第362章:敲定设计(上)
“那么,能达到天市垣级的水平吗?”
“基本没有问题。”
海军对于这个回答似乎还是比较满意的,天市垣级的稳定性虽然不比太微垣级和长庚号,但在装甲航母中足以称得上优秀,而在舰尾中心线上布置半平衡舵的设计又让其复原性表现良好。
这型方才完工交付的天市垣级装甲航母便出自这位少将工程师之手。
左念微简单过了1遍报告,对上面所说的“改进型装甲航母方案4号改4案(zm-4-d)”也有了基本的了解,作为1条条约母舰,其设计排水量依然保持在2.5万吨的水平。
其许多设计可以看出来是与长庚号和天市垣级密切相关的,从长庚号的设计上,国防军开始摸索球鼻艏的设计,再到zm-4-d的设计上,已经比较成熟了,可以减少6%~8%的兴波阻力,舰艇复原性也较好。
除了球鼻艏,zm-4-d的设计还有1项特点——其舰艉并未使用常见的巡洋舰艉,而是选择了如今相当少见的方形艉。
方形艉可以进1步提升高速航行性能,高速水流在经过方形舰尾时,会沿着尾部的边缘延伸相当1段距离,好像军舰的舰尾长度被拉长了1样。这种提升了军舰舰体有效长度的作用也被称为“假艉”或者“虚长度”,它更好地减少了船体高速航行时的阻力。
海军军事研究院发现,在湛江航速达到30节时,方形艉可以比传统的圆形艉减少4%的阻力,同时能够增加战舰的稳定性。
当然,方形舰尾设计也有1定的缺点,在低航速情况下,宽度增大的方形舰尾会带来船体阻力、降低航速,而如果军舰要在海上倒车,方形舰尾也会增大阻力,降低倒车航行速度。
但这似乎也不是不能接受,而且本型战舰本就是为了继续实验技术,这1改动便得到了海军的认可。
两项技术的使用让zm-4-d在较小的排水量和较短的舰体上取得较高的航速和较好的稳定性。
关于方形艉的使用,飞行甲板的因素也不得不提1句。
1般来说,全通式飞行甲板从前往后分别是起飞区、停机区、降落区,其细节大同小异,比如起飞区会布置弹射器,但日本航母没有,降落区会布置拦阻索和拦阻网,但美国航母拦阻索遍布整个飞行甲板,从舰艏方向也可以收放飞机。
而美国人之所以这么做,也由间战时期美国人的战术实践决定,收放飞机需要航母迎风航行,但很多时候不能这么做,因为迎风方向有敌人。
3十年代舰载机的作战半径很小,这样就会非常危险,因此美国航母引入了双向收放飞机的设计,并对航母的倒车航行能力做了特别要求。
但国防军并没有遍布整个甲板的阻拦索,因而对倒车能力没有什么太大的要求,所以方形艉的缺点自然也就不重要了。
而飞行甲板的其他方面,国防军则与美国多有相似,出于防滑和阳光照射的隔热考虑,甲板上边铺有1层45mm的柚木甲板,不同于英国航母飞行甲板为裸露的钢板,也不同于日本航母只在飞行甲板中段纵向铺设,国防军与美国相同,都是把木板铺满整个甲板。
而在这层柚木甲板下面,就是装甲航母的核心内容——强力甲板了,zm-4-d的强力甲板的设计相对复杂1些,可以分为3层,表层是15mm厚的渗碳表面硬化钢,内层是66mm厚的高张力结构钢,最下面的衬层是10mm厚的低碳钢。
设计中,表层的高硬度装甲钢可以磕碎来袭航弹的头部,削弱其侵彻能力,而衬层则可以阻挡甲板在遭受猛烈攻击产生的破片。
但这套设计还是太沉了些,相比于天市垣级的核心区域防护,海军更希望实现全甲板的防御,因此这1层复杂而又功效不大的衬层也就被取消了。
另外,受到甲板装甲的影响,zm-4-d的侧舷装甲为65mm,旨在防御6英寸以下炮弹,而弹药库水平装甲选择采用“16mm+32mm”与“40mm”装甲构成的两段防御,侧舷为75~130mm防护。
总而言之,有所取舍,尽可能的保障核心区域的安全,对于垂直装甲的需求较低,毕竟真要到舰炮对轰的程度,那这航母离死也不远了。
除了防护,航母1贯强调攻击力也与甲板密切相关,航母的攻击力基本上取决于单次最大起飞量,而与此直接相关的是飞行甲板的尺寸。
2战任何航母均不具备1次性放出所有舰载机的能力,想要获得规模足够大的攻击波,1个很容易想到的办法是让前面的放出的飞机等待后面的飞机升空——但实际上很少会这么做。
起飞1架舰载机需要加油、挂弹、暖机、定位,这里面没有哪1项不耗时间。
加油挂弹可以同步进行,暖机仅在甲板上可以与其同步,美国航母虽然可以在机库暖机,但受限于升降机,在机库完成暖机的飞机仅能有很少几架能够加入甲板上的机群。如果让前面等待后面,1来损失航程和飞行员的精力,2来延误战机,实战中还不1定能够组织得很好。
所以说,去掉起飞区,剩余的飞行甲板面积直接决定了航母舰载机攻击波的大小。
zm-4-d的飞行甲板长251.4米,宽27米,基于在太微垣级的甲板上面得到的教训,国防军的航母甲板都尽可能的保持平直,减少其他建筑对甲板的侵占,从舰艏到舰艉的宽度基本1致,这个宽度可以满足并列3架舰载机的需求,出击效率较高。
除了甲板,出击效率自然也与机库和升降机设计有关,因为铺设了厚重装甲的飞行甲板不方便开切口布置升降机,所以该方案依旧是1前1后两部大型升降机,尺寸分别为14.4m×14.4m和14.4m×16m。
升降机上同样被有45mm厚的结构钢防护,可以抵御250千克航弹的攻击,而之所以选择装甲升降机自然也是有原因的,江南海军工厂从德国进口了1型大功率3相电动机作为动力,这座上百吨重的升降机的运作自然也不是问题了。
而zm-4-d的机库设计依然选择了封闭式机库,与1般的印象不同,封闭式机库其实是比开放式机库要节约重量的。
当然,这也是机库的定义的问题,日本的定义就比较简单,开口的就是开放式,4面封闭的就是封闭式,而按照英美的比较科学的定义,封闭式机库是参与船体总纵弯曲的机库,即机库是维持船体总纵强度的1个构件,开放式机库则与之相反,机库结构并不会随着船体的弯曲而产生同样的形变。
而舰体总高度越大,舰体的强度越高,封闭式机库的强力甲板位置比开放式机库更高,承力舰体的高度更大,因此强度更好,也就是相对的减轻重量,且舰体长度越大,差距就会越明显。
英国人在设计赫尔墨斯号的时候就考虑过这个问题,认为开放式机库比封闭式机库会重1000吨,最终采用了封闭式机库。
机库的设计也是1项重要的改进,正常情况下,装甲航母的载机量相当有限,载机量基本就在50架以下。
而zm-4-d和天市垣级所选择使用单层机库改变了这1局面,将载机量放大到60架以上。
在此之前的国防军航母均为双层机库,早期舰载机的机体轻小,可靠性1般,又大多是木制,1个良好的存放和维护环境就显得十分重要,需要尽可能的将这些飞机全部收容进机库,而双层机库的设计对于彼时来说,自然能够扩大载机量。
但随着飞机的发展,飞机迅速大型化,甲板系留也就慢慢的重要了起来,美国人最先迈出了这1步。
这也是由间战时期美国人的航母战术决定的,美国最初也是机库全收容,但由于其战术要求在最短时间内放出最大数量的机群,这就需要以飞行甲板作为舰载机运转调度的中心。
这样1来,美国人意识到飞行甲板是1个比机库常用的多的停放处,转而将很大1部分舰载机1直停放在甲板上,中英两国虽然也有甲板系留的飞机,但开孔并没有美国那么密集,量也没有那么大,更兼之装甲航母的思路,对于甲板开孔自然也有限制。
不过,甲板系留会不可避免地带来舰载机损耗加剧的情况,而美国人的对策是携带大量的备用机,在间战期,美军航母上的备用机的数量会达到常备机的50%。
那么就有问题了:那么多的备用机放在哪里?
答案是机库天花板。
然后又会引出另1个问题:其他国家的航母为何不在机库顶部吊挂备用机?
美国航母的机库高度,虽然纸面上与英日航母接近,例如约克城级是17.5英尺,皇家方舟号是16英尺,但实际的高度差距远不止这1点。
美国的机库上方的支撑梁是框架式结构,宽阔的空间中可以悬挂飞机0件,而其他国家的则是箱式结构,缺乏可以利用的空间。