“飛行第一”原則下的飛行甲板

    航空母艦，正如其英文原名“Aircraft Carrier”，是aircraft+carrier的組合，原英文名直譯過來也就是“飛機搭載艦”了，這也正是航母與一般水面艦船的最大不同點。所以，滿足艦載機的起降作戰(zhàn)的需求，是航母整艦設計上的基本出發(fā)點和關鍵點。所以，飛行甲板也就有理由成為航母整艦設計中重要一項。飛行甲板的設置很大程度上影響著艦載機的起降能力，最終也就反映到航母艦載機系統(tǒng)的整體作戰(zhàn)能力上。在航母的發(fā)展過程中，隨著航母平臺包括噸位在內(nèi)的性能指標上的提升，艦載機由活塞時代進入噴氣式時代，航母的飛行甲板也同樣經(jīng)歷了較大的變化。

    雖然戰(zhàn)后噴氣式艦載機的上艦，使得航母飛行甲板的尺寸面積大幅增加，加之斜角甲板的引入，現(xiàn)代航母有著較大的艦寬和外飄的巨大舷臺。雖說這樣的實際是滿足了艦載機的作戰(zhàn)使用需求，但考慮到機動性和水道的通過能力，航母在設計上盡量壓縮艦寬、限定尺寸俯瞰“一戰(zhàn)”時期航母的飛行甲板，基本呈現(xiàn)的是長方形，直接貫通航母的首尾艦面，這樣的飛行甲板被成為“直通式”。而如今現(xiàn)代航母的斜直式飛行甲板，呈現(xiàn)的是不規(guī)則的多邊形設計。這種革新性的變化是因為直通式飛行甲板有著突出弱點。直通式飛行甲板限于飛行甲板的長度，前后兩個作業(yè)區(qū)的緩沖距離過短，起飛和降落難以同時進行，影響了航母作戰(zhàn)效能的發(fā)揮，甚至還會因艦載機的著艦失敗沖向艦艏起飛區(qū)或停機區(qū)造成嚴重的機毀人亡事故。

    50年代，英國皇家海軍率先提出并驗證了斜角甲板，進而使得航母的飛行甲板有了兩條跑道，一條通直跑道用于起飛，一條斜跑道用于降落，斜直兩跑道相交形成的三角區(qū)正好用來停放飛機。這就是現(xiàn)代航母飛行甲板的基本樣式。這種斜直兩段式設計的飛行甲板可以較好的規(guī)避了飛機起降、停放和運行操作之間的相互影響和干擾，提高了甲板作業(yè)效率，也使得航母具備了起飛與著艦同時作業(yè)的能力。由此也就奠定了當下航母基本構型上的寬大的飛行甲板和巨大的外飄舷臺結構。這種基本構型，也正是航母整艦的設計、航母飛行甲板的設計，都在始終徹底貫徹著的“飛行第一”的原則。

    Mk.13 Mod.0 IFLOS改進型菲涅爾透鏡光學助降系統(tǒng)，在高度設計上就如簡圖所示針對航母上的“超級大黃蜂”艦載機做了高度上的適配設計，高度為72英寸（1.829米），露出飛行甲板平面的高度僅為0.884米圍繞著“飛行第一”的設計原則，除了看到寬大的飛行甲板和巨大的外飄舷臺，在飛行甲板的細節(jié)布置上還有著諸多“走心”的設計。為保證艦載機的起降安全，飛行甲板及周圍的設施都要嚴格控制。比如說飛行甲板的任何物體都不能突出，要與甲板水平面成向下15°傾斜的平面；在飛行甲板的降落區(qū)，包括菲涅透鏡光學助降系統(tǒng)在的任何設施設備所突出飛行甲板水平面的高度都限定在了1.2米以內(nèi)。飛行甲板左舷上層建筑的形狀和布置也應盡量避免在飛機降落時對飛行員產(chǎn)生心理上的壓力，對于常規(guī)動力航母而言，更要考慮有著各種排氣煙道的上層建筑對甲板上部氣流的擾動影響，總之，飛行甲板上各種設施的布置都應盡量為艦載機創(chuàng)造最佳的安全起降條件。

    同時，為便于甲板飛行作業(yè)期間艦員們的艦面通行，要在飛行甲板的兩舷設置縱向裙廊和過道，以保證在飛行甲板處于作業(yè)狀態(tài)時甲板人員仍能在兩舷通行。這些裙廊和過道在設置上自然是必須低于甲板面的，但也要保證甲板作業(yè)時在裙廊和過道上的艦員能觀察到飛行甲板的情況，便于飛行作業(yè)相關的彈射、通信和消防等設備和操作的展開。在艦體的結構上，裙廊和過道一般設置在了飛行甲板和頂樓甲板之間的中間位置上，有著與飛行甲板、頂樓甲板、桅桿、跑道燈以及飛行甲板下面貫穿的全艦通道的出入口。

    飛行甲板兩舷設置的縱向裙廊和過道除了便于人員的通行外，還設置諸多設備設置，也是甲板人員重要的工作戰(zhàn)位在“飛行第一”原則下，飛行甲板在設計配置上另一同樣值得留意的是細節(jié)是所涂覆的防滑涂層。航母的各層甲板都會相應的涂覆上涂層，而在這些涂層中尤以飛行甲板的防滑涂層最為重要，最為直接關系到艦載機的出動能力，也是涂料技術上研發(fā)難度最大的。在飛行甲板上涂覆的防滑涂層，首要的用途是能夠為艦載機在飛行甲板上的起降作業(yè)提供足夠的摩擦力，保證艦載機起降、轉(zhuǎn)運、停放中的安全性。其次是能夠在航母飛行甲板的鋼結構表面形成保護層，減緩艦載機著艦時對飛行甲板的沖擊力，同時有效降低海上高鹽高濕的惡劣環(huán)境、艦載機的高溫燃氣尾流、以及日常各種油料、洗滌劑、酸堿性溶劑等對飛行甲板的沖擊、腐蝕和磨損等形式的破壞。

    在相對大眾通用的防護涂層上，起防滑作用的成分通常是在環(huán)氧樹脂中適當加入一定粗細的天然氧化物顆粒，起防腐作用的成分是金屬鋅和鋁涂層和聚合物粉末涂層。而航母上所涂覆的防滑涂層，對防護、防腐和抗沖擊等方面的性能提出了更高的要求。圖為CVN-70“卡爾•文森”號上飛行甲板防滑涂層的涂覆之所說飛行甲板的防滑涂層是關系到航母艦載機出動能力的一個重要因素，是因為在航母的出海部署和作戰(zhàn)期間，應避免頻繁修補防滑涂層以免影響飛行作業(yè)。為此，對航母飛行甲板的防滑涂層有著更為苛刻的性能要求。按照美國的軍標，航母飛行甲板著艦區(qū)的防滑涂層要能夠承受10000次著艦，最高為15000次。這樣也就基本與航母在半年多的海外任務部署期間近萬次的航母起降任務相切合。自然，防滑涂層要做到可承受萬余次的艦載機著艦時的沖擊和磨損，在研發(fā)上的難度可想而知。美國海軍也是直到2003年，在“杜魯門”號上試驗的“抓牢”防滑涂層，才達到了這一預期理想的性能指標，才不需在航母任務部署期還要對防滑涂料快速修補2-3次，不再需要在進港維護保養(yǎng)中更換近80%區(qū)域的防滑涂層。

    美航母彈射起飛區(qū)，可見甲板涂覆的顆粒感明顯的防滑涂層，甲板上的系留孔，以及彈射作業(yè)中蒸汽彈射器系統(tǒng)的彈射滑塊、前起落架彈射拖曳桿和限位桿。

    起飛區(qū)中的滑躍起飛甲板

    飛行甲板是航母上最大的甲板，所以也是確定航母主尺度的主要依據(jù)，更是航母艦載機的主要使用作業(yè)面。飛行甲板的各功能區(qū)在劃分上也是主要圍繞艦載機的作戰(zhàn)使用為主線來展開的，而艦載機在飛行甲板上的周轉(zhuǎn)流程也就決定了其功能區(qū)的總體布局。總體上講，航母的飛行甲板上最主要的功能區(qū)為起飛區(qū)、著艦區(qū)和停機區(qū)。艦載機的使用離不開起飛和著艦，直接關乎艦載機著艦安全的著艦區(qū)，就設置在航母艦艉至艦艏側(cè)舷的一段斜角甲板上，設置的光學助降系統(tǒng)和攔阻索以及應急中使用的攔阻網(wǎng)是航母對艦載機攔阻回收的基本設施。同時在美法與中俄的海軍航母上，這段斜角甲板著艦區(qū)的末端還設置著一或兩臺彈射器，或3號起飛位，在斜角甲板沒有回收任務時還會擔負著一定的艦載機放飛任務。

艦載機甲板作業(yè)的基本流程示意圖

    飛行甲板的起飛區(qū)位于航母的艦艏部位，主要功能就是通過此階段的滑跑或彈射，讓艦載機離艦起飛，長度一般為從艦艏端向后60～100米左右，大約占據(jù)航母三分之一的飛行甲板面積。對于美法兩國航母為代表的彈射起飛，在彈射起飛甲板的設置上是大體相同的，只是在彈射器的安置數(shù)量上略有差異，彈射起飛甲板也就是在起飛區(qū)甲板下安裝了蒸汽彈射裝置。

    美海軍的大型航母上為提高艦載機的出動效率，除了在艦艏設置彈射起飛甲板外，在艦艏著艦跑道的末端設置2臺蒸汽彈射彈射器，兼顧了艦載機的彈射方法任務對于起飛區(qū)甲板的設置，因航母艦載機起飛方式的差異也就有著很大不同。而艦載機起飛方式上的差異，直接決定了航母的綜合作戰(zhàn)能力上的差距。直觀上來看起飛方式直接影響著艦載機的起飛效率，從而使艦載機在空中集結編組所需的時間不同。同時，由此造成的飛行甲板結構上的不同，影響著甲板停靠飛機的數(shù)量，最終決定了一波次出動飛機的能力不同。起飛方式的這種差異更為深層次的是，決定著艦載機起飛離艦時武器和燃油的掛載能力。畢竟起飛效率和出動能力是還可通過甲板作業(yè)上的優(yōu)化得以一定程度上的彌補，但限于起飛方式所決定的艦載機離艦時的最大起飛重量是注定無法改變的物理定律。

    采用滑躍起飛甲板的遼寧艦，其起飛甲板的長度比彈射起飛甲板的長度略長，一定程度上占用了停機區(qū)的甲板空間，使得飛行甲板能夠停放的艦載機數(shù)量大為減少，進而影響了艦載機的出動率。比如說綜合各方面信息來看遼寧艦飛行甲板可同時運作的艦載機數(shù)量可能只有12架（1、2號起飛位2架，舷側(cè)升降機上的2架，停機區(qū)8架）對于如俄海軍的庫茲涅佐夫艦和我國海軍遼寧艦這般采用滑躍起飛的大型航母而言，放飛的蘇-33和殲-15“飛鯊”艦載機勢必要在武器載荷和燃油載荷之間做以一定的取舍，這最終限定了二者作為重型艦載機在作戰(zhàn)半徑（航程）和武器掛載能力上優(yōu)勢的全面發(fā)揮。所以從航母的整體戰(zhàn)斗力和艦載機的使用效率、性能的發(fā)展角度而言，彈射起飛較于滑躍起飛有著全面優(yōu)勢，是更為理想的起飛方式。

    但各國在航母的發(fā)展歷程上都不可能是理想的直接選擇最佳的方式，都要綜合考慮自身的技術能力和國防預算等方面因素。畢竟從航母的艦體結構上來看，滑躍式起飛甲板不需要更多的技術支持，簡單耐用；而彈射起飛甲板則涉及飛機彈射的設計，以及彈射器與起飛甲板的結合，技術難度大，且需要更多的維修保養(yǎng)。所以選擇適合自身的艦載機起飛方式，發(fā)展適合自身發(fā)展階段和能力需求的航母，是各國最現(xiàn)實的選擇。所以說滑躍起飛甲板作為開創(chuàng)式的艦載機起飛方式，為航母的艦載機提供了一種性能與成本頗為平衡的起飛方式，成為多國海軍在航母發(fā)展上重點考慮的方式。

    艦載機在航母上的成功滑躍起飛，除了需要艦艏的滑躍甲板，更需要翻轉(zhuǎn)式機械制動輪擋的輔助。艦載機進入起飛陣位后制動輪擋升起擋住兩個主機輪，使艦載機在原地打開加力、不斷提高發(fā)動機的推力功率。當達到最大推力后制動輪擋快速放下，艦載機得以以最佳的離艦速度從艦艏滑躍甲板躍升、起飛在俄羅斯、中國、英國、意大利、西班牙、泰國和印度等國海軍使用滑躍起飛的航母中，滑躍起飛甲板的設置上又可進一步細分為整體滑躍甲板和部分平臺式滑躍甲板。整體式滑躍甲板，也就是航母的滑躍起飛甲板的寬度占據(jù)了整個艦艏的甲板。以我國海軍的遼寧艦為例來看，整艦的艏部都是作為起飛甲板而設計的，起飛跑道105米的1號、2號起飛位正好位于斜角甲板著艦區(qū)和艦艏起飛區(qū)的邊界出，而195米的3號起飛位深入斜角甲板著艦區(qū)域，大致處于降落跑道一半的位置。這3條起飛跑道在艦艏前端交匯，上翹的艦艏起始部分略帶弧形過渡，采用14°的斜升角，在保證了具有良好短距起飛性能的艦載機滑跑上這段斜坡后實現(xiàn)滑躍起飛的同時，又能使艦載機的結構載荷保持在極限范圍內(nèi)。

    部分平臺式滑躍甲板的設計，是發(fā)端自英國海軍，部分平臺式滑躍甲板相對于整體式滑躍甲板，顧名思義滑躍起飛甲板的寬度只占據(jù)了艦艏甲板的部分寬度，或者也可以說是在艦艏甲板安裝了一座滑躍起飛平臺。采用這種設計主要是英國海軍的輕型航母（包括印度海軍接手的R-22“維拉特”號）和意大利“加富爾”號、西班牙“胡安？卡洛斯一世”等這類“業(yè)余”航母。這種部分平臺式滑躍甲板的寬度，只有艦艏甲板寬度的一半，一般就只能設置一條滑躍起飛跑道，這顯然會進一步壓縮了滑躍起飛的艦載機的出動率，不過此消彼長下的另一面是艦面預留出了更多的艦載機停機區(qū)域，增加了艦載機的停放數(shù)量和其他艦面作業(yè)空間。

    當然，這樣的設計一方面是因為“鷂”式短距/垂直起降戰(zhàn)斗機的上艦，憑借“鷂”式優(yōu)異的短距起降性能，對滑躍起飛跑道的數(shù)量需求變得并不迫切了。加之，這類輕型航母已開始向多功能化轉(zhuǎn)型，所擔負的是防空反潛、兵力運輸投送、戰(zhàn)場支援等多樣化作戰(zhàn)任務，因此在航空能力上的一定削弱又此消彼長了對直升機、兩棲登陸艇、坦克等裝甲車輛和作戰(zhàn)人員的搭載和運用能力。

    歐洲海軍所裝備的可執(zhí)行任務多樣化的輕型航母，與直升機母艦、兩棲攻擊艦的界限已是十分模糊。

    執(zhí)行攻擊型任務時，航母飛行甲板的停機區(qū)一般會停放航母40%～50%的艦載機。這個停機數(shù)量就是航母可以一次放飛和回收戰(zhàn)機數(shù)量的上限，也是一個攻擊波中最多能夠出動的架數(shù)。

    停機區(qū)

    隨著斜角甲板的引入，現(xiàn)代航母的飛行甲板艦艏起飛區(qū)與斜角甲板著艦區(qū)之間的交匯區(qū)域形成了大面積的三角形停機區(qū)域，這里可在不干擾艦艏甲板與斜角甲板區(qū)域作業(yè)的情況下停放于調(diào)度艦載機。這里既便于艦載機向起飛區(qū)流轉(zhuǎn)，又便于著艦后不需入庫的艦載機在此停靠，同時這塊停機區(qū)域旁邊還有2～3部舷側(cè)升降機，可以用來轉(zhuǎn)運機庫和飛行甲板之間的艦載機。在飛行甲板上劃設的停機區(qū)，除了這塊相對特定的區(qū)域外，航母甲板的其他區(qū)域比如舷側(cè)的升降機在某些時刻也可以用來停靠飛機，在沒有艦載機回收任務時斜角甲板也可以臨時劃入停機區(qū)。

    機頭朝著舷內(nèi)、機尾朝向舷外是艦載機停放的一個較為直觀的基本規(guī)則。這樣當需要調(diào)動艦載機時，艦載機駕駛員就可以很容易駕駛飛機向前滑動，或者利用牽引車把艦載機拖到相應的位置艦載機在甲板停放區(qū)內(nèi)的停放，除了基本的數(shù)量外，首先要在機種上能夠滿足作戰(zhàn)任務的需求，也就是說飛行甲板上停放艦載機的主力的戰(zhàn)斗機，與預警機、反潛和救援的直升機、伙伴加油機、電子支援戰(zhàn)機等機種是有一定搭配要求的。其次，停機區(qū)內(nèi)的艦載機有著“處于待命狀態(tài)”和“作為備份”之分，前者是指只需要作一些常規(guī)的檢測和后勤支援作業(yè)即可隨時起飛執(zhí)行任務的艦載機，后者主要用于替換計劃起飛但未能放飛的戰(zhàn)機。

    艦載機在停機區(qū)的停放幾乎都是以機頭朝著舷內(nèi)、機尾朝向舷外的方式停放。處于待命狀態(tài)的飛機和備用飛機多是停放在了甲板邊緣、機尾朝著舷外，這樣利于艦載機起飛前的發(fā)動機預熱，預熱時發(fā)動機所排出的高溫尾氣朝向舷外，就不會對飛行甲板上的其他艦載機和設施造成危險，以及不會影響到正常的甲板作業(yè)。而著艦降落后準備再次循環(huán)起飛的艦載機由于其發(fā)動機關閉迅速，可以相對較為自由的停放在飛行甲板中心、艦艏起飛區(qū)的后面。

    飛行甲板上艦載機的停放布列需要有適合于機群起飛或機群降落的幾種不同的方案。

    航母艦載機的飛行計劃若只是進行起飛，那么斜角甲板著艦區(qū)就可以關閉，可以停放和放飛艦載機飛行甲板的總體面積畢竟是有限的，能夠停放艦載機的空間是很有限的，艦載機在停機區(qū)的停放布局需要圍繞飛行計劃來指定。停放在飛行甲板上的飛機既不能影響機群的起飛，又不能影響機群的降落，因而飛行甲板上艦載機的停放布列需要有適合于機群起飛或機群降落的幾種不同的方案。比如甲板的飛行作業(yè)只是圍繞艦載機的放飛來展開，那么這時候斜角甲板著艦區(qū)就可以關閉，臨時劃入停機區(qū)，斜角甲板的第三、第四彈射器或者說滑躍起飛中的3號起飛機位就可以與艦艏起飛區(qū)一同放飛戰(zhàn)機。

    機械錨鏈和艦面系留孔組成了艦上系留設備，也是艦載機能在停機區(qū)停放的前提。航母雖是海軍中體量最大的作戰(zhàn)艦艇，但十萬噸級在茫茫大洋上也只是一葉扁舟，特別是在較為惡劣的海況下更是風雨飄搖。那么航母作為海上運動中的艦載機載體，艦載機在飛行甲板上的停放，首先就要解決必須遵循一定的規(guī)則，以保障脫載機的安全和整個飛行甲板的運行秩序。這其中最基本的前提是，將停放艦載機的牢固的固定在飛行甲板上，而“錨鏈”和艦面的“系留孔”就組成了艦上系留設備，通過對艦載機幾個關鍵部位的系牢，進而把艦載機緊緊固定在飛行甲板上，防止艦載機在飛行甲板上產(chǎn)生滑動和翻滾。而在惡劣海況下，即便是系留艦載機的錨鏈則進一步增加到十幾二十條，有時也還是難免意外的發(fā)生。

    為了縮短艦載機循環(huán)出動的時間、減少在艦面維護保障中的轉(zhuǎn)運、停放次數(shù)，停機區(qū)還引入了F1中的Pit Stop“維修點”這種一鍵解決方案飛行甲板的停機區(qū)內(nèi)除了設置系留穴，在艦載機停放時對其加以系留固定外，在周圍還要配套設置供油、供電、供氣、供水以及信息數(shù)據(jù)接口等一系列設施。這種設計被稱作“維修點”（Pit Stop）。特別是艦載機自身性能上的可靠性、穩(wěn)定性越來越高，艦載機的出勤率、出動能力也由此大幅增強，已經(jīng)具備了多波次循環(huán)起降的能力。那么隨著在停機區(qū)設置“維修點”，攔阻著艦回收后的艦載機就可以直接劃入停機區(qū)的維修點，經(jīng)過維護檢修、彈藥補給等飛行準備工作后即可再次放飛。事實證明，停機區(qū)中Pit Stop維修點的設置，僅僅通過減少在維護補給等艦面作業(yè)中重新停放艦載機的次數(shù)即一定程度上了提高單機出動率。

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責任編輯：王元

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