斜角甲板、光学助降与蒸气弹射器——“克莱蒙梭”不低的设计起点

从1952年到1955年,是“克莱蒙梭”级舰队航母的酝酿和方案选型时期。恰巧在这一时期,由于喷气式舰载机取代活塞螺旋桨舰载机的潮流迅猛到来,航空母舰作为一种高度复杂的海上航空系统正在发生一些影响深远的革命性变化。这些变化在“克莱蒙梭”级舰队航母的设计过程中,很自然地引起了直接的反应。按照螺旋桨时代的标准,喷气机油门响应过慢,机动性不足,起降速度又过高,作为舰载机“相当不理想”。所以喷气式飞机的大量上舰带来了一系列的问题。

当时,没有人知道高性能喷气式战斗机需要全动式水平尾翼、人机功效高的液压飞行控制设备、备用液压系统、偏航稳定增益系统、弹射座椅、空调和其他设备。要获得这些经验需要一个不断测试和犯错的过程。同样,也没有人知道航空母舰作为一个平台本身,需要为匹配这些起降特性与螺旋桨型号有着重大区别的舰载机需要作出怎样的改变。事实上,与飞机本身的技术缺陷相对应,这一时期航母平台本身与喷气式舰载机的“匹配性”变得非常糟糕。

比如,螺旋桨时代的航母都是采用直通甲板的形式,前部是起飞区,后部是降落区,这样在甲板中间就需要安装紧急拦阻装置,来防止着舰时错过所有拦阻索的舰载机冲入起飞区造成灾难性事故。最初航母采用的紧急拦阻装置叫拦阻栅,甲板两侧各安装一个可收放支柱,顶端架起两道横跨甲板的缓冲钢索,支柱竖起后钢索离甲板高度0.9米。后来拦阻栅增加到前后两道,进一步增强了拦阻效果。对于后三点式起落架的螺旋桨舰载机来说,拦阻栅效果很好。

钢索的高度避开了螺旋桨,处于主起落架支柱部位。舰载机冲入拦阻栅时,钢索会绊住主起落架支柱使飞机在很短距离内就停止下来。但如果速度过高时,飞机出于惯性往往会向前翻转反拍在甲板上,经常导致飞机 废和飞行员受伤。对于前三点式起落架的喷气式舰载机来说拦阻栅就非常危险了。第一道拦阻栅会直接折断喷气式舰载机的前起落架,然后飞机以机鼻擦地的姿态继续前进到第二道拦阻栅,钢索会扫掉整个座舱盖,甚至包括飞行员的头颅!

过时的着舰引导体制是另一个问题。舰载机着舰最初仅仅凭借飞行员高超的飞行技术,此后又经历了长期的由着舰信号官(Landing Signals Officer,简称 LSO)指挥的“示牌进场”引导阶段。从1920年代初一直到1950年代之前的这段漫长时间里,拥有航空母舰的世界各国海军一直采用由着舰指挥官(LSO)来人工引导飞机着舰的原始方式。也就是LSO 站在甲板左后方通过目视观察着舰飞机的姿态、尾钩收放情况等,用明显的着舰指示牌(双手持旗板打信号)向飞行员下达是否允许着舰或者复飞等指令。

这种方式适用于当时螺旋桨舰载机进舰速度较低,能够给LSO 提供足够反应时间的情况。然而,20世纪50年代,随着前三点的高速喷气式舰载机登场,进场速度大大高于此前的螺旋桨舰载机,LSO 已经很难在如此短的时间内作出判断(这种人工着舰引导方式是以LSO能看见舰载机,飞行员能看见LSO旗语且有足够的操作时间为前提),着舰事故率因此大幅攀升……结果,在新飞机和老平台之间的磨合是一系列惨痛的代价。

仅以美国海军在朝鲜战争中的情况为例。朝鲜的战火刚起,深知肩上重担的海军,便将其最新式的喷气式舰载机派了出去——2个F9F-2“黑豹“中队和1个F2H-2”女妖”中队,早在1950年7月初便被部署在日本海的航母甲板上(不无“炫耀”的意味)。海军飞行员大多把自己视为亡命之徒。在军舰上起飞或降落的难度远远高于在陆上起飞和降落的难度,因此海军飞行员常常自恃技艺超群。然而有两项任务增加了他们操作飞机的难度:夜间作战或全天候作战。

在命令下达时,天气或夜间决不能成为飞行员执行打击任务的拦路虎。海军的飞行员们对此没有犹豫,但代价却是几乎所有的海军飞行员都经历了飞机事故,在朝鲜战争开打3个月后,美国海军喷气式舰载机的损失率便已经到了一个惊人的程度——几乎每50次非战斗任务,就会损失一架。所有人都认为操作喷气机在航母甲板上起降等同于赌博(新式战机的操纵特性让老飞行员很不习惯,朝鲜战争爆发时还没有得到充分训练,导致事故率居高不下,曾有一个航母飞行中队在参战头两个月里就发生过35次事故)。

从1949-1952年,美国海军航空兵(海军和海军陆战队加起来)一共损失了1776架舰载机机和735名机组人员,其坠机率远远高于同时期空军的10万飞行小时275次。1953年,美国海军发生A级飞行事故2266起,损失飞机超过700架,损失423名优秀飞行员;1954年,美国海军航空兵损失776架飞机和535名舰载机飞行员。喷气机的上舰,航母甲板再次成为危险四伏的“险境”。一如航母技术发展的早期那样,处处都暗藏着事故,但相应的种种变革也随之而来——斜角甲板的发明便是其中最为典型的一个。

在喷气时代,航母原有的直通式飞行甲板的弊端一下子凸显了出来。比如:全通式甲板是直通的,高速的喷气式舰载机无法在同一条跑道上同时起飞和降落。飞机起飞时,只得让停放的飞机挤在飞行甲板后半部,而将前半部用作起飞的跑道。然而,这样做又影响了飞机的滑跑距离,还必须等飞机起飞后腾出了跑道,空中的飞机才可以降落。并且稍有不慎,后降落的飞机很容易碰撞到先降落的飞机上。

另外,由于喷气机上舰,平直甲板的操作环境变得更为杂乱不堪。一些重大事故的隐患蕴含其中。朝鲜战争中,“拳师”号航母的事故就表明了这一点。1952年8月6日上午,“拳师”号开始派出飞机作战不久,机库一架飞机的油箱爆炸起火,并迅即点燃其他满载燃油及武装的飞机,引发连串爆炸。“拳师”号即时减速灭火,将飞行甲板上的飞机推向舰艏,并将所有弹药推入大海,63人跳海逃生,由同行的驱逐舰及航空母舰救起。意外最终造成9人死亡,2人重伤,18架飞机损毁。数小时后大火受控扑灭,“拳师”号即时离队,返回横须贺抢修……

时代的宠儿——“克莱蒙梭”级舰队航母的建造条件(二)

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