英国无敌级轻型航空母舰

2012-10-08 18:21  字号:T | T

    英国是航空母舰的发祥地,它的航母在二战中有过出色表现。战后英国国力日衰,再也无力建造象美国那样的大型核动力航母,但相信航母实力的皇家海军又不想放弃这个海战法宝,万般无奈之下的皇家海军只好采取了折中之策:用所谓的“全通甲板巡洋舰”来代替传统的舰队型航母,这就是后来的“无敌”级轻型航母,它的出现与“鹞”式垂直/短距起降飞机的研制成功不无关系。

    基本信息

    具体性能参数:

    满载排水量:20600t。

    舰总长:209.1m。(约合690尺)

    水线长:192.6m。

    舰总宽:36m。

    水线宽:27.5m。

    吃水:8m。

    飞行甲板:长167.8m,宽13.5m。

    航速:28kn。

    最高速度:28节

    巡航速度:18节

    续航力:7000nmile/19kn。

    燃料:柴油

    锅炉:COGOC 动力系统

    人员编制:650人(其中60名军官)+航空人员366人(其中80名军官)+500名皇家海军陆战队。

    动力装置:四套劳斯莱斯 Olympus 蒸气涡轮机

    导弹:1座双联装英国宇航公司的“海标枪”舰对空导弹发射装置,雷达/半主动雷达寻的,射程40km,飞行速度2Ma,对空射程100~18300m,备弹36枚。

    舰炮:3座美国20mm6管MK15“密集阵”速射炮(R07号舰),射速3000发/min,组合射程1.5km。3座荷兰电信/通用电气公司的7管30mm“守门员”速射炮(R05和R06舰),射速4200发/min,射程1.5km。2门厄利孔/布马克公司的20mmGAM-B01速射炮,仰角55-,射速1000发/min,射程2km。

    对抗措施:8部“海蚊”130mm诱饵发射装置,装有美国“大草原”气幕噪声抑制系统。雷卡-索恩公司的UAT电子侦察设备,索恩公司的675(2)型电子干扰机。

    作战数据系统:ADAWS10,ADIMP10(R06舰)作战数据自动处理系统。10、11、14号数据链和西门子-普莱西公司的JTIDS16号数据链,JMCIS。马特拉-马可尼公司的“赋税”2C(R05)或2D(改装后的R06和R07)卫星通信设备。

    火控系统:GWS30Mod2舰空导弹指挥仪。

    雷达:对空搜索——马可尼/电信公司的1022型雷达,D波段,搜索距离265km。

    对海搜索——马可尼公司的992R型雷达(R07舰)或普莱西公司的996(2)型雷达(R05和R06舰),E/F波段。

    导航——2部凯尔文-休斯公司的1006型(R05和R07舰)、1007型(R06舰)雷达,I波段。

    火控——2部马可尼公司的909型或909(1)型(R06舰)雷达,I/J波段。

    声呐:普莱西公司的2016型舰壳声呐,主动搜索与攻击,中频。

    固定翼飞机:9架FA2“海鹞”垂直/短距起降战斗机和6架“鹞”GR7型战斗机。

    直升机:9架“海王”HAS6反潜直升机或EH101“默林”直升机。3架“海王”空中早期预警机(AEW2)。

    改装过程

    该级舰的首舰“无敌”号于1973年4月17日向英国维克斯船厂订购。第二艘舰于1976年5月14日订购,第三艘舰于1978年12月订购。

    1989年1月R05舰完成了为期27个月的现代化改装,改装了滑跳跑道,使升角达到12-,增加了飞机停放空间和支援设施,使载机量至少达到21架(“海鹞”及“海王”空中早期预警和反潜直升机)。加装了3座“守门员”近程防御系统、2016型舰壳声呐、“海蚊”诱饵、996型雷达和指挥控制设置,还增加了120名航空和编队司令部人员的铺位。

    1994年2月,R06号舰完成了30个月类似的现代化改装,达到了与R05舰同样水准,但对R05舰列出的那些指挥和武器系统又作了改装。另外,R06号舰有一新型桅杆和用于箔条发射装置的新舷台;首楼的右舷侧加装了顶层甲板以提供更多的飞机停放空间,在其下则是航空人员的简易房间。滑跳起飞跑道的上斜角增加到13-,R05号舰和R06号舰均为海上编队旗舰。1998年中期,R05号舰和R06号舰开始改装以搭载“鹞”GR7型战斗机。该项改装包括拆除“海标枪”导弹发射装置、增加7%的飞行甲板面积和安装支持“鹞”GR7型战斗机的设施。1998年晚些时候,开始对R07号舰作上述所有项目的改装。

    该级舰在设计时就考虑到要在接近舰中线处安装"海标枪"导弹发射装置,因而首楼为露天式,甲板带有轻微角度。1976~1977年间修改了设计,允许运送海军陆战队突击队员,飞行甲板的前端允许垂直/短距起降飞机以更大的起飞质量更有效地起飞作业。

    该级舰的作用,除了提供指挥、控制和通信设施这些主要任务外,就是完成直升机和垂直/短距起降飞机的搭载和起降作业。需要地面攻击飞机时,可搭载空军的“鹞”GRMK7s型战斗机。为了能容纳这两种飞机的下一代机型,舰上升降机和机库留有足够的储备。该级舰只有两艘在航,第三艘舰处于改装、维修或待命状态。

    设计生产

    研制背景

    60年代虽然取消了英国海军打算建造的CVA-01号攻击航母给这个传统海军大国的航母事业一个沉重打击,意味着固定翼舰载航空兵将从英海军舰队中消失。但是,海军并没有放弃反潜直升机。然而,由于航母在舰队中的消亡,需要有一种代替其指挥舰功能的新舰,.并且把运用反潜直升机的功能结合起来,这就引出了指挥巡洋舰的概念。于是,1966/67年的海军参谋部需求书中规定了该指挥舰能提供指挥控制一个由舰船、飞机和潜艇组成的大的反潜部队的设施,并且有能装载和运用重要的反潜直升机和辅助舰队防空的设备。

    为了满足这些要求,设计了一个装有“海标枪”舰空导弹系统和载6架“海王”反潜直升机及1000名舰员的12500t的舰。该舰从侧影上看很像意大利的直升机巡洋舰,其特征是首部装有导弹、中部是上层建筑和机库,尾部是飞行甲板。经过进一步研究发现,如果直升机增加到9架,那么作战效率将有很大的提高,但这必须把机库移到下甲板占整个船长,同时机库甲板和飞行甲板之间要装升降机。排水量增加到17500t,而且为了给出最大的飞行甲板作业面积,将上层建筑移到右舷,飞行甲板成为全通的甲板。在这点上,当时设计师们演出了一场重新创造航母的滑稽戏。由于那时政府已决定不再建造航母,所以设计师们必须编出种种理由来迷惑一般的社会政治家,这些人虽然总的倾向是反对航母的,但实际上并不了解航母的详情。因此,把飞行甲板称为全通甲板(throughdeck),而把该舰称为全通甲板指挥巡洋舰。

    终于经过一番努力后,该级舰的首舰1973年被批准建造了。其排水量增加到19500t,能载9架STOVL垂直/短距起降飞机。然而,直到英阿马岛海战严酷的现实说明,没有海军舰载航空兵的参加,很难取得现代海战胜利的血的代价教育了英国的上层人士,转变了对航母的立场,重又决定英海军序列中保有3艘航母。至使英国航母起死回生。

    建造计划

    该级舰共批准3艘,并于1973年4月17日向英国威克斯船厂订购首舰。第2艘、第3艘分别于1976年5月、1978年12月订购。首舰1973年7月开工,1980年7月服役,“卓越”(Illustrious,又译为“光荣”)和“皇家方舟”(ArkRoyal)号分别于1976年10、1978年12月开工,1982年6月、1985年11月服役。首舰造价1.85亿英镑,“皇家方舟”造价2.20亿英镑。

    使命与任务

    ①作为编队指挥舰。

    ②执行反潜战任务。完成这一任务,主要责任落在“海王”反潜直升机的身上。

    ③执行区域防空任务。完成这一任务的主要装备:是具有战斗和侦察能力的“海鹞”垂直短距起降飞机。

    性能装备

    满载排水量:20600t。

    标准排水量:16000t。

    尺寸:总长209.1m,水线长192.6m,总宽36m,水线宽27.5m,吃水8m。

    飞行甲板长:167.8m,宽13.5m。

    动力装置:COGAG(燃气轮机联合动力),4台lib公司“奥林普斯”TM3B燃气轮机,持续功率72.5MW(97200hp),双轴。

    航速:28km/h。

    续航力:7000km(19km/h)。

    人员编制:舰员685(60名军官)+航空人员366(80名军官)。

    导弹:1座双联装“海标枪”舰对空导弹发射装置,半主动雷达制导,射程40km,速度2Ma,射高100~18300m,备弹36枚,有一定反舰能力。

    舰炮:3座6管MKl520mm“密集阵”速射炮(R07号舰)。3座7管30mm“守门员”速射炮(R05和R06号舰),射速4200发/min,射程1.5km。2门20mmGAM-B01速射炮,射速1000发/min,射程2km。

    对抗措施:8座“海蚊”130mm干扰火箭发射装置。UAT电子侦察设备,675(2)型电子干扰机。

    作战数据系统:ADAWSl0作战数据自动化武器系统,设10、11、14号数据链和JTIDS联合战术信息分配系统,JMCIS联合海上指挥信息系统,SCOT-2C或2D卫星通信系统。

    火控系统:GWS30-2导弹指挥仪。

    雷达对空搜索:马可尼/信号公司1022型雷达,D波段,作用距离265km。

    对海搜索:马可尼信号公司的996型雷达,E/F波段。

    导航:2部凯尔文?休斯公司1006型(1、3号舰)、1007型(2号舰)雷达,I波段。火控2部马可尼公司909型909(1)型(2号舰)火控雷达,I/J波段。

    声呐:普莱西公司2016型舰壳声呐,主动搜索和攻击,中频。

    固定翼飞机:9架“海鹞”STOVL飞机。

    直升机:9架“海王”反潜直升机和3架“海5E”早期预警机(AEW2)。

    设计特点

    该舰的设计班子是在英国海军造船部的奥斯汀先生领导下,于1970年完成了方案设计。几经修改,创造出新型的轻航母概念。与其英国的“虎”级巡洋舰相比较,有很大的差异。从传统的重量控制设计转变到容积为主要控制因素,这是因为:

    ①安装具有复杂电子控制系统的现代制导武器代替过去相对简单而笨重的火炮系统。

    ②以先进传感器和指挥控制系统为重点需要庞大的空间。

    ③提高海军人员舒适性标准。

    ④直升机加上维修车间和备件舱库需要很多空间。

    ⑤燃汽轮机代替了笨重的蒸汽动力。

    ⑥引入了先进的整机替换维修方式,需要大的维修场所和更换路线。

    ⑦结构设计方法的改进减轻了舰体结构的重量。

    对于“无敌”级还要强调几点:

    ①大型反潜直升机和舰载VSTOL飞机的容积系数很低,因此需要很大的空间。所以在航母设计中机库要有足够大的尺寸去装飞机。而且要为未来的舰载机上舰留有足够的空间贮备。

    ②飞行甲板的长度要能保证有6架直升机无障碍的起降点和1条短距滑跃起飞跑道。

    ③在飞行甲板之前要安装“海标枪”区域防空导弹发射系统。而这种导弹系统对空间、重量、技术服务和武器控制要求都是很高的。

    ④机库以下设的通道甲板和机库以上公共舱室都是很大的。

    ⑤选用燃气轮机作为舰的主动力装置对舰的设计影响很大。

    ⑥通过更换重要设备而不是现场维修的办法达到舰的最佳的可用性。

    这是一艘英国海军二战以来成功设计的容积大,而排水量中等的军舰。所以该舰相对吃水浅而干舷高。这为适航性带来了好处,但风阻力和高质心导致大宽吃水比,由此影响到舰设计的许多方面。

    由于燃气轮机的进、排气道容积大和众多的通信、雷达电子天线引起该舰的岛形上层建筑很长。这种窄而长的结构为内部通道和飞行甲板设计带来许多问题。

    舰体的构形已经影响到有较大的宽吃水比,由此引起阻力略有增加。水线以上的形状有全舰长范围内的大外飘,为了平衡同岛有关的偏心重量,这个外飘向左舷方向大。

    在设计初期利用不同舵布置方案进行丁航向稳定性和机动性的试验。选择了一种具有优异的航向稳定性和对操舵响应快的方案。

    对于设计这样一艘载飞机和有大的侧开口的航母来讲,运动和淹湿性是重要的操作因子。“无敌”号航母因此进行了大量试验和计算研究。

    英国海军规定的横摇标准是,在7级海情、迎浪以18kn航速航行情况下横摇角出现大于-5?的百分比不得超过30%。“无敌”号航母装有2对不可收放式减摇鳍。经过数据分析表明完全满足上述指标要求。并满足适航性要求。

    该舰结构设计采用了有限元分析方法。编辑本段改装历史  1989年1月1号舰完成了27个月的现代化改装,改装了滑跳跑道,使升角达到12?,增加了飞机停放空间和支援设施,使载机量至少达到21架(“海鹞”及“海王”早期预警和反潜直升机)。加装了3座“守门员”近程防御系统。声呐为2016型舰壳声呐,增加了“海蚊”诱饵和996型雷达,编队作战指挥系统均达到3号舰的水平。还增加了120名航空和编队司令部人员的铺位。1991年8月2号舰开始了为期30个月的类似的现代化改装,使其达到同样的标准。原计划装4座轻重量“海狼”导弹发射系统,但由于经济原因被取消了。

    1991年初签定了重新设计飞机升降机的合同。该级舰的首部有1个凹陷露天甲板部分,用以安装“海标枪”导弹发射架,1998年改装时拆除了。1976年至1977年间修改了设计,滑跳起飞跑道的升角改为12?,使$TOVL飞机能以更大的起飞重量起飞,从而提高了起飞效率。该级舰除设有供执行任务所需的指挥、控制和通信设施外,还具有运用2种飞机(STOVL飞机和直升机)的能力。其飞机升降机和机库有足够的储备供下一代STOVL飞机和直升机用。任何时候,同时服役的只有两艘航空母舰,另一艘处在维修改装之中。编辑本段航空设施“海鹞”式战机

    由于“鹞”式STOVL垂直短距起降飞机正式作为舰载机是英海军历史上的首次,所以舰机两者适配问题是个主要问题。

    使该机装了新武器成为多用途飞机。其中包括提供雷达和武器计算机。为了使其与舰的环境相容,更换了镁合金构件,并装设了栓系固定点。为了使飞行员有更广的视野,升高了座舱的位置,对于着舰作业,这一点也是十分重要的。“海鹞”飞机的最大特点,起降时消除了对飞行甲板上的弹射、阻拦设备的需求,但由于采用了矢量推力技术,起降时喷嘴旋转调节使飞机保持在最佳的平衡位置却十分复杂,其燃耗也是很高的。为了降低能耗,提高有效负载采用了短距起飞方式,以利用空气的动升力。“海鹞”的最大贡献就是在较小的舰上可以起降。为载机舰普及开辟新路。

    飞行甲板

    “无敌”级航母的飞行甲板重要特征是:

    ①有一个略向左舷偏的长167.64m,宽12.19m的短距起飞跑道,偏向左舷是为了让开首部安装的“海标枪”区域防空导弹发射装置。

    ②飞行甲板上有6个直升机起降点和位于尾部右舷侧的4个“海鹞”飞机起降点。

    ③左舷侧和右后舷侧设有通道,飞行甲板上装有许多航空作业辅助设施,如消防、飞机加油和泄油、高低压压缩空气、飞机电源、目视着舰信号(“海鹞”进场路线指示器)等设施。

    ④位于舰桥后部的飞行管制室(FLYCO)设有多种通信设施,有向飞行中的飞机、向飞行甲板上的飞机、向飞行甲板上的飞机调度员、向司令部和飞机维修中心通信的舰内通信系统。

    ⑤岛内的舱室有:飞机调度员、飞机管制、消防、飞行甲板舱库、技术汇报和飞机武器准备。

    所有这些设施都是由“海鹞”起飞和着舰方式决定的,有别于常规起降飞机。

    机库甲板

    在机库甲板上,布置的决定因素是航空设施的安排。除具有存放飞机的机库外,还要有加油、重新装武器、飞行前检查、维修保养等设施。机库的舱壁都是双层的,其内布设飞机维修设施和零备件、工具贮藏室。大修工作集中在机库的前端,这里有1部门式起重行车,能为飞机换装发动机和其它大件服务。这对于保证飞机的在航率是很重要的。

    发动机、机架、飞机电气系统、武器系统等专门车间布置在机库的四周,为飞机提供1-2级维修保养。此外,还有一些同飞机飞行有关的舱室,如降落伞修理、救生筏和飞行服贮藏室、空勤人员简令室、飞行作业指挥室,这些舱室既靠近机库,又根据其功能很容易同飞行甲板相通。

    技术特征

    与传统技术相比,“无敌”号新研制开发的特征主要有两点。一点是电动飞机升降平台,另一点是滑跳式起飞跑道。升降机由于运行中出现可靠性问题,后来改装掉了。由于滑跃式起飞跑道是抛物线斜升,增加了首部干舷,对舰的适航性有利,也为飞机起飞离舰增加了安全度。但是,由于它是曲面,不是平甲板,因此在舰上这一部分飞行甲板无法停驻飞机。故而减少了飞行甲板上的停机面积,也就是减少了停机架数。间接的引起飞机的发射量的降低。

    战斗经历

    “无敌”级在服役之后参加了多次实战行动。

    1982年“无敌”号参加英阿马岛之战,暴露出预警能力不足的缺陷。战后皇家海军为每艘航母配备了3架“海王”AEW预警直升机,每架直升机配备1部“搜水”雷达。后来“无敌”号又率先加装了3座美制“密集阵”6管20mm近防系统,又加装了3座荷兰的“守门员”7管30mm近防炮,并装上了“海蚊”诱饵发射系统和新型的966对海警戒雷达和2016舰壳声呐。1994年2月,“卓越”号完成了相同的改装。1997年,“皇家方舟”号在进行这一轮改装时,又将滑跃跑道上翘角提高到13度。

    1998年1月18日,“无敌”号搭载7架“鹞”GR7攻击机和12架“海鹞”FA2战斗机出航,开始执行混合配置后的首次作战使命--配合美军对伊拉克实行空中打击。

    1998年夏,皇家海军2艘航母参加了北约“坚定决心”联合演习。这一次,“卓越”号搭载1个由“鹞”式攻击机和“海鹞”式战斗机组成的混编大队,“无敌”号则搭载1个海陆军混合直升机大队和700名海军陆战队员,从而全面实现了“由海向陆”的作战概念,“无敌”级航母又承担起新的作战使命。

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