航母是如何做到舰体左右平衡的?

吉米石头


航母采用“非对称性设计”,长长的全通甲板上一边是舰岛,一边是外飘甲板,航行中的平衡问题需要从设计之初就解决。

1、航母的核心武器是舰载机,理论上甲板越空旷越好。但众多的电子设备、指挥系统无处安放,右舷高大突出的舰岛必不可少。

右舷重量大了,就要增大左舷外飘甲板配平,使重心维持在纵向轴线附近。1952年英国发明了斜角甲板,它的优点很多:增加甲板面积,飞机起飞、降落互不影响,效率提高,还能防止海浪涌上甲板。

虽然斜角甲板外飘超出船体宽度,对航行稳性不利,但瑕不掩瑜,它很快成为航母设计的新标准。

2、除了外飘甲板,航母肚子里的各种大家伙也是重要配平物。航母的船体很宽,水线以下部分虽然看起来窄,但其实也很宽,和船体差不多,里面分隔成大大小小的舱室。

重量最大的反应堆、蒸汽轮机、主轴等部件放在底层,还用厚厚的装甲包裹起来,燃油、弹药、压载水等也储备在下层。水线以上的机库、休息室等重量较轻,整个航母的重心保持在船体中位线偏下,增强了稳性。

除了固定配平方式,和其他大型船只一样,航母还有移动配平方式。

3、航母行驶途中,舰上的淡水、食品、弹药、燃油等不断消耗,其重量变化也导致航母重心不断变化。

早期的船只曾用石头、沙袋等当作压载物,现代船舶有压载水舱,用海水、淡水、燃油等液体压载物配平,调节船舶重心、浮态和稳性。

不同的船舶有不同设计:集装箱货轮“头重脚轻”,工程师把压载水舱放在双层底舱或左右边舱;散货船货舱在中部,所以压载水舱在货仓四周。船舶的艏尖舱、艉尖舱、双层底舱、边舱、顶边舱、深舱等都能当压载水舱使用,每次出航前,都要检查重心平衡,以提高适航性。

航母也不例外,“尼米兹”航母船体前后左右也有压载水舱,由专门的人员用仪器监控船体平衡和压载水舱工作情况。和风漫谈原创,禁止抄袭。

一旦航母重心变化,监控人员就将数据通报机舱,控制系统将调节相应水舱的压载水量,恢复平衡。

法国“戴高乐”号航母不走寻常路,它左右平衡不用压载水,而是12块移动金属块。每块金属块重达20吨,在电脑控制下左右移动,保持动态平衡。

“戴高乐”号航母

4、航母船体左右两侧还有减摇鳍。这些减摇鳍被设计成机翼形状,可以根据船体姿态调整角度,减小晃动,保持平衡。

二战中,日本海军联合舰队的“瑞鹤”航母在莱特湾海战中受损,舰体大幅左倾,所有船员都跑到右舷当压载物。只是这种方式是徒劳的,15分钟后,航母载着日本鬼子的滔天野心一起沉没到太平洋底。

总之,在各种静态、动态平衡手段下,航母的平衡能力很强,稳性很好。新航母入役前都要经过严格海试,除了倾斜性试验,还有加速、急转弯等,全部合格后才能交付海军使用,无须担心平衡问题。


和风漫谈


我们知道现在的航母都有一座或者两座高高突起的舰岛,舰岛是一个航母的指挥控制中心必不可少,可是其一般是分布于航母一侧因此必然会影响航母的平衡性。现代航母舰岛大多是在其右侧甲板,因此如果不采取措施的话这类航母必然向右倾斜。因此必须要遭到办法让航母恢复平衡,而这也并不难办法有很多。
美国最新型的福特号核动力航母


一种办法在航母另一侧加装斜甲板,不仅可以用来平衡右侧的舰岛重量,而且可以为航母提供双跑道选择起降。这样航母就几乎可以同时完成起飞和降落任务,这无疑会提高航母舰载机出动效率显著提高其战斗力,因此出于这一点大多数航母也会加装斜甲板,而斜甲板一般是供舰载机降落使用。
带有斜甲板的辽宁号

如果加装了斜甲板还不能使航母舰体左右平衡的话,可以在航母的另一侧添加各种压仓物增强其平衡性。因此航母设计和建造者有的是保持航母左右平衡办法,让一个物体保持左右平衡在力学上来说本来就不是什么难事,我们无需去担忧我们的航母会不会突然倾覆,不过印度自己建造的航母会不会突然倾覆就难讲了。


印度维克拉玛蒂亚号航母

而有人觉得航母舰岛只占航母重量的小部分因此不需要担心其平衡性绝对是错误的。因为如果不采取措施即使航母可以勉强获得平衡,可是在航行过程中如果做一些转弯等大幅度动作或者遇到大的风浪航母就很容易倾覆了,因此保持航母近乎绝对的平衡性虽然不是什么难事也绝不可掉以轻心。


执斧传播开天名


这个涉及到航母的配平问题,看航母的外形结构,左右两侧基本不是对称的,所以在航母设计之初,就要考虑到通过配重保证船体基本平衡,这不仅是航母空载时的平衡,也要考虑到航母运行作战时的燃油消耗、舰载机起飞、弹药物资消耗后的平衡。所以对于航母为保持平衡而进行配重,分为静态平衡和动态平衡。

由上图可以看出,航母有舰岛侧和无舰岛测的甲板是不一样的,有舰岛侧因为舰岛重量,停放舰载机重量等造成重量不平衡,所以无舰岛侧的倾斜甲板就要做成巨大的外飘状(远大于舰岛侧外飘)以弥补左右重量的不平衡。所以说这类静态平衡,就是通过设计计算适当增重来达到配平目的。

除了静态平衡以外,动态平衡就更为复杂一些。总体来说,就是即使调整航母各方向上的重量配比,来解决因重量损失造成的不平衡(例如燃油消耗)。

所以为了保持航母舰体的动态平衡,这就需要压载水舱、特殊设计的油柜等来调整分配装量。压载水舱是专门装载压载水用的,可以调整船舶的吃水、纵横倾和重心,通常来说船舶的双层底舱、船首尾尖舱、深舱、边舱等都可以作为压载水舱,当然航母作为军用舰艇与一般的民船标准还有不同,要考虑到损管、以及压载水的自动调整系统设计等。另外,航母还通过不均匀的填充油舱来补偿航母因物资消耗引起的不平衡问题。

看上图,法国戴高乐号核动力航母,左侧伸出的长棍子,这是一套名为SATRAP的自动操舰与减摇稳定系统,通过计算机自动计算控制一系列压载物如“减摇鳍”、配重金属块、轨道小车等部件,调节其位置和收放来保持平衡、减轻舰体横摇、纵摇等。这也算是一种保持航母平衡的手段。


卫青点兵


航母是靠平衡系统做到左右平衡的,平衡系统是谁设计的?人类设计的,人为什么设计平衡系统?因为航母需要平衡系统做到左右平衡;航母为什么要左右平衡?因为航母不能倾斜,航母为什么.....没有那么多为什么


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