斜角甲板是航空母艦能夠做到同時放飛和回收艦載機的關鍵性技術,所以我們看到自二戰結束後世界上服役的很多航空母艦都不再是“方方正正”的樣子。
“企業”號和法國“戴高樂”號
二戰及以前設計建造的航空母艦大都是趨於長方形的,比如下面幾張圖分別是美國“埃塞克斯”級、“中途島”級、日本“加賀”號、“飛龍”號,這種飛行甲板稱為“直通甲板”。
CV-41“中途島”號
直通式飛行甲板在正常情況下不能同時進行起飛和著艦作業,起飛時由於只有一個通道,所以排隊起飛的艦載機都堆積在甲板後部按次序起飛,沒有空間進行艦載機著艦,就像下圖1這樣。而著艦時必須保證甲板中後部全部清空,艦載機降落後要迅速轉移至飛行甲板前部,否則降落時會發生相撞事故,這樣就等於著艦時無法進行艦載機放飛作業。
上面這種模式在二戰螺旋槳飛機的時代也確實出過不少事故,低速降落的艦載機一旦沒鉤住阻攔索來不及拉起來就會一頭扎進已經降落的機群中。二戰結束後開始出現噴氣式艦載機,重量更重,而且早期噴氣機速度響應比較慢,加速效能不是很好,而且低速操作能力比較差,不僅影響航空母艦艦載機起降效率,事故率也是不斷提升的。這個時候就需要解決這個直通式飛行甲板帶來的弊端。
在這種情況下英國人想出了一個好點子:將起飛和降落區域呈一定角度分開,不再共用一個通道,斜角飛行甲板由此誕生。我們拿美國現役的“尼米茲”級核動力航空母艦來說,“尼米茲”級整體佈局為平甲板+斜角甲板模式,斜角甲板為9.5度,其中著艦區位於斜角甲板,長度232.7米
而艦上一共裝備4具蒸汽彈射器,其中直通甲板2部,斜角甲板2部。
好了,既然知道了“尼米茲”的飛行甲板佈局那麼我們就看一下到底是如何進行起降作業的。
只進行起飛作業
如果航空母艦此時不需要回收艦載機,那麼位於直通甲板和斜角甲板的4條蒸汽彈射器都可以進行彈射作業,艦載機可以從2個方向進行起飛,此時起飛效率最高,理論最高8架/分鐘的起飛速度。如果只利用斜角甲板的2部彈射器也可以做到4架/分鐘出動率。下面這2張圖都是從兩個方向同時彈射起飛
只進行著艦作業
艦載機只進行著艦作業時要清空斜角甲板保證艦載機有足夠的滑行空間,著艦後艦載機迅速脫離斜角甲板轉入停機區,下一架繼續進行著艦。著艦時艦載機發動機推力加大,保證著艦失敗時有足夠的動力復飛。
起飛著艦同時進行
起飛著艦同時進行就意味著必須清空斜角甲板,這就意味著只能使用1、2號蒸汽彈射器進行彈射作業。由於1、2號彈射器位於直通甲板,2號彈射器彈射作業完全不受著艦影響,而1號彈射器與著艦作業間隔進行,這樣就可以同時完成起飛和著艦工作。
斜角甲板的出現給航空母艦帶來得好處是在是太多了,總的來說可以歸納為以下幾點:
1.增大飛行甲板面積,停放更多艦載機。
2.起飛、著艦區隔開,大大降低事故概率。
3.可以同時進行起飛和著艦作業,作業效率有顯著提升。
所以自二戰以後美國發展的大型航空母艦全部帶斜角甲板,包括“福萊斯特”級、“小鷹”級、“企業”級、“尼米茲”級和“福特”級。蘇聯的“庫茲涅佐夫”、“烏里揚諾夫思克”、中國“山東”、法國“戴高樂”都是採用這種模式。至於其他的輕型航空母艦,由於他們沒有彈射系統和阻攔系統,只搭載垂直/短距起降戰鬥機,斜角甲板的意義不大,也沒有那麼大的噸位支援,所以輕型航母還是全直通甲板。
基於斜角甲板帶來的各種好處,美國在二戰後對仍在服役的“埃塞克斯”級和“中途島”級航空母艦進行現代化改造,增加蒸汽彈射系統和斜角飛行甲板。比如下圖是1945年、1957年和1991年的CV-41“中途島”號航空母艦。“中途島”號在1955年接受SCB-110現代化改造,將直通飛行甲板改為斜角飛行甲板,改裝C-11型蒸汽彈射器。1966年接受SCB-101現代化改造,將斜角甲板角度進一步增加至13.5度,更換C-13型蒸汽彈射器。CV-41直到1992年海灣戰爭結束後才退役。
還有“埃塞克斯”級航空母艦,22艘先後接受過SCB-27A、SCB-27C和SCB-12現代化改造,不過由於噸位有限,斜角甲板的大小也是非常小的,但足以滿足當時的艦載機需求。