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航母的甲板到底有多厚呢?

  现代航空母舰的飞行甲板厚度也就是50毫米,有的地方可能还稍微薄一些。这个数字是不是有些出乎意料呢?我们看个例子就很清楚了,下图为美国“福莱斯特”号航空母舰在1967年10月26日的爆炸事故,甲板上被炸了不少大洞,从甲板断面上看钢板厚度还没有鞋底厚。

  当时的“福莱斯特”号已经开始搭载28吨的F-4“鬼怪”战斗机,70年代又换装33吨的F-14“雄猫”重型战斗机,这个厚度的甲板其实已经足够使用,美国人总不会设计不符合要求的甲板吧。

  还有1969年1月14日的“企业”号航空母舰爆炸事故,甲板部分区域出现了凹陷

  有些网友可能坚持认为50毫米肯定是错了,因为我在以前的文章里经常看见类似的评论,甚至有说应该是50厘米。这样吧,我们借此算一下如果航空母舰甲板达到50厘米会是什么情况,还是以上面提到的“福莱斯特”号为例,我们将这艘航空母舰的飞行甲板等效成一块300m*50m*0.5m的钢板(飞行甲板最大宽度达到70米,我们取平均50米),如果按照密度7.85g/cm^3来计算的话,那么他的飞行甲板重量将达到58800吨。但是“福莱斯特”号的标准排水量也不过才59600吨,也就是说光一个甲板重量就占到标准排水量的98%,那么舰上船体、燃油、舰载机、弹药呢?不会都不要了吧,所以我们反过来推定这个50厘米的数据显然是不对的。下图为美国“尼米兹”的纵剖示意图,其实飞行甲板下部还有很大的一部分结构

  其实在二战中后期出现过一种“装甲航空母舰”,这种航空母舰为了抵御俯冲轰炸机的轰炸专门在飞行甲板铺设了厚重的装甲。下图为美国海军“中途岛”号航空母舰改造时对飞行甲板进行切割,他的飞行甲板厚度达到了89毫米,比现代航空母舰要高一些。而日本大凤号甲板装甲厚度则为75-95毫米不等。

  二战结束后一段时间,俯冲轰炸机这个威胁逐渐消失,这样飞行甲板就不需要专门的装甲抵御俯冲轰炸。这时的飞行甲板主要是考虑如何承受重量逐步变重的舰载喷气式战斗机,由于航空母舰对舰体重量的十分敏感的,每增加一点排水量就会造成其他方面的负担,所以飞行甲板的设计要遵循“如何用最少的材料去实现最稳定的结构”(这个思想其实在任何工程上都是这样)。如果飞行甲板设计的太厚,那么舰体重量增加,这样会拖累动力系统,间接对全舰的电力、弹射器造成影响,还会挤占弹药、舰载机和燃油的携带能力。所以能用1块板砖的完成的活没必要去用1个铁块,只要飞行甲板的结构、材料和厚度达到设计指标,能够保证在一定重量区间内的舰载机进行多少架次起降、能够抵御多少当量的爆炸等等指标即可达到要求。理论上也可以把飞行甲板设计成50厘米,但是就像我们上面说的那样,飞行甲板自身重量都将近6万吨实在是没必要。除了飞行甲板之外,全舰各个部位的钢板都要在达到设计指标的情况下尽量做到“薄”。下图为美国CVN-79“肯尼迪”号核动力航空母舰钢板切割仪式

  其实现代材料随着冶金技术的发展已经比二战时期的钢材性能要好几倍。而且钢材虽然是一种常见的材料,但是也根据需求不同分成好几种,比如碳素钢、合金钢、低合金高强度结构钢、弹簧钢等等。这些不同种类的钢材表现的性能是不一样的,比如屈服强度、韧性、延展度、耐腐蚀性等等,总之用在航空母舰飞行甲板的钢材肯定不会和马路上路灯杆是一样的。航空母舰上使用的是“低合金高强度钢”,少量的合金元素使得钢材的某些力学性能有显著的提高,单位厚度的力学性能要远远比我们常见的广告牌用钢好的多,这样就可以用尽量“薄”的钢板达到设计指标。下图为美国“福特”级航空母舰使用的HSLA-100钢的主要成分,还有之前美国“尼米兹”号使用的HSLA-80钢,他们的屈服强度都在550MPa以上,可以满足30吨重的舰载机频繁的对甲板进行冲击。其实还有排号更高的钢材,但是只能说他们装上之后有性能的“富余”,在种情况下使用高性能的钢材就带来额外的经济负担,实在没有必要。

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