为什么国际上不建造气垫船式航空母舰呢?

2022-06-12 16:51 点击:67 编辑:邮轮网

航空母舰是用于海上运行的一座移动式的机场,其配套设施犹如一个城市。航空母舰上可以搭载6000人左右,而且还要满足舰载机的起降作业。拿美国海军目前装备数量最多的尼米兹级核动力超级航空母舰来说,这是一款排水量达10万吨得特大水面舰艇。而目前最大的气垫船也就几千吨。从尺寸上看气垫船最多也就运几辆主战坦克而已。

气垫船的运动主要依靠大型涡轮燃气轮机带动推进风扇的旋转,另一方面在向下吹除产生升力。如果要把10万吨的物体升起来就需需要巨大的推力,而这依靠传统的涡轴发动机是无法解决的。

另一方面气垫船由于要在水面或者沼泽地使用,其建造的材料基本上是铝合金,这种金属具有密度小强度高的特点,被广泛用于各类航空器材的建造。但是由于航空母舰同样要满足舰载机的起降,所以其跑道长度也是有一个最小的限制。这就给建造带来了巨大的挑战,显然铝合金是无法满足需要的。

航空母舰的运动除了除了本身的需求之外就是可以带来迎头的甲板风,这样有利于舰载机的起飞。而气垫船本身的前进就需要巨大的推力,在甲板上安装了巨大的推力风扇之后就会影响到舰载机的起降了。

航空母舰主要是用来保证舰载机的起降,根本就没有必要研制类似气垫船式样的系统。而且凭现在的科技水平就算造出来也无力起飞啊。

气垫艇的气垫能挡得住子弹吗?

问这个问题可能就是对气垫船的垫升原理不太了解所致,这里所谓的“气垫”就是一层“受压空气”。通缩点说,你可以将其视为一层压缩空气形成的垫子,那么空气是不可能挡住子弹的。

▲未垫升状态的气垫船

▲垫升状态的气垫船

题主问的这个问题,应该是问船体下方这层类似“橡胶”结构的防弹性能。首先、这个东西不是气垫,气垫是在其内部船底与水面、地面或者其他平面之间形成的气流层。其次,气垫船下方的这层类似橡胶结构并非是像充气艇、气球、内胎一样的密封结构,仅就全垫升气垫船来说,这个东西就是围在船底周围的一圈“橡胶帘”,底部是与外界相通的,整体就像日常生活中使用的围裙一样,所以这个所谓的“橡胶气垫”被称为气垫船围裙系统。另外,如果想解释清楚这个问题,就要说明一下气垫船的“垫升系统工作原理”。

▲“欧洲野牛”级气垫登陆舰

气垫船垫升系统的工作原理气垫船大体上可以分为“全垫升气垫船”和“侧壁式气垫船”,为了简化理解和行文方便我们这里仅就“全垫升气垫船”(著名的苏联“欧洲野牛”、美国LCAC、英国SRN4-Mk3等均为此类)的原理略作解析。

▲全垫升气垫船的垫升原理图

如上图所示,全垫升气垫船的垫升系统由1、风扇风机,2、风机气流方向,3、气道气室,4、围裙等组成。在船体周围用一圈柔性围裙与水面或其他平面闭合,封闭垫升风气产生的气流,将船体抬离水面以减少阻力,当然气流不可能被完全封闭,但绝大部分被围裙和水面阻拦而用于抬升船体。

▲气垫船的垫升效果

气垫船的垫升风机不断对空气加压,使高压空气通过气道、气室进入船体底部,通过围裙的阻拦作用在船舶底部形成一层高压气垫,高压气垫向上的推力作用于船体将其抬高,当推力等于船体重量时,气垫船进入静垫升状态漂浮于空气和水面的结合处。

▲全垫升气垫船的气道及气体外排流动

由于气垫船的垫升系统不断通过气室向外泄漏空气,所以垫升风气需要不断运转向船底补充空气。由于气垫原理导致船体脱离水面,阻力大大降低,所以此类船舶能够高速航行,航速50节的气垫船并不少见。总体来说,气垫船本来就是不断漏气的,所以其围裙系统也没什么防弹要求,一般的弹孔并不影响其航行能力,只要不是围裙被大范围撕裂或者弹孔过于密集,影响都比较小,当然这也与垫升风机的提供高压空气的能力以及气垫船的其他设计有关。

气垫船围裙的材料此外,平常我们从照片上看,气垫船的围裙类似与橡胶艇,但是实际上并没有这么简单。由于气垫船围裙使用环境较为恶劣,并且要求其具备一定的柔性,又要保持一定的刚度,还需具备高拉伸性、耐磨性和高抗疲劳特性。因此大部分气垫船围裙都采用织物作为内层骨架,正反面涂覆橡胶保护层并高温硫化成“三明治”结构。

▲气垫船“围裙”系统“三明治式”材料结构

位于围裙材料中间的“骨架织物”一般使用吸水性低且抗疲劳强度高的“尼龙66”,这种材料被做成高捻纱线,被编织成小间隙柔性织物,然后正反面的覆层橡胶可以通过这些间隙黏连在一起,橡胶经过硫化后与中间织物一起具备气密性,做成围裙后用于阻拦空气气流从气垫船周围逃逸。用于涂覆在织物正反面的橡胶,绝大多数都是天然橡胶与聚丁二烯的混合物,具体来说与汽车轮胎橡胶性能类似。因此,从材料角度讲,气垫船的橡胶围裙也基本没有防弹能力。

▲美国为SSC气垫登陆艇设计的第四代深型围裙示意

综上所述,气垫船的围裙没有防弹能力,而整个气垫船的垫升系统还是很复杂的,我们今天就简单说到这里。

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