為什么航母底下那么窄而上面那么寬卻不會側(cè)翻

自從人類發(fā)明船舶以來,船的造型都是上寬下窄,這樣設(shè)計的目的是為了盡量減小船舶在水中的體積,從降低船舶在水中航行的阻力。

不過上寬下窄的造型會影響船舶在水中的穩(wěn)定性,所以人們就盡量將船的重心下移,這樣船舶就如同錐子似的扎在水里,穩(wěn)定性反而更好。

目前人類制造難度最高的船舶就是航空母艦,雖然現(xiàn)在最大的航母噸位不過十萬噸,這跟動輒幾十萬噸的運輸船沒法比,但航母的設(shè)計的復(fù)雜性和制造難度是運輸船所遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能比擬的,雙方的制造難度根本不在一個量級上。

其實不止是在船舶領(lǐng)域,即便放眼整個人類工業(yè)領(lǐng)域,航母也是最復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品。美國的尼米茲級航母需要十億個零件,每個零部件都必須達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn),其建造難度可想而知。

航母說白了就是一個海上移動機(jī)場,既然是機(jī)場就必須得有跑道,而跑道自然是越大越好。雖然現(xiàn)在美國航母擁有彈射器,可以在短距離內(nèi)彈射戰(zhàn)斗機(jī)和輕型預(yù)警機(jī),在一定程度上減輕了對甲板跑道長度的剛需。

但面積更大的甲板還是可以為航母指揮官提供更大的想象力,起碼航母甲板上可以停放更多的戰(zhàn)斗機(jī),在戰(zhàn)前可將大量戰(zhàn)機(jī)預(yù)先按放到甲板上,免去了開戰(zhàn)后升降機(jī)來回運載飛機(jī)的麻煩,提高戰(zhàn)斗機(jī)的出動率,而戰(zhàn)機(jī)的出動率才是一首航母戰(zhàn)斗力的體現(xiàn)。

因此各國航母都盡量將甲板做大,例如美國的尼米茲級航母的甲板面積就高達(dá)1.8萬平方米,能裝下兩個半足球場。(航母甲板越大,放得飛機(jī)也就越多,尼米茲級航母甲板通常最多可以放下30架戰(zhàn)機(jī))

(為了幫助航母士兵放松心情,美軍組織NBA球員在航母甲板上進(jìn)行比賽,美軍航母甲板放下一個籃球場和觀眾看臺是綽綽有余的)

不過由于航母的甲板非常大,因此總給人一種頭重腳輕的感覺。但其實航母的穩(wěn)定性非常高,說是腳下生根也不為過,各種高難度的戰(zhàn)術(shù)規(guī)避動作都不在話下。

(航母上面雖寬,但其實下面也不窄,只是為了克服海水阻力,航母的前面比較窄,所以給人感覺下面非常窄)

(美軍航母進(jìn)行戰(zhàn)略規(guī)避訓(xùn)練,在戰(zhàn)場上這樣的高速急轉(zhuǎn)彎是為了躲避敵人的導(dǎo)彈

其實在船舶設(shè)計上所有的船都是一樣的,大家重心都在船底,航母也是如此。

為了增強(qiáng)航母的穩(wěn)定性,航母的動力系統(tǒng)全部安放在船底,其中包括核反應(yīng)堆、蒸汽渦輪、發(fā)電設(shè)備、海水淡化設(shè)備以及厚重的隔水閘門,這些東西的質(zhì)量是非常大的,更何況航母的龍骨也在船底,有這些玩意兒壓艙底,航母絕對穩(wěn)如磐石。(福特級航母結(jié)構(gòu)圖,該型航母的動力系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)都在船體最底部)

除此以外,航母的底部兩側(cè)都設(shè)計有水壓倉,航母可以通過控制兩邊水壓倉內(nèi)的水量來靈活調(diào)節(jié)航母兩邊的配重。一旦系統(tǒng)檢測到航母傾斜的角度過大,就排出側(cè)傾一面水壓倉中的水,而另一面水壓倉則會注入更多的水,從而幫助航母恢復(fù)平衡。(航母兩側(cè)的水壓倉)

(從這個角度可以看出,航母的抗傾斜能力是非常強(qiáng)的,根本不可能側(cè)翻,炸翻的可能性都幾乎沒有)

首先航母在設(shè)計中,對于航母的重心有很好的把握,上層部分的外飄看著大,但是大都是空心的外飄箱式結(jié)構(gòu),而下面看似很窄,但是里面容納了航母的動力軸? ??和發(fā)動機(jī)、鍋爐等重量很大的設(shè)備,確保了航母始終是重心非常穩(wěn)定的狀態(tài)。

再者說,航母的下面也不見得就比飛行甲板的外飄窄很多,從船頭看當(dāng)然窄了很多,因為船頭是尖尖的,要劈開水的阻力的,但是航母的腰線處和船尾處一般寬度就不小了,不分外飄不大的輕型航母甚至在船腰部分達(dá)到了艦體和外飄甲板一樣寬的程度。比如英國海軍的無敵級航母、蘇聯(lián)海軍的基輔級航母等。

而像美國那種大型航母,即便是外飄部分很大的,其船體在中部和尾部也已經(jīng)非常寬了,最寬的比值為40米寬的艦體和70米寬的外飄,兩邊各多出20米。這20米的箱體結(jié)構(gòu)內(nèi)幾乎是空心的,沒有任何設(shè)備,被命中后就是一個大窟窿,但是其艦體部分卻是大量的水密隔艙構(gòu)成,而且內(nèi)部有大量的動力設(shè)備和燃料物資,船體重心向下。

另外,很多航母在上層建筑中使用了鋁合金材料來降低重量,保障重心穩(wěn)定,比如遼寧艦和002型國產(chǎn)航母,他們都是如此,別看上層建筑巨大,其實由于是鋁合金,因此重量很輕,唯一的缺點是鋁合金不耐熱,但是能夠給航母帶來很好的航海性能,而在艦體部分則大量采用了特殊的高屈服強(qiáng)度鋼材,因此重量較大,也同樣保障了重心的穩(wěn)定。

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