微观航母之飞行甲板的功能设计
“飞行第一”原则下的飞行甲板
航空母舰，正如其英文原名“AircraftCarrier”，是aircraft+ carrier的组合，直译过来就是“飞机搭载舰”，这也正是航母与一般水面舰船的最大不同点。所以，满足舰载机的起降作战需求，是航母整舰设计上的基本出发点和关键点，飞行甲板也就有理由成为航母整舰设计中的重要一项。飞行甲板的设置很大程度上影响着舰载机的起降能力，最终也就反映到航母舰载机系统的整体作战能力上。在航母的发展过程中，随着航母平台包括吨位在内的性能指标上的提升，舰载机由活塞时代进入喷气时代，航母的飞行甲板也同样经历了较大的变化。
俯瞰一战时期航母的飞行甲板，基本是长方形，直接贯通航母的首尾舰面，这样的飞行甲板被称为“直通式”。而现代航母的斜直式飞行甲板，呈现的是不规则的多边形设计。这种革新性的变化是因为直通式飞行甲板有突出弱点。直通式飞行甲板限于飞行甲板的长度，前后两个作业区的缓冲距离太短，起飞和降落难以同时进行，影响了航母作战效能的发挥，甚至还会因舰载机的着舰失败冲向舰艏起飞区或停机区造成严重的机毁人亡事故。
上世纪50年代，英国皇家海军率先提出并验证了斜角甲板，进而使得航母的飞行甲板有了两条跑道，一条直通跑道用于起飞，一条斜跑道用于降落，斜直两跑道相交形成的三角区正好用来停放飞机。这就是现代航母飞行甲板的基本样式。这种斜直两段式设计的飞行甲板较好地规避了飞机起降、停放和运行操作之间的相互影响和干扰，提高了甲板作业效率，也使航母具备了起飞与着舰同时作业的能力。这也就奠定了当下航母基本构型上的宽大的飞行甲板和巨大的外飘舷台结构。这种基本构型，使航母整舰的设计、航母飞行甲板的设计，都始终贯彻着“飞行第一”的原则。
围绕着“飞行第一”的设计原则，除了有宽大的飞行甲板和巨大的外飘舷台，在飞行甲板的细节上还有诸多“走心”的设计。为保证舰载机的起降安全，飞行甲板及周围的设施都要严格控制。比如，飞行甲板的任何物体都不能突出甲板水平面；在飞行甲板的降落区，包括菲涅尔透镜光学助降系统在内的任何设备突出飞行甲板水平面的高度都限定在1.2米以内。飞行甲板右舷上层建筑的形状和布置也应尽量避免在飞机降落时对飞行员产生心理上的压力。对于常规动力航母而言，更要考虑有各种排气烟道的上层建筑对甲板上部气流的扰动影响。总之，飞行甲板上各种设施的布置都应尽量为舰载机创造最佳的安全起降条件。
同时，为便于甲板飞行作业期间舰员们的舰面通行，要在飞行甲板的两舷设置纵向裙廊和过道，以保证在飞行甲板处于作业状态时甲板人员仍能在两舷通行。这些裙廊和过道在设置上自然是必须低于甲板面的，但也要保证甲板作业时在裙廊和过道上的舰员能观察到飞行甲板的情况，便于飞行作业相关的弹射、通信和消防等设备和操作的展开。在舰体的结构上，裙廊和过道一般设置在飞行甲板和顶楼甲板之间的中间位置上，有与飞行甲板、顶楼甲板、桅杆、跑道灯以及飞行甲板下面贯穿的全舰通道的出入口。
◎Mk.13 Mod.0 IFLOS改进型菲涅尔透镜光学助降系统（2014年11期《微观航母之光学助降系统》已有相关介绍），在高度上针对航母上的“超级大黄蜂”舰载机做了适配设计，露出飞行甲板平面的高度仅为0.884米
在“飞行第一”的原则下，飞行甲板设计配置上的另一个同样值得留意的细节是所涂覆的防滑涂层。航母的各层甲板都会相应的涂覆涂层，而在这些涂层中尤以飞行甲板的防滑涂层最重要，因为它直接关系到舰载机的出动能力，也是涂料技术研发难度最大的。在飞行甲板上涂覆的防滑涂层，首要的用途是能够为舰载机在飞行甲板上的起降作业提供足够的摩擦力，保证舰载机起降、转运、停放中的安全。其次是能够在航母飞行甲板的钢结构表面形成保护层，减缓舰载机着舰时对飞行甲板的冲击力，同时有效降低海上高盐高湿的恶劣环境、舰载机的高温燃气尾流，以及日常各种油料、洗涤剂、酸碱性溶剂等，对飞行甲板的冲击、腐蚀和磨损等形式的破坏。
◎在相对普通的防护涂层中，起防滑作用的通常是在环氧树脂中适当加入一定粗细的天然氧化物颗粒，起防腐作用的是金属锌和铝涂层以及聚合物粉末涂层。而航母上所涂覆的防滑涂层，对防护、防腐和抗冲击等方面的性能要求更高。图为CVN-70“卡尔·文森”号飞行甲板上防滑涂层的涂覆
之所以说飞行甲板的防滑涂层是关系航母舰载机出动能力的一个重要因素，是因为在航母的出海部署和作战期间，应避免频繁修补防滑涂层，以免影响飞行作业。为此，对航母飞行甲板的防滑涂层有着更为苛刻的性能要求。按照美国的军标，航母飞行甲板着舰区的防滑涂层要能够承受10000次着舰，最高为15 000次。这样也就基本与航母在半年多的海外任务部署期间近万次的起降任务相切合。防滑涂层要做到可承受上万次舰载机着舰时的冲击和磨损，在研发上的难度可想而知。美国海军也是直到2003年，在“杜鲁门”号上试验的“抓牢”防滑涂层，才达到了这一预期理想的性能指标，才不需在航母任务部署期间还要对防滑涂层快速修补2～3次，也不用在进港维护保养中更换近80%区域的防滑涂层。
起飞区中的滑跃起飞甲板
飞行甲板是航母上最大的甲板，所以也是确定航母主尺度的主要依据，更是航母舰载机的主要使用作业面。飞行甲板的功能区划分也是主要以舰载机的作战使用为主线来展开的，而舰载机在飞行甲板上的周转流程也就决定了其功能区的布局。总体上讲，航母飞行甲板上最主要的功能区为起飞区、着舰区和停机区。舰载机的使用离不开起飞和着舰，直接关乎舰载机着舰安全的着舰区，就设置在航母舰艉至舰艏侧舷的一段斜角甲板上，设置的光学助降系统和拦阻索以及应急使用的拦阻网是航母对舰载机拦阻回收的基本设施。在美法与中俄的海军航母上，这段斜角甲板着舰区的末端还设置着一、两台弹射器，或3号起飞位，在斜角甲板没有回收任务时还担负一定的舰载机放飞任务。对于着舰区，这一飞行甲板上的重要功能区，在本刊2014年第2期的《微观航母之斜角甲板发展简史》一文中已有详尽介绍，在此从略。
飞行甲板的起飞区位于航母的舰艏部位，主要功能就是通过此区域的滑跑或弹射，让舰载机离舰起飞，长度一般为从舰艏端向后60～100米左右，大约占据航母三分之一的飞行甲板面积。美法两国航母在弹射起飞甲板的设置上是大体相同的，只是在弹射器的数量上略有差异。弹射起飞甲板也就是在起飞区甲板下安装了蒸汽弹射装置。由于往期的微观航母系列文章中对此已有介绍，所以本文重点关注航母起飞区的滑跃起飞甲板。
因航母舰载机起飞方式的差异，起飞区甲板的设置也有着很大不同。而舰载机起飞方式上的差异，直接造成了航母综合作战能力上的差距。直观来看，起飞方式直接影响着舰载机的起飞效率，从而使舰载机在空中集结编组所需的时间不同。同时，由此造成的飞行甲板结构上的不同，影响着甲板停放飞机的数量，最终造成了一波次出动飞机的能力不同。不同起飞方式更深层次的影响是，舰载机起飞离舰时武器和燃油的挂载能力。毕竟起飞效率和出动能力还可通过甲板作业上的优化得以一定程度上的弥补，但限于起飞方式所决定的舰载机离舰时的最大起飞重量是注定无法改变的。
对于像俄海军“库兹涅佐夫”舰和我国海军“辽宁”舰这种采用滑跃起飞的大型航母而言，放飞的苏-33和歼-15“飞鲨”舰载机势必要在武器载荷和燃油载荷之间做一定的取舍，这最终限制了二者作为重型舰载机在作战半径（航程）和武器挂载能力上的优势不能全面发挥。所以从航母的整体战斗力和舰载机的使用效率、性能的发挥来看，弹射起飞比滑跃起飞有着全面优势，是更理想的起飞方式。
但各国在航母的发展上都不可能很理想地直接选择最佳的方式，而要综合考虑自身的技术能力和国防预算等因素。毕竟从航母的舰体结构上来看，滑跃式起飞甲板不需要更多的技术支持，简单耐用；而弹射起飞甲板则涉及飞机弹射的设计，以及弹射器与起飞甲板的结合，技术难度大，且需要更多的维修保养。所以选择适合自身的舰载机起飞方式，研制适合自身发展阶段和能力需求的航母，是各国最现实的选择。所以说滑跃起飞甲板为舰载机提供了开创性的起飞方式，性能与成本颇为平衡，成为了多国海军在航母发展上重点考虑的方式。
在俄罗斯、中国、英国、意大利、西班牙、泰国和印度等国海军采用滑跃起飞的航母中，滑跃起飞甲板的设置又可细分为整体式滑跃甲板和部分平台式滑跃甲板。整体式滑跃甲板，也就是航母的滑跃起飞甲板的宽度占据了整个舰艏的甲板。以我国海军的“辽宁”舰为例，整舰的艏部都是作为起飞甲板而设计的，起飞跑道105米长的1号、2号起飞位正好位于斜角甲板着舰区和舰艏起飞区的边界处，而195米长的3号起飞位深入斜角甲板着舰区域，大致位于降落跑道一半的位置。这3条起飞跑道在舰艏前端交汇，上翘的舰艏起始部分略带弧形过渡，采用14°的斜升角，在保证了具有良好短距起飞性能的舰载机实现滑跃起飞的同时，又能使舰载机的结构载荷保持在极限范围内。
部分平台式滑跃甲板相对于整体式滑跃甲板，顾名思义，其宽度只占据了舰艏甲板的部分宽度，或者也可以说在舰艏甲板安装了一座滑跃起飞平台。采用这种设计的主要是英国海军的轻型航母（包括印度海军接手的R-22“维拉特”号）和意大利“加富尔”号、西班牙“胡安·卡洛斯一世”等这类“业余”航母。这种部分平台式滑跃甲板的宽度，只有舰艏甲板宽度的一半，一般只能设置一条滑跃起飞跑道，这显然进一步压缩了滑跃起飞的舰载机的出动率。不过，此消彼长下的另一面是舰面预留出了更多的舰载机停机区域，增加了舰载机的停放数量和其它舰面作业空间。
当然，这样的设计一方面是因为“鹞”式短距/垂直起降战斗机的上舰，凭借“鹞”式优异的短距起降性能，对滑跃起飞跑道的数量需求变得并不迫切了。加之，这类轻型航母已开始向多功能化转型，所担负的是防空反潜、兵力运输投送、战场支援等多样化作战任务，在航空能力上的一定削弱，却强化了对直升机、两栖登陆艇、坦克等装甲车辆和作战人员的搭载和运用能力。
停机区
随着斜角甲板的引入，现代航母的飞行甲板舰艏起飞区与斜角甲板着舰区之间的交汇区域形成了大面积的三角形停机区域，这里可在不干扰舰艏甲板与斜角甲板区域作业的情况下停放调度舰载机。这里既便于舰载机向起飞区移动，又便于着舰后不需入库的舰载机在此停靠，同时这块停机区域旁边还有2～3部舷侧升降机，可以用来转运机库和飞行甲板之间的舰载机。在飞行甲板上划设的停机区，除了这块相对特定的区域外，航母甲板的其它区域比如舷侧的升降机在某些时刻也可以用来停放飞机，在没有舰载机回收任务时斜角甲板也可以临时划入停机区。
舰载机在甲板停放区内的停放，除了基本的数量外，首先要在机种上能够满足作战任务的需求，也就是说飞行甲板上停放的作为主力舰载机的战斗机，与预警机、反潜和救援直升机、伙伴加油机、电子支援战机等机种是有一定搭配要求的。其次，停机区内的舰载机有“处于待命状态”和“作为备份”之分，前者是指只需要作一些常规的检测和后勤支援作业即可随时起飞执行任务的舰载机，后者主要用于替换计划起飞但未能放飞的战机。
舰载机在停机区几乎都是以机头朝着舷内、机尾朝向舷外的方式停放。处于待命状态的飞机和备份飞机多停放在甲板边缘，机尾朝着舷外，这样利于舰载机起飞前的发动机预热，使预热时发动机排出的高温尾气朝向舷外，就不会对飞行甲板上的其它舰载机和设施造成危险，也不会影响到正常的甲板作业。而着舰降落后准备再次循环起飞的舰载机由于其发动机关闭迅速，可以相对较为自由地停放在飞行甲板中心、舰艏起飞区的后面。
飞行甲板的总体面积毕竟是有限的，能够停放舰载机的空间也很有限，舰载机在停机区的停放布局需要按照飞行计划来制定。停放在飞行甲板上的飞机既不能影响机群的起飞，又不能影响机群的降落，因而飞行甲板上舰载机的停放布列要有适合于机群起飞或机群降落的几种不同的方案。比如甲板的飞行作业只是围绕舰载机的放飞来展开，那么这时候斜角甲板着舰区就可以关闭，临时划入停机区，斜角甲板的第三、第四弹射器或者说滑跃起飞中的3号起飞机位就可以与舰艏起飞区一同放飞战机。
航母虽是海军中体量最大的作战舰艇，但即使是十万吨级在茫茫大洋上也只是一叶扁舟，特别是在较为恶劣的海况下更是风雨飘摇。那么航母作为海上运动中的舰载机载体，舰载机在飞行甲板上的停放，首先必须要遵循一定的规则，以保障舰载机的安全和整个飞行甲板的运行秩序。这其中最基本的前提是，将舰载机牢固地固定在飞行甲板上，而“锚链”和舰面的“系留孔”就组成了舰上系留设备，通过对舰载机几个关键部位的系牢，进而把舰载机固定在飞行甲板上，防止舰载机在飞行甲板上产生滑动和翻滚。而在恶劣海况下，即便系留舰载机的锚链增加到十几二十条，有时也还是难免意外的发生。
飞行甲板的停机区内除了设置系留孔，以便在舰载机停放时对其加以系留固定外，在周围还要配套设置供油、供电、供气、供水以及信息数据接口等一系列设施。这种设计被称作“维修点”（PitStop）。特别是舰载机自身的可靠性、稳定性越来越高，使舰载机的出勤率、出动能力也大幅增强，已经具备了多波次循环起降的能力。那么随着在停机区设置“维修点”，拦阻着舰回收后的舰载机就可以直接滑入停机区的维修点，经过维护检修、弹药补给等飞行准备工作后即可再次放飞。事实证明，停机区中维修点的设置，减少了在维护补给等舰面作业中重新停放舰载机的次数，即在一定程度上提高了单机出动率。
作者：希弦
来源：《兵器知识》2015年第11期
