相对于常见的军舰油轮,航母的样子相当独特。她上宽下窄左凸右翘,一边是高耸的舰岛,一边是孤悬的外飘甲板,总担心她平衡困难,侧翻在海里。 可这样一个300多米长,6、70米宽,甲板面积1。52万平方米的巨型“海上机场”机动性、平衡性强着呢!她能在高速航行中急转弯,一侧甲板几乎贴着水面都不会翻,真是一个了不起的工程奇迹。 平衡和稳性,是考验船舶好坏的重要指标。这俩做不好,船就会在惊涛骇浪中大幅横摇,甚至倾覆。 航母也一样,她左右不对称,上下不均匀,物理重心与几何中心不重合。但工程师们想尽各种办法,通过结构设计、重量分布、压载配平等方式让重心平衡;又通过减摇鳍、舭龙骨、减摇水舱、减摇舵等手段增加稳性。 1、结构设计。 航母右舷舰岛很重,就算“尼米兹”航母用小型舰岛也有700多吨。于是1952年,英国工程师发明了斜角甲板。通过左舷外飘甲板,既增加了甲板面积,让舰载机分区起降互不干扰,又平衡了航母重心,真是一举两得。 但这只是航母综合平衡中的一小部分,更多的秘密隐藏在船舱中。 2、配平和压载水舱。 航母看起来上宽下窄,其实水线以下的船体非常宽,干舷也很高,从甲板到水面十几米。“小鹰”号航空母舰甲板有8层,共1500多个舱室。从上到下包含飞行甲板、弹射系统、机库、维修工厂、指挥中心、食品库、士兵舱、行政办公室等等。虽然项目繁多,但重量只占一小部分。 而发动机、反应堆、传动系统、弹药补给、燃油淡水这些大吨位家伙都在8层以下的舱室里。淡水、燃油在左右舷侧边舱里边,调整压载水量就能控制平衡。压载水还能增加防护力,抵御鱼雷打击。 3、稳性好,船体宽、干舷高,储备浮力大。 船舶初稳性由很多因素决定,最重要的是重心和稳心相互关系。稳心是船舶浮心曲线的曲率中心,是正浮状态下浮力作用线与小角度横倾时浮力作用线的交点。 航母稳心高重心低,受力倾斜时浮心移动到重心外侧,产生向上的复原力矩,使船恢复到平衡状态。像不倒翁那样,怎么推也推不倒。不过稳心太高也不好,那样横摇周期短晃动频率高。容易晕船,也不利于设备操作,所以会控制在一个适当比例。 此外,航母船体宽、干舷高,储备浮力特别大,大倾角稳性(倾斜角度大于1015或上甲板边缘入水)也特别强。所以不管正常航行还是恶劣海况,航母都能保持平衡,减小横摇横倾。 4、各种减摇、平衡设备。 舭龙骨是船舶上普遍应用的减摇装置,位于船舷和船底板连接部分,能增大横摇阻尼,减少约2550的横摇幅度。 舭龙骨 在航母船体左右,有一对或多对减摇鳍,像鱼鳍一样减小横摇保持平衡,有固定式、收放式、折叠式三种。减摇鳍受速度影响大,低速时效果不佳。 减摇鳍 船舷两侧的减摇水舱,在计算机控制下开关阀门,控制压载水横向流动,使其与航母横摇方向相反,周期相同,从而保持平衡。和风漫谈原创,禁止抄袭。 此外,控制舵面、移动重物也可以减小横摇。比如法国“戴高乐”号航母上有12块移动金属块,每块重20吨。计算机控制在金属块在滑轨上左右移动,调整航母平衡。 “戴高乐”号航母上的移动金属块 舰载机起降、人员设备移动、油料消耗让航母重心不断变化,所以航母上有专人密切关注并及时调整。 综上,通过以上种种方式,航母这个形状奇特的多边几何体保持着强大的平衡和稳性,足以应对各种恶劣海况和敌人攻击,为舰载机提供一个安全平稳的“海上机场”。 和风漫谈原创文字,欢迎关注。图片来自网络,个人观点,仅供参考。