微觀航母之飛行甲板的功能設計

希弦

“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，直譯過來就是“飛機搭載艦”，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需求，是航母整艦設計上的基本出發點和關鍵點，飛行甲板也就有理由成為航母整艦設計中的重要一項。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的整體作戰能力上。在航母的發展過程中，隨著航母平臺包括噸位在內的性能指標上的提升，艦載機由活塞時代進入噴氣時代，航母的飛行甲板也同樣經歷了較大的變化。

俯瞰一戰時期航母的飛行甲板，基本是長方形，直接貫通航母的首尾艦面，這樣的飛行甲板被稱為“直通式”。而現代航母的斜直式飛行甲板，呈現的是不規則的多邊形設計。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，前后兩個作業區的緩沖距離太短，起飛和降落難以同時進行，影響了航母作戰效能的發揮，甚至還會因艦載機的著艦失敗沖向艦艏起飛區或停機區造成嚴重的機毀人亡事故。

上世紀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，一條直通跑道用于起飛，一條斜跑道用于降落，斜直兩跑道相交形成的三角區正好用來停放飛機。這就是現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較好地規避了飛機起降、停放和運行操作之間的相互影響和干擾，提高了甲板作業效率，也使航母具備了起飛與著艦同時作業的能力。這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，使航母整艦的設計、航母飛行甲板的設計，都始終貫徹著“飛行第一”的原則。

圍繞著“飛行第一”的設計原則，除了有寬大的飛行甲板和巨大的外飄舷臺，在飛行甲板的細節上還有諸多“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，飛行甲板的任何物體都不能突出甲板水平面；在飛行甲板的降落區，包括菲涅爾透鏡光學助降系統在內的任何設備突出飛行甲板水平面的高度都限定在1.2米以內。飛行甲板右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生心理上的壓力。對于常規動力航母而言，更要考慮有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造最佳的安全起降條件。

同時，為便于甲板飛行作業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狀態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飛行甲板和頂樓甲板之間的中間位置上，有與飛行甲板、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。

在“飛行第一”的原則下，飛行甲板設計配置上的另一個同樣值得留意的細節是所涂覆的防滑涂層。航母的各層甲板都會相應的涂覆涂層，而在這些涂層中尤以飛行甲板的防滑涂層最重要，因為它直接關系到艦載機的出動能力，也是涂料技術研發難度最大的。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提供足夠的摩擦力，保證艦載機起降、轉運、停放中的安全。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。

之所以說飛行甲板的防滑涂層是關系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期間，應避免頻繁修補防滑涂層，以免影響飛行作業。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的防滑涂層要能夠承受10 000次著艦，最高為15 000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起降任務相切合。防滑涂層要做到可承受上萬次艦載機著艦時的沖擊和磨損，在研發上的難度可想而知。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間還要對防滑涂層快速修補2～3次，也不用在進港維護保養中更換近80%區域的防滑涂層。

起飛區中的滑躍起飛甲板

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，更是航母艦載機的主要使用作業面。飛行甲板的功能區劃分也是主要以艦載機的作戰使用為主線來展開的，而艦載機在飛行甲板上的周轉流程也就決定了其功能區的布局。總體上講，航母飛行甲板上最主要的功能區為起飛區、著艦區和停機區。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，就設置在航母艦艉至艦艏側舷的一段斜角甲板上，設置的光學助降系統和攔阻索以及應急使用的攔阻網是航母對艦載機攔阻回收的基本設施。在美法與中俄的海軍航母上，這段斜角甲板著艦區的末端還設置著一、兩臺彈射器，或3號起飛位，在斜角甲板沒有回收任務時還擔負一定的艦載機放飛任務。對于著艦區，這一飛行甲板上的重要功能區，在本刊 2014年第2期的《微觀航母之斜角甲板發展簡史》一文中已有詳盡介紹，在此從略。

飛行甲板的起飛區位于航母的艦艏部位，主要功能就是通過此區域的滑跑或彈射，讓艦載機離艦起飛，長度一般為從艦艏端向后60～100米左右，大約占據航母三分之一的飛行甲板面積。美法兩國航母在彈射起飛甲板的設置上是大體相同的，只是在彈射器的數量上略有差異。彈射起飛甲板也就是在起飛區甲板下安裝了蒸汽彈射裝置。由于往期的微觀航母系列文章中對此已有介紹，所以本文重點關注航母起飛區的滑躍起飛甲板。

因航母艦載機起飛方式的差異，起飛區甲板的設置也有著很大不同。而艦載機起飛方式上的差異，直接造成了航母綜合作戰能力上的差距。直觀來看，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，影響著甲板停放飛機的數量，最終造成了一波次出動飛機的能力不同。不同起飛方式更深層次的影響是，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還可通過甲板作業上的優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。

對于像俄海軍“庫茲涅佐夫”艦和我國海軍“遼寧”艦這種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一定的取舍，這最終限制了二者作為重型艦載機在作戰半徑（航程）和武器掛載能力上的優勢不能全面發揮。所以從航母的整體戰斗力和艦載機的使用效率、性能的發揮來看，彈射起飛比滑躍起飛有著全面優勢，是更理想的起飛方式。

但各國在航母的發展上都不可能很理想地直接選擇最佳的方式，而要綜合考慮自身的技術能力和國防預算等因素。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。所以選擇適合自身的艦載機起飛方式，研制適合自身發展階段和能力需求的航母，是各國最現實的選擇。所以說滑躍起飛甲板為艦載機提供了開創性的起飛方式，性能與成本頗為平衡，成為了多國海軍在航母發展上重點考慮的方式。

在俄羅斯、中國、英國、意大利、西班牙、泰國和印度等國海軍采用滑躍起飛的航母中，滑躍起飛甲板的設置又可細分為整體式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了整個艦艏的甲板。以我國海軍的“遼寧”艦為例，整艦的艏部都是作為起飛甲板而設計的，起飛跑道105米長的1號、2號起飛位正好位于斜角甲板著艦區和艦艏起飛區的邊界處，而195米長的3號起飛位深入斜角甲板著艦區域，大致位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實現滑躍起飛的同時，又能使艦載機的結構載荷保持在極限范圍內。

部分平臺式滑躍甲板相對于整體式滑躍甲板，顧名思義，其寬度只占據了艦艏甲板的部分寬度，或者也可以說在艦艏甲板安裝了一座滑躍起飛平臺。采用這種設計的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，一般只能設置一條滑躍起飛跑道，這顯然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域，增加了艦載機的停放數量和其它艦面作業空間。

當然，這樣的設計一方面是因為“鷂”式短距/垂直起降戰斗機的上艦，憑借“鷂”式優異的短距起降性能，對滑躍起飛跑道的數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型，所擔負的是防空反潛、兵力運輸投送、戰場支援等多樣化作戰任務，在航空能力上的一定削弱，卻強化了對直升機、兩棲登陸艇、坦克等裝甲車輛和作戰人員的搭載和運用能力。

停機區

隨著斜角甲板的引入，現代航母的飛行甲板艦艏起飛區與斜角甲板著艦區之間的交匯區域形成了大面積的三角形停機區域，這里可在不干擾艦艏甲板與斜角甲板區域作業的情況下停放調度艦載機。這里既便于艦載機向起飛區移動，又便于著艦后不需入庫的艦載機在此停靠，同時這塊停機區域旁邊還有2～3部舷側升降機，可以用來轉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，除了這塊相對特定的區域外，航母甲板的其它區域比如舷側的升降機在某些時刻也可以用來停放飛機，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。

艦載機在甲板停放區內的停放，除了基本的數量外，首先要在機種上能夠滿足作戰任務的需求，也就是說飛行甲板上停放的作為主力艦載機的戰斗機，與預警機、反潛和救援直升機、伙伴加油機、電子支援戰機等機種是有一定搭配要求的。其次，停機區內的艦載機有“處于待命狀態”和“作為備份”之分，前者是指只需要作一些常規的檢測和后勤支援作業即可隨時起飛執行任務的艦載機，后者主要用于替換計劃起飛但未能放飛的戰機。

艦載機在停機區幾乎都是以機頭朝著舷內、機尾朝向舷外的方式停放。處于待命狀態的飛機和備份飛機多停放在甲板邊緣，機尾朝著舷外，這樣利于艦載機起飛前的發動機預熱，使預熱時發動機排出的高溫尾氣朝向舷外，就不會對飛行甲板上的其它艦載機和設施造成危險，也不會影響到正常的甲板作業。而著艦降落后準備再次循環起飛的艦載機由于其發動機關閉迅速，可以相對較為自由地停放在飛行甲板中心、艦艏起飛區的后面。

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也很有限，艦載機在停機區的停放布局需要按照飛行計劃來制定。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就可以關閉，臨時劃入停機區，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一同放飛戰機。

航母雖是海軍中體量最大的作戰艦艇，但即使是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，首先必須要遵循一定的規則，以保障艦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，將艦載機牢固地固定在飛行甲板上，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，進而把艦載機固定在飛行甲板上，防止艦載機在飛行甲板上產生滑動和翻滾。而在惡劣海況下，即便系留艦載機的錨鏈增加到十幾二十條，有時也還是難免意外的發生。

飛行甲板的停機區內除了設置系留孔，以便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、供水以及信息數據接口等一系列設施。這種設計被稱作“維修點”（Pit Stop）。特別是艦載機自身的可靠性、穩定性越來越高，使艦載機的出勤率、出動能力也大幅增強，已經具備了多波次循環起降的能力。那么隨著在停機區設置“維修點”，攔阻著艦回收后的艦載機就可以直接滑入停機區的維修點，經過維護檢修、彈藥補給等飛行準備工作后即可再次放飛。事實證明，停機區中維修點的設置，減少了在維護補給等艦面作業中重新停放艦載機的次數，即在一定程度上提高了單機出動率。