为什么航母底下那么窄而上面那么宽却不会侧翻?
为什么航母底下那么窄而上面那么宽却不会侧翻?
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我是一个门外汉。但是从科学角度来分析 航母甲板肯定是越大越好 但是航母编队是全球作战武器它是要尽可能的去地球任何一方水域的 所以船宽设计一般会按可以通过海峡或运河的最窄处的尺寸为基础 然后按宽度再设计长度 再要按作战要求设计最小排水量和舰艇的吃水深度 其实作为军舰按理来说吃水越浅通过能力越强 机动性也会越好 舰首越瘦阻力越小 所以都会取一个最优化的设计 我们一个门外汉肯定只能瞎吹一下吧了
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自从人类发明船舶以来,船的造型都是上宽下窄,这样设计的目的是为了尽量减小船舶在水中的体积,从降低船舶在水中航行的阻力。
不过上宽下窄的造型会影响船舶在水中的稳定性,所以人们就尽量将船的重心下移,这样船舶就如同锥子似的扎在水里,稳定性反而更好。
目前人类制造难度最高的船舶就是航空母舰,虽然现在最大的航母吨位不过十万吨,这跟动辄几十万吨的运输船没法比,但航母的设计的复杂性和制造难度是运输船所远远不能比拟的,双方的制造难度根本不在一个量级上。
其实不止是在船舶领域,即便放眼整个人类工业领域,航母也是最复杂的工业产品。美国的尼米兹级航母需要十亿个零件,每个零部件都必须达到高标准,其建造难度可想而知。
航母说白了就是一个海上移动机场,既然是机场就必须得有跑道,而跑道自然是越大越好。虽然现在美国航母拥有弹射器,可以在短距离内弹射战斗机和轻型预警机,在一定程度上减轻了对甲板跑道长度的刚需。
但面积更大的甲板还是可以为航母指挥官提供更大的想象力,起码航母甲板上可以停放更多的战斗机,在战前可将大量战机预先按放到甲板上,免去了开战后升降机来回运载飞机的麻烦,提高战斗机的出动率,而战机的出动率才是一首航母战斗力的体现。
因此各国航母都尽量将甲板做大,例如美国的尼米兹级航母的甲板面积就高达1.8万平方米,能装下两个半足球场。(航母甲板越大,放得飞机也就越多,尼米兹级航母甲板通常最多可以放下30架战机)
(为了帮助航母士兵放松心情,美军组织NBA球员在航母甲板上进行比赛,美军航母甲板放下一个篮球场和观众看台是绰绰有余的)
不过由于航母的甲板非常大,因此总给人一种头重脚轻的感觉。但其实航母的稳定性非常高,说是脚下生根也不为过,各种高难度的战术规避动作都不在话下。
(航母上面虽宽,但其实下面也不窄,只是为了克服海水阻力,航母的前面比较窄,所以给人感觉下面非常窄)
(美军航母进行战略规避训练,在战场上这样的高速急转弯是为了躲避敌人的导弹)
其实在船舶设计上所有的船都是一样的,大家重心都在船底,航母也是如此。
为了增强航母的稳定性,航母的动力系统全部安放在船底,其中包括核反应堆、蒸汽涡轮、发电设备、海水淡化设备以及厚重的隔水闸门,这些东西的质量是非常大的,更何况航母的龙骨也在船底,有这些玩意儿压舱底,航母绝对稳如磐石。(福特级航母结构图,该型航母的动力系统和发电系统都在船体最底部)
除此以外,航母的底部两侧都设计有水压仓,航母可以通过控制两边水压仓内的水量来灵活调节航母两边的配重。一旦系统检测到航母倾斜的角度过大,就排出侧倾一面水压仓中的水,而另一面水压仓则会注入更多的水,从而帮助航母恢复平衡。(航母两侧的水压仓)
(从这个角度可以看出,航母的抗倾斜能力是非常强的,根本不可能侧翻,炸翻的可能性都几乎没有)
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这个问题老梁来回答。
咋说呢?有一种窄叫做你觉的他窄,人家航母的上宽下窄,其实没您想的那么夸张。
之所以您有这种错觉,完全是因为,您在瞅航母的时候,一般喜欢瞅人家的正面,所以就给您留下了一种上宽下窄的感觉。
毕竟航母在大海里头溜达,您前边做的不尖的话,咋往开劈水?
这水要是劈不开的话,您就是把航母屁股上那螺旋桨开的发疯的吼,这航母挪动的也不会太快的,这不没事找事吗?
其实人家航母的大腰子这块,您撇开甲板那一层,上下的差距不会太大,尤其是您瞅航母屁股的时候,能感觉到,这后边差不多就是方方正正的。
让您感觉航母上宽下载的另一个原因就是航母那甲板,就像一个大盖子盖在了一个小盒子上,这就让这小盖子和大盒子看起来有点不搭,盖子宽了点。
所以由于这两点,让您产生了这么一个美妙的错觉。
说道这里估计有小伙伴要说了:“那也不对啊!这要是把飞机开到甲板上,一溜排开,那为嘛不会被航母压翻了呢?”
问的好,这确实是一个问题。
毕竟在大家伙的眼里,现在的战斗机,个顶个的肥,那腰线,那屁股,要多大有多大,还有肚子那厚度。
别的不说,就说这五代机您要是上不了三十吨,都不好意说自己是五代机,出来打个招呼都要犹抱琵琶半遮面的,有那么个羞死人的意思在里头。
一架飞机三十吨,别的不说,一溜排开来他个十来架,这重量可就上去了,可为嘛没翻呢?好奇怪哦!
其实啊这也没啥奇怪的,您别说压飞机了,航母规避导弹来个急转弯,那大腰子都要打折了都没见翻了。
这其实是一个不倒翁的原理,大家伙都是经过九年义务教育的鞭子,啊不!鞭策过的同胞战友。
初中物理咱就学过这个。
不知道为什么,想到这个的时候,俺心里是哇凉哇凉的,因为不倒翁这个破原理,当年俺用了俩个来月,才明白过来是咋回事,有段时间天天琢磨,重力这该死的家伙吧不倒翁揪来揪去的有病啊,不知道有没有同款的战友。
那会真难啊!
好了,咱说正题。
也就是说,航母的整个重心他是在航母的底下,上边您看着个头挺大的,其实没多少分量,大部分都是用铝合金造的,所以比较轻。
当然您别和俺说什么甲板,那可不是铝合金,要知道飞机那屁股后边喷的火焰不是蓝汪汪的就是红丢丢的,瞅着那架势您就能知道那温度低不了,铝合金最怕的就是高温,烧那么一下,就跟巧克力似的,嘎嘎的就能给你整化了。
所以航母的甲板是正儿八经的特种钢板,当年咱改造辽宁舰的时候,不会造这甲板,为此还把改造的时间推后了一段时间。
所以这甲板的分量也是有的,就拿美国那尼米兹来说,差不多有六万吨吧,您听着这数据似乎挺吓人的,其实他也就占整个航母满载排水量的6.8%。
所以拿这百分数一比,您就知道这分量不大。您向锅炉,发动机,动力轴,龙骨,这设备,那设备等等,这些个有分量的东西,都是搁在底下。
就尼米兹据说有十亿个零件,大多都集中这下边。
所以这就造成了整个航母的重心是下放的,大家伙都知道重心越低的物件,他就越稳当。
也就是说您担心的事是不会出现的,再说了,不管是航母还是其他军舰,他们在船里头还装着水压舱呢?
重力不够,还能给你吸点水进去,弥补航母的底下的重量。
而且水压仓还可以在发现航母真发生倾斜的情况下,他可以左边排水,右边来个吸水,稳定航母左右摇摆。
这水压仓就在航母吃水线下边的外侧,两块钢板给夹了中间,就像一块夹心饼干一样。
所以这么一弄,您可以将航母看成一个凿子直接凿进了大海内部,生了根,一般情况下,真就翻不了。
那么为了防止这航母左右摇摆,把自己给摇的秃噜皮了,他还有另外一个预防措施。
不知道大家伙注意到没,航母水线一下部分有俩片铁片镶嵌在肚子靠后的位置上(有的是四片前头两片,后头两片)。
那叫减摇鳍,就跟鱼的鱼翅是一个意思。
您要是还不理解,可以想象一下,这四个铁片可以用正面,就像护堤一样对抗海浪的冲刷,从而在左右两边产生阻力,让航母稳稳的扎到海里头。
咋说呢?航母那甲板它到是想要造的小点,但架不住航母的作用就是一个飞机场,所以飞机就是航母的战斗力。
这就照成了,航母必须多存点飞机,毕竟战斗开始的时候,让这飞机停在甲板上,飞他也好飞,也省掉了从机库里坐升降机的时间。
这就不可避免的将甲板是一扩再扩,您要知道,最开始的航母可没有现在航母的丧心病狂,甲板都给飘外边去了,过去就没这么干的。
说道这里估计有小伙伴会好奇,这航母的甲板有多大呢?其实这也是因航母而异,就拿美国那尼米兹来说,甲板面积有一万八千平方米,如果您对数字不感冒的话,您可以想象一下两个半足球场的面积,就那么大。
这种大,让美国人没事搁航母上举办NBA篮球赛,然后围一堆人瞅着都有富余。
在这里插一句嘴。
咋说呢?很多航母他也不一定有外飘的甲板,您比方说英国人的无敌级航母,包括苏联的基辅级的这外飘的甲板基本上是没有的。
不过没有外飘的航母,会被淘汰的,毕竟现在战争讲究的效率,你甲板大点总比小点强吧!
这头弄个起飞区,那头弄个降落区,这要好操作的多。
说道这里,最后说一句,这起飞区和降落区能够区分出来,这功劳完全要归功于英国人发明的斜角甲板。
哎!英国人不愧为曾经的海上强国啊!现在很多科技还是能够追到他的身上。他的没落不仅要归功于二战,还要归功于美国人的一手操作,美国人坑他们自己树立起来的敌人不手软,坑自己的小弟同样不手软的!
好了,今天就写到这里,喜欢的朋友加个关注,顺手点个赞呦!
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首先航母在设计中,对于航母的重心有很好的把握,上层部分的外飘看着大,但是大都是空心的外飘箱式结构,而下面看似很窄,但是里面容纳了航母的动力轴系和发动机、锅炉等重量很大的设备,确保了航母始终是重心非常稳定的状态。
再者说,航母的下面也不见得就比飞行甲板的外飘窄很多,从船头看当然窄了很多,因为船头是尖尖的,要劈开水的阻力的,但是航母的腰线处和船尾处一般宽度就不小了,不分外飘不大的轻型航母甚至在船腰部分达到了舰体和外飘甲板一样宽的程度。比如英国海军的无敌级航母、苏联海军的基辅级航母等。
而像美国那种大型航母,即便是外飘部分很大的,其船体在中部和尾部也已经非常宽了,最宽的比值为40米宽的舰体和70米宽的外飘,两边各多出20米。这20米的箱体结构内几乎是空心的,没有任何设备,被命中后就是一个大窟窿,但是其舰体部分却是大量的水密隔舱构成,而且内部有大量的动力设备和燃料物资,船体重心向下。
另外,很多航母在上层建筑中使用了铝合金材料来降低重量,保障重心稳定,比如辽宁舰和002型国产航母,他们都是如此,别看上层建筑巨大,其实由于是铝合金,因此重量很轻,唯一的缺点是铝合金不耐热,但是能够给航母带来很好的航海性能,而在舰体部分则大量采用了特殊的高屈服强度钢材,因此重量较大,也同样保障了重心的稳定。
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航母刚出现的时候其实并不是现在的这个样子,二战时期的航母,其飞行甲板与舰体的大小差别其实并不大,而且其舰艏外飘也没有这么夸张,航母演变成现在这副样子,有多种原因。首先是因为二战结束后,喷气式战机取代了螺旋桨战机,而喷气式战机需要更长的滑跑距离,战斗机本身的体积也在不断增大,所以飞行甲板的面积也就越来越大了。
另一方面,二战时期美国海军和日本海军的航母都曾经因为暴风造成损坏,而现代的航母为了追求适航性,舰艏的外飘设计的非常夸张,这能够很好的解决甲板上浪的问题,提高航母的适航性,再加上美国海军发明了斜角甲板,区分了起飞区和降落区,航母才变成现在的这幅样子的。
现代的航母确实是一副头重脚轻的样子,例如美国海军的尼米兹级航空母舰,其飞行甲板最宽处达到了78米,可水线部分的宽度却仅有40米,那为什么航母不会侧倾呢?这就要说到航母的设计了。众所周知,舰艇侧倾一般是因为一侧船体进水导致左右两边的重量不均匀,所以才发生侧倾的,解决的方法也很简单,让左右两边一样重就可以了,二战时期的珍珠港事件中,美国海军的弗吉尼亚号战列舰就是在一侧中弹的情况下,由船长沉着冷静的指挥损管队员打开水密门,向船体另一侧注水才让这艘战舰不至于侧倾的,最终这艘战舰的甲板都沉没到水面以下了,都没有发生侧倾,就是向另一面注水的功劳。
而现代的航母为了解决左右配平的问题,在一侧设置了舰桥,航母另一侧是斜角飞行甲板,两者的重量差距很少,所以航母看似不对称,却是可以毫无压力的配平的。再来说说飞行甲板,其实在航母上,飞行甲板的重量并不算大头,所以航母的重心就比较低,一般航母上最重的燃气轮机等动力组件,都放置在水线以下的船舱内,而且航母内的燃油等物资也会作为压舱物,这样一来航母的重心就会降到很低,自然也不容易发生侧倾了。
而且我们在观察航母入坞的时候,会发现在航母的水线以下部分,通常都会有两个像小翅膀一样的金属板,这就是减摇鳍了,其实不仅仅是在航母上,在其他舰艇上也有这种设计,减摇鳍的作用很简单,高速航行时,流线型的减摇鳍不会增大航母的阻力,而在航母横摇的时候,减摇鳍又会在很大程度上增加航母横摇的阻力,这样就会减少航母在恶劣海况下的横摇。事实上冷战时期苏联设计的飞机上有一个翼刀的效果就与其十分类似,只不过翼刀是用来稳定气流的,减摇鳍是用来稳定海流的。
在进行过这一系列优化设计后,虽然航母看上去头重脚轻,但是其横摇却很小,再加上航母一般都有巨大的储备浮力,所以一般就不会发生侧倾这种危险的事情啦。
尊重客观事实,探究事件真相,我是军武视界,欢迎关注
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