和核动力化发展。

同时,英美两国也在进行飞机着舰的优化研究。为了缩短飞机的着舰滑跑距离,二战前英国发明了降落阻拦索。这东西的原理也很简单,一根钢索横在甲板上,用刚性的簧片支起几厘米,钢索绕过滑轮连在甲板下面的一个油压减速装置和一个松紧调节装置上。飞机降落时用一个捕捉钩钩住钢索,通过油压装置的作用减速。这个装置至今仍在使用。

战后不久,一个英国海军军官还设计了一个非常巧妙的装置。在甲板上铺厚厚的橡胶垫,飞机用机腹着舰,通过摩擦力减速,然后撞在一根钢缆或者一个网上停住。再用个吊车把飞机抓起来放到一辆车上运走。起飞可以用滑轨弹射起飞。这样飞机的降落滑跑距离只有10米左右,起飞也很短,航母就不用那么大,舰载机连起落架都不需要。但是这样做飞机的出动率很低,因此没有采用。

不久英国人设计了斜向甲板,也就是飞机沿一条与舰体纵轴不平行的路线着舰,这样可以在有限的甲板面积上提供更长的着舰滑跑距离,另外一个重要的好处是假如降落失败飞机还可以紧急加速再飞起来。此前的航母甲板类似一个很长的矩形,前部约1/3是起飞区,后1/2是降落区,中间的部分是整备区或者待命区。假如降落失败,所有措施都没能拦住飞机的话,它就会一头冲入整备区停放的飞机中引起严重事故。马里亚纳海战的那个晚上就出现了这种事故,一架飞机打了保龄球,毁了一共7架飞机,还造成不少人员伤亡。为了不影响整备区的面积,装斜向甲板的航母中部要宽出来一大块。

英国首先在凯旋号航母上画出一个斜向着舰区进行试验,时间是1952年。美国人很快跟着学,在中途岛号上也照样画了一个。经过反复试验和争论,确定了现在航母这种中间宽两头窄的甲板形状。

也是在同时,另一位英国海军军官发明了镜面着舰系统(mirror landing system)。据说他是受观看自己的女秘书化妆得到的启发(ft)。这个系统也很简单,就是下面这副样子:

ooooo

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o| |o

o| |o

ooooooo| |ooooooooo

o| |o

o| |o

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图中的o是灯,中间的大方框是个镜子,其水平方向是凹面,竖直方向是平面。灯的具体安排可能和实际不同。中间那一大排灯是基准灯,其他的灯用来打信号。原理是有一固定光源照射在镜子上,经反射飞行员就可以在镜子上看到一个光斑,通过调整飞机的姿态和高度,让光斑在飞行员视野内和基准灯在同一水平线上,就说明着舰的高度和姿态正确。着舰速度可以由专门人员通过目视(早期)和雷达(后来)判断,通过信号灯给出提示,这样做是避免飞行员只顾盯着镜子忘了看仪表。信号灯也可以给出其他需要的提示和命令,包括离场重飞等。这个镜面系统为了保持角度就装在舰上的火控系统上,这个火控系统本身就有稳定装置(陀螺仪)。这样飞行员可以在很远的地方看清楚着舰引导,而且在晚上还更清楚,也大大方便了夜间降落。

这个系统首先于1953年安装在英国航母光辉号上,很快也被美国人学去了。美国跟英国学的还有封闭式机库和船首。

过去的美国航母类似于把一艘其他大型舰只的主炮,舰桥,烟筒什么的都拆掉,弄一个裸体甲板,上面安上架子,架子顶上再顶一个甲板,就是飞行甲板,再把该装的装回去。飞行甲板和原来的甲板之间就是机库,这个机库是敞开的。这样的好处是机库里面挥发的燃油可以很快散掉,避免危险;重量轻,可以节省不少排水量用于带更多的飞机,燃料和弹药;飞机升降和锚的操作以及其他很多操作简便等等。坏处主要就是强度差。二战中美国和日本的航母由于主要在辽阔温暖,相对比较平静的太平洋使用,加上航母作为头号主战兵器强调火力,就都是用这种结构,除了早期的来克星顿级。那时的日美航母都是个大武器库,相对来说比较脆弱。英国航母主要设计在海况恶劣的北海使用,加上作为战列舰队的辅助武器,就都是封闭的。在冲绳的那次台风中,美国航母受损严重,比如埃塞克斯级的大黄蜂号舰首飞行甲板就被撕掉了一大块,而在同一海域的英国航母就没什么事。随着核时代的到来舰体的密闭已经势在必行,加上喷气机使用的航空燃油安全性要好得多,美国也打算造封闭式的航母,当然这也会使航母更大。

随着各种技术问题的一一解决,美国海军雄心勃勃地开始了新一代超级航母的计划。

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