微觀航母之升降機

希弦

舷側升降機

升降機是航母飛行甲板上重要的艦面設備，是飛行甲板與機庫之間進行艦載機調度的關鍵設備。通過升降機的運轉，形成有序的艦載機飛行作業循環回路，完成艦載機的入庫、檢查、維護、出庫、掛彈、待命等基本作業保障。升降機，與艦載機、斜角甲板、助降系統、彈射器等方面的技術類似，都在不斷的技術迭代中共同助推著航母技術的進步發展。

早期的艦載機用升降機就布置在飛行甲板的中線及附近，這對于當時尚屬輕型的航母而言，有著結構簡單輕便、艦體的防浪性和安全性高的優點。但這種在飛行甲板中線開大口的舷內式升降機，對甲板和艦體的結構強度都會造成不小的損害，需要幾百噸的鋼材來強化彌補。舷內升降機一旦發生故障，又沒有停在飛行甲板平面時，就會在飛行甲板中部形成一個凹坑，嚴重影響了艦載機的正常起降和艦載機在機庫與甲板間的移動。

舷側升降機設置于飛行甲板的舷邊，艦載機進出機庫的開口在艦體舷側，自然艦體在設計和建造上對此就要額外考慮。舷側升降機張出的懸臂梁結構同樣是技術難度不小的問題，加之舷側升降機的整套系統較重，以及在應用上為避免海浪打上升降平臺，這對航母的舷高有一定要求，所以舷側升降機一般只能在大中型航母上應用。

雖然舷側升降機的技術難度較大，但其所帶來的好處也非常明顯：航母的飛行甲板不必開口，提高了艦體的結構強度。而且由于舷側升降機的甲板開口是三邊固定，另一邊是開放式的，在艦載機的轉運中，艦載機的尺寸適應能力更強，只要機體寬度和高度不大于機庫舷側大門的開口尺寸即可。若艦載機的機身長度稍長，超過了升降機平臺的尺寸，機身可在平臺開放式的一側伸出舷外，仍可以順利進出機庫。那么對比看，舷內升降機在這方面限于飛行甲板封閉開口的尺寸，沒有過多的余地，甚至有的艦載機為保證機身的長度和寬度都小于升降平臺的尺寸，在機體設計上除了主翼、平尾折疊外，還要對機頭和尾椎進行折疊設計。

舷內升降機，較于舷側升降機除了在艦載機適應上的突出差異外，還因甲板中線舷內升降機的存在限定了艦載機的起飛和回收作業效率。也正是這兩方面的根本性劣勢，使得舷內升降機在目前的航母應用中僅限于飛行甲板空間狹窄、搭載艦載機數量有限的輕型航母，而大中型航母上用于艦載機轉運的升降機皆為舷側式。

在大中型航母上舷側升降機的數量是根據機庫的布置和艦載機進出機庫的需要來初步確定的，升降機的位置同樣也是圍繞艦載機展開，要考慮艦載機艦面作業時進出機庫的路線，既便于著艦回收的艦載機進入飛行甲板下方的機庫，又利于出庫的艦載機快速在彈射起飛位、在待機區就位。在美國超大型飛行甲板的航母上，舷側升降機的數量是4部，左舷斜角甲板尾段處1部，右舷艦島前2、后1共3部。這種在“小鷹”級航母上發端的舷側升降機布置方式憑借著艦載機進出機庫路線上的優越性，成為了隨后美國核動力航母時代的標準形式。

在“庫茲涅佐夫”號和“遼寧”艦右舷艦島前后各設置有1部舷側升降機。限于升降平臺方正外形的尺寸面積，舷側升降機對蘇-33或殲-15“飛鯊”重型艦載機的轉運能力只有1架。那么，國產航母舷側升降機就極有可能引入美航母上的增加三角形區域的成功設計

艦載機作為舷側升降機的最主要的轉運對象，其升降平臺的尺寸形狀和轉運能力也都要取決于艦載機的機體尺寸和轉運數量。對于大中型航母而言，舷側升降機的提升能力在40噸以上，可同時轉運2架機翼折疊后的艦載機。但同時因具體需求的差異，在升降平臺的形狀上又是不盡相同的。

最基本最簡單的舷側升降機形狀就是近似方正的矩形，在美國早期的“福萊斯特”級和蘇俄的“庫茲涅佐夫”號、“瓦良格”號上就是這樣。隨后的美國現役航母的舷側升降機在這種矩形的基礎上增加了一塊三角形區域，雖然這塊增加的三角形區域面積不大，但足夠容下固定翼艦載機折疊后的一側主翼，非常高效直接地增加了升降平臺的有效停機載放空間，改善了舷側升降機在同時轉運2架固定翼艦載機時空間局促的狀況，也使得艦載機在進出機庫、或在舷側升降機停放時可以更為隨意、自由度更高。比如某些機身較長的機型即可沿著這個三角形的斜邊方向停放，這樣斜向進入機庫后比正向進入時更方便機庫內的轉向掉頭。這種設計的進一步拓展，便是法國“戴高樂”號航母上舷側升降機的梯形形狀。

舷側升降機的結構原理，就是通過液壓能來帶動鋼索，然后拉動升降平臺上的栓固點來達到提升升降平臺的目的。舷側升降機主要由升降平臺、液壓油缸組件、動滑輪組、垂直導向輪和水平導向輪、垂向導槽、鋼索、液壓鎖銷、控制系統、安全保障設施等構成。舷側升降機的外在結構為懸臂梁形式，機庫的舷邊設有開口，在此開口外設有兩道垂直的導槽，升降機平臺的兩側以4組（每組4根）鋼索懸吊。升降平臺，是舷側升降機系統中最基本的也是最大的部件，即便設計時在滿足載運預定載荷的基礎上要盡可能做到輕量化，但其自身重量也還是有近百噸。

液壓油缸組件是舷側升降機系統的動力源，通過系統內的動滑輪組、導向輪、鋼索等機械部件將液壓能轉化為拉動鋼索使升降平臺上下運動的機械動能。高壓液壓油進入油缸使得升降平臺向上運動;升降平臺在重力作用下向下運動，迫使液壓油流出油缸;同時通過主控制閥控制液壓油進出油缸的流量來控制升降平臺上下運行的速度。在此過程中，舷側升降機的結構不僅要能承受升降平臺的自重、額定載荷，還要承受外在的風載、浪載，以及由于航母和升降平臺運動時所產生的動態載荷。

大中型航母上的舷側升降機的轉運能力在40～60噸間。如“尼米茲”級航母上的升降平臺的寬度為15.9米，機庫端的長度為23.5米、舷外側為25.9米，整體的面積在360平方米以上，空間上不僅可同時載運2架固定翼艦載機，需要的話還能再停放下一架“海鷹”直升機。舷側升降機的轉運作業效率很高，在飛行甲板和機庫之間運行一次只需25秒，加上裝卸備停的各15秒時間，也就是說舷側升降機在1分鐘內即可完成艦載機在飛行甲板和機庫甲板間的轉運。

航母上的艦員查看舷側升降機的液壓油缸組件的監視控制面板。液壓系統是舷側升降機的動力

彈藥升降機

隨著艦載機作戰能力的多樣化、彈藥技術的進步以及航母編隊在用途上的多樣化，航母上所要搭載的武器彈藥不僅要儲備足夠，在類型上也更為豐富。數百甚至上千噸的武器彈藥，在航母上必須存放在專門設置且具有嚴密防護的彈藥庫中。航母上的彈藥庫一般布置在航母水線以下的主動力機艙前后兩端的裝甲艙室內。以“尼米茲”級航母為例，3000噸左右的彈藥儲備量，在水線以下有22個彈藥存儲區，同時根據彈藥存儲類型又劃分為35個大小不一的彈藥庫，集中在艦艏和艦舯區域。

快速高效地將武器彈藥從彈藥庫轉運至飛行甲板給艦載機掛彈，或在海上補給保障作業中將補給來的武器彈藥轉運儲存到彈藥庫內，就是航母上的彈藥貯運作業。以甲板作業中給艦載機的掛彈來看，航空彈藥的貯運作業可基本劃分為彈藥庫內的彈藥取出、轉運到指定區域的彈藥裝配、彈藥的水平轉運以及彈藥升降機貫穿各甲板的垂向運輸等若干基本環節。與此相關的作業設備包括可升降推車、支架式推車、軌道式起重機、彈藥升降機等幾千套轉運設備，這其中彈藥升降機是彈藥貯運作業的垂向運輸環節中尤為重要的艦上固定設備。

彈藥升降機的主要工作原理和結構與艦載機用的舷內升降機相似，只不過載運能力要小得多，在動力源型式上除了液壓式，還有機電鋼索式、機械螺桿式等類型。特別是出于安全角度的考慮，彈藥升降機的運輸路線并非如艦載機用升降機的那般直接，不是直接連接彈藥庫與飛行甲板，而是采用交錯式設計，分為下層和上層彈藥升降機。“尼米茲”級航母上有6臺下層彈藥升降機和3臺上層彈藥升降機。6臺下層彈藥升降機負責把彈藥運送到機庫主甲板下一層的裝配區，在該層甲板的艦員食堂兼彈藥裝配區以流水線的方式完成彈藥的戰斗部、彈翼、制導、引信等部件的裝配后，再由3臺上層彈藥升降機把彈藥轉運到飛行甲板的“臨時彈藥存儲區”（bombfarm），等待給艦載機的掛彈作業。

同艦載機用的舷側升降機類似，彈藥升降機的布置、數量和轉運路線同樣是依據彈藥庫、彈藥裝配區的位置和飛行甲板開口以及轉運過程中的安全性等方面來綜合確定的。但在這多種因素平衡下，目前“尼米茲”級等航母上的上層彈藥升降機的開口是靠近艦舯的，正好或靠近艦面的飛行作業區。上層彈藥升降機在進行武器彈藥的作業中往往會干擾艦載機的起飛和著艦回收作業。加之，彈藥升降機的升降平臺面積和載運能力偏小偏低，因此彈藥在裝配區裝配完成后的轉運路徑還可通過上層彈藥升降機轉運到機庫甲板，然后統一再由舷側升降機運至飛行甲板。但這隨之而來的是，可能與艦載機轉運作業的沖突。

通過舷側升降機可統一從機庫甲板向飛行甲板轉運彈藥，但隨之而來的問題是與艦載機轉運作業的沖突

針對上述缺憾，在美國海軍最新下水的“福特”級航母上，對彈藥貯運作業的相關設備系統進行了顛覆性的設計。其彈藥裝配區提高至機庫甲板上面的中樓甲板層，離飛行甲板很近，裝配完的彈藥可迅速提升到飛行甲板，作業效率明顯提高。而且作為專用的彈藥裝配區不再兼顧艦員食堂的職能，空間面積更大、更靠近舷側。由此，彈藥升降機在布置上讓出了飛行作業區，更靠近右舷，可以利用航母右舷更充裕的空間布置4部上層彈藥升降機，這樣不僅降低了對飛行甲板作業的影響，也提高了包括彈藥貯運作業在內的甲板作業的效率和安全性。加之，“福特”級航母配備的11部先進彈藥升降機（4部上層、7部下層）采用的是永磁直線同步電機技術，不僅速度快、可靠性高，而且升降平臺的面積更大，長約5.9米、寬約2.4米，載運能力更是高達21.8噸左右，遠超此前的2.5噸。

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