317米船舶的排水量為何仍然可能超過9萬噸?

在總長度接近340米的老企業(yè)號核動力航母退役以后,全長337米左右的福特級就成了當(dāng)今全球外觀最長的航母系列。雖然老企業(yè)號創(chuàng)造了航母長度的全球記錄。但是其滿排噸位卻只有9.2萬公噸左右,距離比其短一些福特級的10.3萬公噸的滿排幾乎少了1萬噸還多。這主要在于兩者的水下線型差異巨大。老企業(yè)號是1950年代末的設(shè)計,在很大程度上還有二戰(zhàn)蒸汽高速戰(zhàn)列艦水下線型的影子,而福特級則是1990年代到2000年初的新設(shè)計。更強(qiáng)調(diào)提高外海大洋高海況下的適航性,因此有更肥大的艦身。老企業(yè)號在接近340米的總長下,型寬只有39.5米似乎還不到;而福特級的型寬則放大的40.8米;由此可見這種長寬比的改變是相當(dāng)明顯的。自從1915年的日德蘭大海戰(zhàn)之后,各海軍大國都充分認(rèn)識到主力艦隊保持高航速的重要性。因為主力艦隊保持整齊劃一的普遍高航速,

可以在大規(guī)模海戰(zhàn)中更好的搶占T字頭,而且不論快速接敵還是主動脫離戰(zhàn)區(qū)都有自主性。這還是天下武功,唯快不破的體現(xiàn)。因此此后設(shè)計建造的主力戰(zhàn)艦,普遍從過去的20節(jié)左右就能達(dá)標(biāo),開始提高到了28節(jié)以上才算合格;甚至出現(xiàn)了最高航速在30節(jié)以上的高速戰(zhàn)列艦。不過在1戰(zhàn)到2戰(zhàn)期間,大部分主力艦還都是燃煤鍋爐蒸汽動力,到后來最多不過升級到了燃油鍋爐蒸汽動力。早年的鍋爐系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽溫度和壓力沒有后來那么高。因此總馬力數(shù)仍然有上限;為了達(dá)到全面提高3萬噸級以上主力艦航速需要,除了繼續(xù)提高動力系統(tǒng)的總功率外,另外就是在主力艦的水下線型上想辦法。于是高速深V狹長的破浪艦型成為當(dāng)時的設(shè)計主流。這種艦型如果單看水線以下的部分,還不單純是一個兩端尖銳中間鼓的扁桃型,

看俯視圖更像是柳葉型,也就是中后部的船身寬度比較大,造型飽滿;而過了中部艦身再往前的前半段艦艇寬度快速變窄,最前面由一個非常狹長突出的前船頭吃水段。因此整體俯瞰像一片柳葉。這種設(shè)計的目的就是為了在有限動力下破浪高速前進(jìn),全艦的長寬比很大,可以接近或者超過10。也就是如果全船的型寬是35米,那么全艦的長度可以在330米以上。這么做的最大好處就是全艦可以實現(xiàn)33節(jié)甚至更高的速度。有些噸位在5000噸以下的蒸汽驅(qū)逐艦甚至可以達(dá)到接近39節(jié)的驚人水面高速。但是如此設(shè)計的負(fù)面影響也是存在的。最突出的,就是全艦在高海況下的搖動和側(cè)傾都比較厲害,全艦的搖動頻率加快,人員更容易出現(xiàn)暈船。艦上主炮和其他武器系統(tǒng)的瞄準(zhǔn)變得更加困難;整體射擊命中率下降。而且在某些速度下,船頭會出現(xiàn)較大的船頭浪,

有時候還會出現(xiàn)解決不了的高速下船體振動的問題。到了1970年代以后,各大國的軍艦設(shè)計都出現(xiàn)了重大變革。首先是全艦的封閉性比以前大大強(qiáng)化,也就是看上去還是水面艦艇,但其內(nèi)部在一定條件下可以達(dá)到近乎潛艇的全艦對外氣密性,主要用于出現(xiàn)生化與核戰(zhàn)爭,外部空氣沾染的情況下繼續(xù)保持艦艇的戰(zhàn)斗力。第二大設(shè)計變革,就是普遍采取了更小的長寬比,相對更寬大的新艦型。長寬比基本壓縮到了8。較大的型寬,再加上智能減搖手段的全面應(yīng)用,讓大部分新式水面艦艇的遠(yuǎn)洋適航性大大增強(qiáng)。比如過去的大型蒸汽主力艦,全艦的搖動周期多在25秒到30秒之間,而采用更寬大的艦型之后,搖動周期普遍提高到35秒以上,甚至出現(xiàn)了搖動周期在40秒的型號。搖動周期越長,則全艦表現(xiàn)得越穩(wěn)定,艦員暈船率大減,火炮打得更準(zhǔn),導(dǎo)彈發(fā)射平臺也更穩(wěn)定。

如果是航空大艦,那么搖擺周期越長,則越容易在上面起降艦載機(jī),也包括艦載直升機(jī)。過去面臨4級海況就要停飛,現(xiàn)在則可以在6級海況下還可以正常起降。福特級如果按照型寬40.8米、總長337米來算,長寬比就是8.25左右。那么這個設(shè)計是不是新一代載機(jī)大艦的極限呢?其實這個8.25的比例已經(jīng)被打破。有艘船的預(yù)計總長在317米左右,對比福特級的全長整整少了20米,甚至比小鷹級的325米的全長還短了8米,那么是否就可以認(rèn)為這船噸位比小鷹級還小,更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于福特級呢?如果真這么想就落入傳統(tǒng)思維了。其實不能單純看全船的總長,更要注意全船的主甲板的投影面積。比如女王級的全長只有265米左右,但是女王級的船體和甲板都是非常寬大的。而317米的船,更是女王級不能比的。和福特級甲板的正投影寬度基本一致,甚至還要大出一些局部的邊角,差距只在于全船船頭甲板的那20米。

但是對全甲板運作來說,單純的船頭多出的20米意義并不大。尤其是都在采用高效電磁彈弓的情況下。真正比較的是甲板的中后部有效調(diào)度面積和甲板總投影面積。目前可知和福特級甲板一樣都是1.9萬平方米以上。這個數(shù)字比尼米茲級后期批次還大,比小鷹級直接大了800平米還多。這一點是非常重要的。如果總長比福特級少了20米,但是甲板投影寬度一致甚至更大,那么只有一個可能。這就是其型寬只能比福特級還要寬,才能出現(xiàn)這種情況。早年狼山就分析其型寬在41.22到41.33之間,現(xiàn)在看來真是大差不差(當(dāng)然長度預(yù)測按照福特級的慣例走了)。即使是按照41米的型寬算。那么長寬比也只有7.73,首次降到8以下。這種船的搖擺穩(wěn)定性將在全球無與倫比,預(yù)測搖擺周期將延長到45秒左右,特別適合收放大噸位飛行物。而滿排總噸位預(yù)計在9萬噸以上。仍然符合過去8.8到9.2萬噸之間的預(yù)測。