2009年,美國海軍海上系統司令部對在役的9艘“尼米茲”級航母的實際排水量進行測量統計,發現其中的“羅斯福"”號、“林肯”號、“華盛頓” 號和“杜魯門”號的實際排水量均已超過極限排水量,其餘5艘的排水量也已十分接近極限值(注:"尼米茲"級航母的極限排水量為:105461噸)。看到這裡,讀者們可能有些疑惑:標準排水量和滿載排水量好理解,那麼極限排水量是什麼呢?同時還可能會好奇:它對航母有危害嗎?接下來筆者就圍繞極限排水量這一話題,簡單講解相關知識。
什麼是航母的極限排水量?區別於我們熟悉的標準排水量和滿載排水量,航母的極限排水量是基於極限載荷和環境條件下的總體效能和結構強度準則確定的排水量,以確保在該排水量範圍內,航母的穩性、結構強度等可以得到保障,以及確保航母在受到攻擊時,仍能提供足夠的穩性和剩餘結構強度以保持一定的生存能力和作戰能力。具體的考慮因素有:航母總縱強度所能承受的最大許用應力;最大有效功率能實現的航速;舷側防護結構頂部浸深;儲備浮力和抗沉性等。
航母留有較高的幹舷
航母為何會超極限排水量?航母的設計使用壽命可達50年以上,期間新技術新裝備層出不窮,特別是搭載的艦載機的更替,可能達三代以上。為了保持航母的先進性和可用性,航母在全壽期內會經歷多次現代化的升級改裝。而現代化的升級改造,必然會造成航母排水量的增加。如美國"尼米茲"級的“羅斯福”號(CVN71)航母,1986年開始服役,迄今已超30年,在此期間進行過多次升級改造,滿載排水量從交付時的98415噸增加到了現在的105479噸,增加了7000多噸,使其超過極限排水量。
航母實際排水量超極限排水量的危害有哪些?當航母的實際排水量超過極限排水量時,會給航母帶來以下危害:一是,當航母實際排水量超過極限排水量,由波浪引起的總縱彎矩可能會超過航母總縱強度所能承受的最大許用應力,航母有斷裂的風險;二是,排水量過大會增加航行阻力,造成達不到設計航速;三是,吃水過大,造成舷側防護結構頂部浸深超過特定值,降低防護效能;四是,減小儲備浮力,降低了航母的抗沉性。
船舶斷裂事故
應對航母超極限排水量,美國海軍採取了哪些措施?在面對“尼米茲”級航母排水量增加的事實,美國海軍採取了一些相應的措施,主要有以下:
塗裝保護
看到塗裝保護,可能大家雲裡霧裡,其實塗裝保護是一種有效控制艦船排水量增加的重要方法。我們都知道艦船的船體、上層建築及整個艙室區域,都需要定期塗裝。按照噴塗的標準程式,在對艦船進行重新噴塗時,需要先磨掉舊漆,然後上底漆,最後再重新噴漆。如果沒有按照標準程式,而是直接在舊漆面上噴漆,那麼材料的堆積就會造成重量增加。可能大家覺得,噴塗會帶來多大重量增大啊?而事實可能會讓你大吃一驚。根據一些文獻的計算,對於一艘10萬噸級的航母來說,在整個壽期,會經歷多次塗裝,如果不按照標準噴塗程式來,就噴塗所帶來的重量增加可在千噸以上。因此,要控制排水量,航母在後期維護保養時的再次噴塗,需要採用一定的噴塗保護措施。
10萬噸級的航母單外板的噴塗就能增加不少重量
重量移除
重量移除相信大家比較好理解。航母的重量移除,主要是拆除一些老舊裝置,用整合度更高、更輕的裝置代替;以及移除一些不必要的冗餘裝置等。
後續船優化
在系列船中,整個建造過程會橫跨很長一段時間,如“尼米茲”級的首艦是在1972年下水的,而最後一艘則是在2006年,期間跨度達幾十年。這樣在前期服役的航母出現超極限排水量問題的時候,後續建造的航母可在設計建造上做一些相應的優化。
在建造時優化,能在一定程度上降低航母自重