1.3　航空母舰的构造

1.3.1　升降机、机库与武器库

机库用于储存和整备航空母舰舰载机，包括开放式和封闭式两种。航空母舰舰体采用开放式结构，需在机库甲板上方额外建造机库墙壁、甲板支撑柱等结构，并增设飞行甲板。开放式机库通风良好、伤害管制佳、结构较轻、容纳飞机多、可以舰载机尺寸进行修正，同时炸弹击入机库中爆炸造成的冲击波会宣泄到外面。航空母舰自开始出现到二战中期大部分为开放式。封闭式机库指机库与船体结构一体成形，其飞行甲板是强化结构。封闭式机库防御力强、结构坚固、核生化防护佳等。因为封闭式机库容易累积易挥发气体，同时在受到攻击或者发生意外时着火的舰载机不可直接丢入海中等，一直很难被舰船设计师接受。可是当舰载机进入喷气时代后，航空燃料变得非常安全，同时后来发展了消防灭火与监控装置，促使封闭式机库成为目前的主流。机库内包括航空飞行联队的维修人员，还包括负责进行较大维修作业的“飞机中期维修部门”，分成维修舰载机的引擎的“引擎部门”、修补破损的机体结构或机翼的“综合部门”、整备精密电子设备的“电子零件部门”和维修飞机驾驶员的安全设备的“救难装备部门”。如果是美国海军的航空母舰，还可在机库内实施引擎喷气试验。

升降机是将舰载机从机库运输到飞行甲板的装置，早期配置2～3具在全通式甲板舰身中线的前、中或后方，这是甲板上最脆弱的部分，假如升降机发生故障或遭到破坏则导致航空母舰飞机无法起降，丧失战斗力。另外，炸弹也可能击穿升降机，直接进入机库中，而机库与堆积弹药与燃料的隔舱接近，一旦引爆引起严重后果，所以从“胡蜂”号航空母舰起开始调整升降机位置到舰侧，不仅不妨碍起降作业以及安全，并在飞机翼展超过升降机宽度时也能使用。需要提出的是，第一代超级航空母舰“福莱斯特”级曾在斜角甲板前方设置一个升降机让飞机降落后立刻收入机库，可是后来发现这样的机会很少，同时航空母舰航行时泼上来的浪也会波及舰载机，因此从“小鹰”级起又调整该处升降机位置到舰舷侧。现代大型航空母舰的升降机宽约20米、深达15米、负重100吨，从机库搬一架飞机到甲板需1分钟。

武器库用来储备各式炸弹、鱼雷、导弹与火箭，在船头尾的船舰底部、水线之下，中间是机库，这些武器大部分以半组装方式收纳。

1.3.2　舰体与舰岛

现代的航空母舰主要由一具船体上平直的甲板和位于一侧岛式舰桥（舰岛）构成；甲板下有廊式夹层，并有多个水密隔舱、机库、武器库和船员住舱，大型航空母舰的甲板甚至达6层；舰体侧边有2～4座升降机，用于升起机库飞机与卸下甲板飞机。舰艏应用封闭式设计，从飞行甲板到船头一体成形，之前二战时期的航空母舰除了少数像“列克星敦”级的航空母舰，都是直接在上甲板铺上飞行甲板，这是开放式舰艏，可设立防空机枪和方便起放船锚，可是其强度存在问题，例如“埃塞克斯”级的“大黄蜂”号舰艏一带的飞行甲板于1944年由于台风严重损毁，后改用封闭式舰艏，而起锚装置从舰艏甲板转移到舰内操作。从“尼米兹”级9号舰“里根”号开始，美国航空母舰舰艏下方采用球形鼻艏建造，苏联“基辅”级、西班牙“阿斯图里亚斯亲王”级也应用了此设计，有关数据显示最高航速相差高达一节，目前球形鼻艏已成为航空母舰的趋势。航空母舰侧舷一般为航空母舰的供油处，大型的斜角式甲板航空母舰的舷侧甲板下设有额外的露天甲板作业，与补给船只以及船舰油料与航空燃料；舰艉为开放式，进行舰载机的维修与测试。

现代航空母舰力求舰岛外形简洁，减少雷达反射截面积，可是其技术相当复杂，发展至今才实现上层建筑的“集结化”，例如多功能相控阵雷达、封闭式桅杆（AME/S）、电磁辐射系统（MERS）和多功能射频系统（AMRFS）等。早期的全通式航空母舰由于设计仍处于摸索阶段而略过舰岛，例如英军的“百眼巨人”号、“暴怒”号，可是后来发现此规划不利于导航与航空管制而取消。目前全部的航空母舰舰岛都配置在右侧，日本海军的“飞龙”号是极少数配置舰岛在左侧的航空母舰之一。

1.3.3　飞行甲板与勤务人员

航空母舰的巨大平直甲板可供飞机起降，被称为“海上机场”。陆基飞机在起飞速度不足时只需延长起飞时间，可是航空母舰甲板上的空间有限，所以甲板设计在很大程度上影响着航空母舰的战斗能力。

最初，飞行甲板只是在军舰舰尾装一条长直钢板，可由于跑道长度有限导致起飞速度不足，同时甲板末端的舰岛构造也会产生不利飞行的气流，便很快摒弃了这种设计。随后出现的全通式甲板，外观是长直的矩形，被拦阻网分为前后两部分，前段供舰载机起飞，后段供舰载机降落；而舰桥构造设置在舰舷侧。全通式甲板一直到二战结束的20世纪50年代初期才被多数航空母舰采用，但是在进入冷战后，因为喷气飞机时代的到来，原来可满足螺旋桨飞机起飞的前段跑道长度无法满足其起飞要求，同时后段甲板的起飞跑道长度令其他舰载机无法降落，降低了起降效率，此外直通式甲板也可能导致着舰失败撞毁跑道飞机。英国曾尝试在甲板铺设橡皮，让飞机在未开动起落架的情况下降落，可这样一来飞机降落后很难移动。

基于上述原因，英国的丹尼斯·坎贝尔上校（Dennis Cambell）提出将甲板从舰身中心线左偏10度、前段甲板就可安全停机和起飞的设计，假如飞机在斜角区降落失败也不会撞到起飞区与停机区的飞机。1952年5月26日至29日，美军也在“中途岛”号的斜角甲板上试验过起降螺旋桨与喷气飞机，效果都令人满意。所以在斜角式甲板概念得到验证后，喷气舰载机才正式于20世纪50年代中期大量使用，同时大量二战的类似于“埃塞克斯”级的旧式航空母舰也被改成斜角式。现今只有轻型航空母舰仍采用全通式甲板，并结合滑跳式甲板的设计，可满足直升机与短距起降舰载机的起降要求，一般从舰身左侧起飞，右侧舰岛前后停机。中型甚至大型航空母舰都采用斜角式甲板，舰前方的直通式部分长约70～100米，供飞机起飞；斜角式部分在主甲板左侧，约长220～270米，用于飞机降落；两部分夹角为6度～13度。

为了让航空母舰发挥功能，其在作战期间需要大量的勤务人员在甲板上操作，又因为甲板上噪声很大，勤务人员必须戴安全帽与通信设备沟通，并身着不同颜色的衣服和配件来区分各自工作。例如美国海军，甲板人员由舰桥“飞航管制室”的“航空长”指挥；移动和整理停放舰载机的“甲板指导员”的头盔和套衫都为黄色；“弹射组员”的头盔和套衫都为绿色，进行弹射器作业；“制动索长”的头盔为绿色，套衫为黄色，控制制动索系统；“制动组员”的头盔和套衫都为绿色；“燃料补给员”的头盔和套衫都为紫色；“武器工作员”的头盔和套衫都为红色；“医疗救护员”头盔和套衫都为白色；“维修消防员”头盔和套衫都为棕色；负责舰载机战备就绪的“飞机长”头盔和背心都为棕色；“降落指挥官”的背心为白色等。

指挥甲板舰载机配置、作战、整备等各事宜在舰桥的“飞行甲板控制室”进行。甲板上不仅停放舰载机，还有各种工作车辆、舰桥、弹射器、拦阻网、拦阻索、喷流挡板以及弹射器综合控制系统等。

1.3.4　起飞

飞机起飞需升力，飞机起飞之加速度与升力成正比，让舰载机在航空母舰空间有限的甲板上达到足够的速度是一个重要问题。例如300米长甲板的航空母舰，只有100米可用于起飞，大大低于多数现代舰载机的滑跑距离。目前其起飞方式的方式分为自力起飞、弹射起飞和滑跳起飞三种。若以起降方式分，舰载直升机与垂直/短程起降机以短程或垂直起降的航母，其起降形式称为垂直/短程起降；如果凭借弹射器起飞与以拦阻索降落，其起降方式称为弹射起飞/拦阻索回收（CATOBAR）方式；还有短程起飞/拦阻索回收（STOBAR）这一配置方式。

（1）弹射起飞。现代的弹射器通常以蒸汽为动力，其管线铺设在飞行甲板下，并在甲板的沟槽内连接一滑块，在前轮牵引式时，飞机将弹射杆勾在滑块上，当弹射器完成充气后，甲板会立起喷流挡板阻挡热蒸汽和保护甲板作业人员，飞机再凭借蒸汽的强大推力驱动滑块前进实现起飞，多余的蒸汽再从管线末端排出。如果天气恶劣，甲板勤务人员不好作业时，可由甲板上的一个半圆形透明操作室的“弹射器综合控制系统”操作，不使用时则关闭成甲板的一部分。蒸汽弹射器造价昂贵，设计、制造和安装技术都很复杂，保养费时，占用过大和过重航空母舰空间（“尼米兹”级来的4台蒸汽弹射器重达2280吨，体积达2265立方米），通常大型航空母舰都有超过两部的弹射器，可以在2秒内将飞机从0加速到300千米/小时，大约每20秒可使一架飞机升空。

（2）短程、滑跳起飞。另一种主流起飞方式是滑跳式，需凭借特殊的滑跳式甲板，这是英国的道格拉斯·泰勒（Douglas Taylor）发明的，最早在20世纪70年代应用于“无敌”级航空母舰。其起飞原理是：飞机贴着甲板滑行加速时，从向上抬升约4度～15度的飞行甲板获得正轨迹角、俯仰角速度和一定的初始高度。滑跳式起飞和弹射起飞相比成本更低、技术更简单和甲板人力更少，可是飞机载重比弹射起飞轻，降低飞机离舰速度，增加了起飞所需跑道距离以及起飞时需额外加速，进而增加了飞机耗油量，降低了飞机的作战时间和起飞效率。这种离舰方式一次只能让一架飞机起飞，需要大量时间执行大规模机群的行动，俄罗斯的“库兹涅佐夫”号设置了两条跑道解决这一问题。

1.3.5　降落

（1）降落程序。正常降落过程是舰载机先以平行于航空母舰前进的相反方向的右舷飞行，再转弯进入进入顺风段，并放下阻拦钩与起降架，再沿3.5度～4度下滑线进场着舰，以拦阻钩勾住拦阻索，让其吸收飞机动能，起落架与尾部的拦阻钩同时放下，如果是螺旋桨飞机则减小油门，并采取平飞，如果是喷气飞机则什么都不做。需要注意的是，如果舰载机飞得太高会勾不到拦阻索，飞太低则会撞到舰艉。

（2）助降设备。早期，航空母舰降落作业困难，经常发生事故和伤亡，最早在美军航空母舰“兰利”号上出现了两种革命性的辅助降落制度：一般由技术纯熟的飞行员担任“降落指挥官”判断甲板降落条件、飞机高度等，然后挥动旗帜打信号。随后这项制度传入英国。另一个是设置拦阻网，保证降落的飞机不发生意外。原来当飞机要降落时，甲板人员要上前挂住钩索；随后发展成飞机降落时启动下方的着舰钩勾住甲板上并排的拦阻索，拦阻索的两端连入甲板下的液压制动器，发挥吸收飞机剩余动能的作用，让飞机停在甲板上。

进入喷气舰载机时代后，由于喷气舰载机速度很快，致使降落指挥官和飞行员都不能及时反应，原有制度已无法确保降落安全。20世纪50年代时，英国的尼可拉斯·古德哈特中校发明了光学助降装置，这个装置由一个凹面镜反射灯光到空中，给飞行员提供一个指示降落路线的光柱。

菲涅耳式助降装置也有缺点，它易受天气云雾影响以及作用距离太短，导致其来不及调整误差。20世纪60年代，自动着舰系统（ACLS）出现，促使军舰可由电脑控制甲板运动、着舰误差的修正以及飞行高度，并与全天候型的雷达助降系统结合，分别装载在舰载机和船舰上，依据连动资讯随时进行修正，调整到最合适的位置。考虑到这个系统可能受电磁波的影响，所以当前的航空母舰降落装置大部分混合使用光学装置、雷达助降系统以及降落指挥官，其中光学装置一般装置在左舷，操作装置的指挥官处于左舷后方。

1.3.6　动力

航空母舰的轮机舱是整艘船的动力中枢，也是决定其重量和体积的一个关键因素，通常主机分为柴油机、燃汽涡轮机、蒸汽轮机以及核反应堆，因为航空母舰是大型舰，以柴油机作主动力不能提供足够的推力，而燃汽涡轮消耗燃料多。所以现在大型航空母舰一般以蒸汽轮机或者核反应堆为主动力；像“无敌”级、“阿斯图里亚斯亲王”级这样的小型航空母舰则使用燃汽涡轮机，有些也会增加柴油机辅助；像如“戴高乐”号、“库兹涅佐夫”号这样的中大型传统起降航空母舰使用蒸汽轮机，用蒸汽推进涡轮、发电机泵、灭火和注入蒸汽弹射器，如果航空母舰的蒸汽来自核反应堆则为核动力航空母舰，否则被称为常规动力航空母舰。此外，核反应堆也分为压水式、沸水式以及游泳池式。

核动力航空母舰比传统动力航空母舰更有优势，航程更长，例如“尼米兹”级可连续航行约20年，同时舰上物资促使其自持力达90天，1克的铀可产生2吨重油燃烧的热量，并具有极高的能量转换效率。

可是，核动力航空母舰的核反应堆造价很高，美军“企业”号仅八座核反应堆安装费用就达6400万美元，运行三年后还需换一次炉心，费用达2000万美元；1976年的“尼米兹”要价达18.81亿美元、同级的后续舰“里根”号的要价达40亿美元。