近日，隨著國內各大企業的陸續復工以及外國間諜衛星的活躍，正在建造中的我國下一艘航空母艦的動力選型這一“月經話題”又再度成為了軍迷們關注的焦點。但動力系統的選型固然重要，然而動力系統的佈局同樣不能忽視。對於一艘航母來說，動力系統佈局不僅決定了航母艦島的位置和大小，更重要的是其決定了航母的抗沉性和動力系統抗損性。雖然隨著時代的變遷，人們對於“大型水面艦艇”一詞的理解也始終在改變。但對於任何一個時代而言，只要各國海軍對於艦艇的航速尚有需求，就一定會選擇蒸汽動力系統作為其大型水面艦艇的“心臟”。因此，大型水面艦艇的動力佈局變遷，基本可以等同於蒸汽動力系統的佈局變遷。一般而言，無論是常規動力還是核動力，無論是電傳動還是機械傳動，只要是蒸汽動力系統，基本都需要有以下幾個大的子系統構成：鍋爐、主機-傳動裝置和推進軸。而這裡所說的動力系統佈局，也主要是指這三大系統的佈局方式。在推進軸的佈局上，艦艇通常分為奇數軸和偶數軸兩種，奇數軸通常為單軸或三軸，偶數軸通常為雙軸或四軸。由於單軸推進效率有限，所以對於大噸位的艦艇來說推進軸自然是越多越好。但艦艇寬度又是有限的，所以一般艦艇很難安裝多於4個推進軸。當然，凡事總有例外，有一些不怎麼需要在乎寬度的船，還是可以安裝超過4個推進軸的，比如俄羅斯帝國的諾夫哥羅德級岸防炮艦。由於該級艦採用了超常規的圓形構型，長寬比接近1:1，因此可以在短胖的艦體上安裝6個推進軸，實現六槳齊進。拋開諾夫哥羅德這個怪胎不談，通常艦艇的基數軸系和偶數軸系還是有很大區別的。眾所周知，艦艇需要依靠貫穿其中軸線的龍骨承受艦體的應力，而奇數推進軸的艦艇又幾乎必然會有一條推進軸需要在龍骨上“打洞”。這無疑會導致艦艇的縱向強度受到影響。因此，除了德國建造的戰列艦以外，包括德國戰列巡洋艦在內的世界各國主力艦艇一般都會採用兩軸或四軸推進。在艦艇內部，蒸汽動力系統的工作流程大致為：鍋爐燒水產生蒸汽，蒸汽由蒸汽管道輸送至主機，主機旋轉產生動力之後直接輸出至驅動軸，或輸出至傳動裝置由傳動裝置減速後輸出至驅動軸。這套工作邏輯基本決定了：鍋爐艙與主機艙的距離最好不要太遠，不然蒸汽在傳輸的過程中會有一定的損耗；主機與傳動的距離最好不要太遠，不然軸系強度和可靠性會降低；基於同樣的原因傳動軸最好也要儘可能的短。不過在上世紀20年代前後，個別國家（就不指名道姓了）的機械加工工藝較差，因此更傾向於使用電傳動而非機械傳動來驅動軸系。其工作基本流程為主機連線發電機為電網供電，之後電網為電動機供電，直接產生動力輸出給軸系。由於有電網這個中間媒介的存在，採用電傳動的艦艇的蒸汽機與電動機之間的位置擺放也相對自由。在種種限制之下，最早的蒸汽動力主力艦艇大多采用了最簡單、最保守的動力佈局。即從前之後分別為鍋爐段、主機段、軸系的佈局。以德國的維特爾斯巴赫級前無畏戰列艦為例，其6個蒸汽鍋爐縱向排列於艦體舯部，為其後僅一壁之隔的3臺3缸往復式蒸汽機提供蒸汽。這三臺蒸汽機安裝在2個引擎室中，靠近艦體舯部的引擎室並列擺放了兩臺蒸汽機，其後的艙室則只安裝了一臺軸線蒸汽機。不過類似的佈局在艦船發展史上也僅僅是曇花一現，中軸佈置的鍋爐佔用的長度實在是有點長。因此，在艦艇進一步大型化、寬度足夠之後，鍋爐往往會分成左舷、右舷兩個獨立的部分並列排布。其中最典型的就是英國的無畏級戰列艦。該級艦共安裝了18臺鍋爐，每3臺一組安裝在6個鍋爐艙中，每兩個鍋爐艙又並列排布在艦艇的同一艙段內。除了能用更短的艦體長度容納更多的鍋爐以外，左右兩舷鍋爐艙、主機艙分隔佈置的另一個好處是，當某一舷的動力艙被擊毀後，兩個艙室中間的裝甲隔壁可以防止進水或爆炸破片進入與其相鄰的動力艙室，這可以儘可能的保證每一次攻擊對艦艇動力系統的破壞最小化。在20世紀10年代之後，魚雷開始加裝陀螺儀，成為了一種較為可靠的武器。這種破壞力極大的武器很容易在艦體上開啟一個長達數米甚至十幾米的破洞。這就意味著兩個乃至三個前後相鄰的艙室很容易同時進水。而一旦相鄰的鍋爐艙全部進水，艦艇會直接喪失一半的動力。因此，後來的無畏艦大多把4臺主機兩兩一組與鍋爐艙交錯佈置，形成了蒸汽動力艦艇最經典的鍋爐-輪機-鍋爐-輪機交錯佈置方式。我們熟知的包括英國喬治五世級、法國黎塞留級、義大利維內託級戰列艦在內的大量蒸汽動力艦艇均採用了此種構型。但另一個問題也隨之而來：魚雷的毀傷能力太強，導致艦艇在遭到魚雷攻擊後的進水速度遠快於被炮彈命中。如果艦艇某一舷進水速度過快，很可能會導致艦艇傾覆。因此就產生了一個還要不要繼續保留分割兩舷動力艙室的裝甲隔壁的問題。如果保留，艦艇動力系統在炮戰中的生存能力會較強；而如果取消，艦艇動力系統在魚雷攻擊中的生存能力會較強。出於“炮戰比魚雷攻擊多”的想定，大多數國家選擇了繼續保留縱向裝甲隔壁的做法。而為了解決一側進水過多導致艦艇傾覆的問題，如德國俾斯麥級、日本大和級等足夠寬的艦艇還採用了多條縱向裝甲隔壁的解決策略。但也有那麼一個怪點子極多的國家選擇了一條未曾設想的道路，這個國家就是上文我們說的那個當時連機械傳動都造不好的美國。在1930年代開始設計的北卡羅來納級戰列艦上，美國人開創了一種改進型的交錯式動力佈局。在這種動力佈局中，艦艇的動力段總共被劃分為了5個艙段。除去前方第一個用於安裝輔助柴油機的艙室外，後4個艙室均對稱安裝了兩臺鍋爐和一臺蒸汽輪機。這意味著這種動力佈局不需要安裝縱向裝甲隔板即可達到其他安裝了縱向隔板的艦艇的抗損效能。自北卡羅來納級開始，美軍南達科他級戰列艦、衣阿華級戰列艦也都採用了類似的交錯佈置。其中衣阿華級戰列艦由於體型修長，還得以更進一步，將原本並列的鍋爐和主機前後拉開了一個身位的距離，並用橫向裝甲隔壁進一步分割，使動力系統的抗損能力更進一步。當然，沒有縱向裝甲隔壁的艦艇在面對魚雷攻擊時一定會進更多的水，這對艦艇的抗沉性是極為不利的。因此，是否要採用這種動力佈局還是一件見仁見智的事情。在取消了“透過巴拿馬運河”的限制後，美國戰列艦也得以在寬度上放飛自我。因此美國在二戰中設計的最後一級戰列艦——蒙大拿級就用回了與俾斯麥級、大和級一樣的多縱向裝甲隔壁的船體設計。後來，參考了蒙大拿級戰列艦船體設計的中途島級航空母艦也繼續沿用了類似的設計。二戰結束後，戰列艦的時代畫上了句號，蘇聯的重型反艦導彈又很難威脅到艦艇的水下部分。因此，重型魚雷就成為了主力艦唯一需要在乎的威脅。出於抗沉性、抗傾覆和抗損性的三重考慮，美國人又進一步將兩種佈局方式合二為一。在戰後設計的合眾國級、福萊斯特級、小鷹級以及企業級（與前幾者略有不同）航空母艦上，美國人繼續沿用了與北卡羅來納級相同的動力佈局。不過由於這些超級航母寬度驚人，其機械艙室的寬度大概只有船體可用寬度的三分之二。這使得機艙可以靠左舷或右舷一側佈置，而在另一側則佈置一個擁有3道縱向裝甲隔壁的儲物艙。這種優良的結構可以保證除了核裝藥魚雷以外的大口徑魚雷命中艦體側弦時，無論打在左舷還是右舷、無論是否打在橫向裝甲隔壁附近，航母最多隻會失去25%的動力。同時這種1/3、2/3的橫向艙室分割方式還能在最大程度上兼顧艦艇的總進水量和艦體平衡。2005年，美國將美國號航空母艦作為靶艦擊沉，整個測試過程持續了月4個星期。這充分的說明了小鷹級航母優秀的抗沉能力。作為對比，蘇聯在二戰結束後建造的庫茲涅佐夫級航空母艦則與美國人走了截然相反的設計路線，在庫茲涅佐夫級航母上，共有4主要個動力艙室。不過與1字縱列的美國人不同，蘇聯人的主機艙為兩兩一排的“叕”字形排列。其中每個主機艙內有一臺蒸汽輪機和兩臺鍋爐。這種佈局的抗沉性、抗損性與美國航母大致相當，但抗傾覆性則要略遜一籌。而從目前網上的種種資訊來看，某國正在建造中的下一艘航空母艦有很大可能依舊沿用了蘇聯庫茲涅佐夫級的動力系統佈局，或者僅僅是在蘇聯動力佈局的基礎上進行了少量升級。而在該國航母越造越大、越造越寬的背景下，究竟該採用何種動力佈局是該國未來的航母設計過程中應當予以重視的問題。《出鞘》可以投稿了！E-mail: mil@vip.sina.com郵件主題煩請標明:《出鞘》投稿，期待中……
近日，隨著國內各大企業的陸續復工以及外國間諜衛星的活躍，正在建造中的我國下一艘航空母艦的動力選型這一“月經話題”又再度成為了軍迷們關注的焦點。但動力系統的選型固然重要，然而動力系統的佈局同樣不能忽視。對於一艘航母來說，動力系統佈局不僅決定了航母艦島的位置和大小，更重要的是其決定了航母的抗沉性和動力系統抗損性。雖然隨著時代的變遷，人們對於“大型水面艦艇”一詞的理解也始終在改變。但對於任何一個時代而言，只要各國海軍對於艦艇的航速尚有需求，就一定會選擇蒸汽動力系統作為其大型水面艦艇的“心臟”。因此，大型水面艦艇的動力佈局變遷，基本可以等同於蒸汽動力系統的佈局變遷。一般而言，無論是常規動力還是核動力，無論是電傳動還是機械傳動，只要是蒸汽動力系統，基本都需要有以下幾個大的子系統構成：鍋爐、主機-傳動裝置和推進軸。而這裡所說的動力系統佈局，也主要是指這三大系統的佈局方式。在推進軸的佈局上，艦艇通常分為奇數軸和偶數軸兩種，奇數軸通常為單軸或三軸，偶數軸通常為雙軸或四軸。由於單軸推進效率有限，所以對於大噸位的艦艇來說推進軸自然是越多越好。但艦艇寬度又是有限的，所以一般艦艇很難安裝多於4個推進軸。當然，凡事總有例外，有一些不怎麼需要在乎寬度的船，還是可以安裝超過4個推進軸的，比如俄羅斯帝國的諾夫哥羅德級岸防炮艦。由於該級艦採用了超常規的圓形構型，長寬比接近1:1，因此可以在短胖的艦體上安裝6個推進軸，實現六槳齊進。拋開諾夫哥羅德這個怪胎不談，通常艦艇的基數軸系和偶數軸系還是有很大區別的。眾所周知，艦艇需要依靠貫穿其中軸線的龍骨承受艦體的應力，而奇數推進軸的艦艇又幾乎必然會有一條推進軸需要在龍骨上“打洞”。這無疑會導致艦艇的縱向強度受到影響。因此，除了德國建造的戰列艦以外，包括德國戰列巡洋艦在內的世界各國主力艦艇一般都會採用兩軸或四軸推進。在艦艇內部，蒸汽動力系統的工作流程大致為：鍋爐燒水產生蒸汽，蒸汽由蒸汽管道輸送至主機，主機旋轉產生動力之後直接輸出至驅動軸，或輸出至傳動裝置由傳動裝置減速後輸出至驅動軸。這套工作邏輯基本決定了：鍋爐艙與主機艙的距離最好不要太遠，不然蒸汽在傳輸的過程中會有一定的損耗；主機與傳動的距離最好不要太遠，不然軸系強度和可靠性會降低；基於同樣的原因傳動軸最好也要儘可能的短。不過在上世紀20年代前後，個別國家（就不指名道姓了）的機械加工工藝較差，因此更傾向於使用電傳動而非機械傳動來驅動軸系。其工作基本流程為主機連線發電機為電網供電，之後電網為電動機供電，直接產生動力輸出給軸系。由於有電網這個中間媒介的存在，採用電傳動的艦艇的蒸汽機與電動機之間的位置擺放也相對自由。在種種限制之下，最早的蒸汽動力主力艦艇大多采用了最簡單、最保守的動力佈局。即從前之後分別為鍋爐段、主機段、軸系的佈局。以德國的維特爾斯巴赫級前無畏戰列艦為例，其6個蒸汽鍋爐縱向排列於艦體舯部，為其後僅一壁之隔的3臺3缸往復式蒸汽機提供蒸汽。這三臺蒸汽機安裝在2個引擎室中，靠近艦體舯部的引擎室並列擺放了兩臺蒸汽機，其後的艙室則只安裝了一臺軸線蒸汽機。不過類似的佈局在艦船發展史上也僅僅是曇花一現，中軸佈置的鍋爐佔用的長度實在是有點長。因此，在艦艇進一步大型化、寬度足夠之後，鍋爐往往會分成左舷、右舷兩個獨立的部分並列排布。其中最典型的就是英國的無畏級戰列艦。該級艦共安裝了18臺鍋爐，每3臺一組安裝在6個鍋爐艙中，每兩個鍋爐艙又並列排布在艦艇的同一艙段內。除了能用更短的艦體長度容納更多的鍋爐以外，左右兩舷鍋爐艙、主機艙分隔佈置的另一個好處是，當某一舷的動力艙被擊毀後，兩個艙室中間的裝甲隔壁可以防止進水或爆炸破片進入與其相鄰的動力艙室，這可以儘可能的保證每一次攻擊對艦艇動力系統的破壞最小化。在20世紀10年代之後，魚雷開始加裝陀螺儀，成為了一種較為可靠的武器。這種破壞力極大的武器很容易在艦體上開啟一個長達數米甚至十幾米的破洞。這就意味著兩個乃至三個前後相鄰的艙室很容易同時進水。而一旦相鄰的鍋爐艙全部進水，艦艇會直接喪失一半的動力。因此，後來的無畏艦大多把4臺主機兩兩一組與鍋爐艙交錯佈置，形成了蒸汽動力艦艇最經典的鍋爐-輪機-鍋爐-輪機交錯佈置方式。我們熟知的包括英國喬治五世級、法國黎塞留級、義大利維內託級戰列艦在內的大量蒸汽動力艦艇均採用了此種構型。但另一個問題也隨之而來：魚雷的毀傷能力太強，導致艦艇在遭到魚雷攻擊後的進水速度遠快於被炮彈命中。如果艦艇某一舷進水速度過快，很可能會導致艦艇傾覆。因此就產生了一個還要不要繼續保留分割兩舷動力艙室的裝甲隔壁的問題。如果保留，艦艇動力系統在炮戰中的生存能力會較強；而如果取消，艦艇動力系統在魚雷攻擊中的生存能力會較強。出於“炮戰比魚雷攻擊多”的想定，大多數國家選擇了繼續保留縱向裝甲隔壁的做法。而為了解決一側進水過多導致艦艇傾覆的問題，如德國俾斯麥級、日本大和級等足夠寬的艦艇還採用了多條縱向裝甲隔壁的解決策略。但也有那麼一個怪點子極多的國家選擇了一條未曾設想的道路，這個國家就是上文我們說的那個當時連機械傳動都造不好的美國。在1930年代開始設計的北卡羅來納級戰列艦上，美國人開創了一種改進型的交錯式動力佈局。在這種動力佈局中，艦艇的動力段總共被劃分為了5個艙段。除去前方第一個用於安裝輔助柴油機的艙室外，後4個艙室均對稱安裝了兩臺鍋爐和一臺蒸汽輪機。這意味著這種動力佈局不需要安裝縱向裝甲隔板即可達到其他安裝了縱向隔板的艦艇的抗損效能。自北卡羅來納級開始，美軍南達科他級戰列艦、衣阿華級戰列艦也都採用了類似的交錯佈置。其中衣阿華級戰列艦由於體型修長，還得以更進一步，將原本並列的鍋爐和主機前後拉開了一個身位的距離，並用橫向裝甲隔壁進一步分割，使動力系統的抗損能力更進一步。當然，沒有縱向裝甲隔壁的艦艇在面對魚雷攻擊時一定會進更多的水，這對艦艇的抗沉性是極為不利的。因此，是否要採用這種動力佈局還是一件見仁見智的事情。在取消了“透過巴拿馬運河”的限制後，美國戰列艦也得以在寬度上放飛自我。因此美國在二戰中設計的最後一級戰列艦——蒙大拿級就用回了與俾斯麥級、大和級一樣的多縱向裝甲隔壁的船體設計。後來，參考了蒙大拿級戰列艦船體設計的中途島級航空母艦也繼續沿用了類似的設計。二戰結束後，戰列艦的時代畫上了句號，蘇聯的重型反艦導彈又很難威脅到艦艇的水下部分。因此，重型魚雷就成為了主力艦唯一需要在乎的威脅。出於抗沉性、抗傾覆和抗損性的三重考慮，美國人又進一步將兩種佈局方式合二為一。在戰後設計的合眾國級、福萊斯特級、小鷹級以及企業級（與前幾者略有不同）航空母艦上，美國人繼續沿用了與北卡羅來納級相同的動力佈局。不過由於這些超級航母寬度驚人，其機械艙室的寬度大概只有船體可用寬度的三分之二。這使得機艙可以靠左舷或右舷一側佈置，而在另一側則佈置一個擁有3道縱向裝甲隔壁的儲物艙。這種優良的結構可以保證除了核裝藥魚雷以外的大口徑魚雷命中艦體側弦時，無論打在左舷還是右舷、無論是否打在橫向裝甲隔壁附近，航母最多隻會失去25%的動力。同時這種1/3、2/3的橫向艙室分割方式還能在最大程度上兼顧艦艇的總進水量和艦體平衡。2005年，美國將美國號航空母艦作為靶艦擊沉，整個測試過程持續了月4個星期。這充分的說明了小鷹級航母優秀的抗沉能力。作為對比，蘇聯在二戰結束後建造的庫茲涅佐夫級航空母艦則與美國人走了截然相反的設計路線，在庫茲涅佐夫級航母上，共有4主要個動力艙室。不過與1字縱列的美國人不同，蘇聯人的主機艙為兩兩一排的“叕”字形排列。其中每個主機艙內有一臺蒸汽輪機和兩臺鍋爐。這種佈局的抗沉性、抗損性與美國航母大致相當，但抗傾覆性則要略遜一籌。而從目前網上的種種資訊來看，某國正在建造中的下一艘航空母艦有很大可能依舊沿用了蘇聯庫茲涅佐夫級的動力系統佈局，或者僅僅是在蘇聯動力佈局的基礎上進行了少量升級。而在該國航母越造越大、越造越寬的背景下，究竟該採用何種動力佈局是該國未來的航母設計過程中應當予以重視的問題。《出鞘》可以投稿了！E-mail: mil@vip.sina.com郵件主題煩請標明:《出鞘》投稿，期待中……
出鞘：我國航母動力佈局與美國有多大差距？
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