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【华山论舰】生不逢时的优秀设计——中途岛级航母设计背景和起源

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各位好鸭,这次借着十周年活动结束之际来出一期岛级航母的设计起源和过程概述,主要论述一下中途岛级从设计起源到最终设计的由来,以及美军对于装甲飞行甲板的看法和研究过程。
本文主要着眼于设计过程,对中途岛级建成后的舰史部分不做进一步讨论,感兴趣的各位可以去参阅舰R百科的中途岛词条。

顺便还是欢迎各位多去逛逛舰R百科,多看看姑娘们的历史和传记都能发现很多有意思的梗。好的,话不多说我们开始~
一、早期“舰问”的经验
首先先解答一个很基本的问题——中途岛级算装母么?
其实纵观整个中途岛级的设计论证过程,最主要的就是围绕着是否装备装甲飞行甲板这个议题来设计的。然后看最终的产物,中途岛级的装甲飞行甲板有着厚3.5in(89mm)的装甲,比光辉级的3in还要厚,所以装甲航母是名副其实了。
那么美军是何时开始考虑给航母装备装甲飞行甲板的呢?答案是在1930年代初,这与皇家海军设计光辉级差不多属于同时期,此时的约克城级都还没开始设计。
当时世界处于《伦敦海军条约》有效期内的暂时和平时期,美国海军对于航母的探索和经验来源主要是数次“舰队问题”演习(Fleet Problems)。在1923-1941年期间一共21次演习为美军后来的基于航母的战术和运用打下了基础。
但是由于受到条约的限制,建造的航母也受到总吨位和单艘吨位的限制(数量和单艘排水量的限制),加上对航母这种新兴舰种的用法和实力都不明确,各国都不敢也不能耗费大量人力物力建造单艘大吨位的大型航母。
不过美军在数次“舰问”里两艘列克星敦级航母的表现中还是汲取了不少的经验,其中包括“在双方航空实力接近的前提下,双方参加战斗的航母被全灭的可能性不可忽视”(来自第15次“舰问”)、“在敌方机群接近时,难以在短时间内组织有效的空中防御,胜负通常取决于谁率先发现对方并开始攻击”(来自第20次“舰问”)。
两艘列克星敦级航母虽然在演习中表现出了强大的独立作战能力和攻击力,但由于当时雷达技术的不成熟,航母自身也被认为是非常脆弱的,一旦遭到敌方战列舰巡洋舰近身包围或者被敌方飞机优先攻击,那么航母基本是必沉无疑。
于是美军内部就有人提出了解决办法:给航母的飞行甲板增加装甲提升航母面对敌方飞机的存活率、给航母加装主炮以应对遭到敌方炮舰围剿的情况。
安装主炮这个想法在当时得到了普遍认同,列克星敦级早期安装的八门8in炮就是这么来的。
但对于装甲飞行甲板甲板,在当时遭到了大多数人的反对。原因包括:装甲飞行甲板会让航空作业的设备布置困难,以及在吨位限制下削减机库大小而减少舰载机搭载量。
当然,最主要的原因还是在于装甲飞行甲板本身的效能问题。军械局认为防护500磅的通常航弹至少需要1.5in厚的STS钢板,而且为了抵御穿甲航弹,下层的机库地板还需要布置至少2.5in厚的甲板。这个代价已经非常大了,但在论证过程中发现还是难以有效抵御飞机航弹的攻击,所以这个想法在当时就被直接pass了,后来的约克城级航母也没有采纳。
二、来自皇家海军的经验
时间来到1930年代末期,美军也开始着手准备下一代航母的设计。
不过就在1939年随着德国闪击波兰,二战率先在欧洲爆发。这对于老美来说其实算是个好事,因为此时尚处于中立状态的自己可以好好地瞅瞅英国皇家海军是如何在实战中运用航母的了,算是文明的隔岸观火了。
1940年4月的挪威战役中,光荣号航母被沙恩霍斯特和格奈森瑙两艘战列巡洋舰击沉的战例让美军坚定了给航母装备主炮的必要性。
但同时雷达的运用也在实战中得到了肯定,使得航母可以在很远的距离发现敌舰。这样配备重型火炮的意义也就不大了,反而是较小口径的高平两用炮可以兼顾防空和对付远距离的水面舰艇,航母既可以选择跑路或者直接进行空中打击,使得巡洋舰和战列舰很难靠近航母。
而皇家海军在挪威作战的成功经验以及光辉级装甲航母的出现,则又将装甲飞行甲板这个话题重新摆了出来。
1940年12月,美军内部就有了一个标号为“CVG9”的设计草案,该方案配备了2.5in的装甲飞行甲板和1.5in的强化机库地板,其他的与后来的埃塞克斯级区别不大。

1941年7月的时候,内部还出现一版结构更像光辉级航母的设计草案。这些都可以看出美军高层对装备装甲飞行甲板态度上的转变。

但是装备装甲飞行甲板这个提议还是遭到了大多数的反对,主要还是因为装甲飞行甲板的效能问题,它并不能抵消爆炸的对甲板的破坏力,属于吃力不讨好的设计,相反提升损管修复能力,使得航母的飞行甲板在挨炸后尽快修复恢复航空运作才是合理的。
除此之外另外一个原因还是装备装甲飞行甲板会大幅削减航母的载机量,美国海军参谋部中流传的一些计算警告说,给约克城大小的航母配备装甲飞行甲板将减少多达2/3的机库载机量;同时装甲飞行甲板还会导致航母头重脚轻的问题(这一点确实在后来的中途岛级上得到了印证)。
最后,当时日本已经在东亚地区对着东南亚蠢蠢欲动,并且和美国的关系愈发紧张,美国需要一个成熟稳妥的航母方案保证航母可以尽快进行量产,以在太平洋地区防范日本。
最终经过讨论,新型航母的方案以约克城级的基础上改进,成了后来为人熟知的埃塞克斯级航母,该方案在1941年9月被批准通过。
不过需要注意的是,埃塞克斯级的设计时期虽然已经摆脱了条约限制,但由于时间赶工问题,该级还是基于约克城级的条约设计发展而来的,并未能完全摆脱条约的影响。
就此来看,装甲飞行甲板派似乎获得了二连败的战绩,这个想法应该再没有机会了。
不过这个想法其实最大的痛点其实是条约对航母规模的限制,无论是载机量问题亦或是装甲不够厚的问题,只要没有了排水量的限制航母规模足够大的话,那么这些问题也就能一并解决了。
三、太平洋战争时期
1941年12月7日,随着日本偷袭珍珠港,太平洋战争爆发,美国还是被拉入了二战。
但此时已经是海军条约完全破产的时候,1942年初,美军高层决定在下一代航母中设计出一级完全摆脱条约限制的航母,使得航母可以以更大的排水量同时满足更大载机量和更好的防护。
在装甲防护方面,美军提出的标准是“在日本重巡的炮击下生存”,这也成了装甲航母的起源。
为此,美国海军着重分析了皇家海军的光辉号航母在1941年1月地中海作战时的损害情况。光辉号在1月的地中海马耳他岛的作战中,遭受了来自德意空军的空袭,至少被击中了六枚250~500kg航弹的直击以及两枚近失弹。其中一枚直接击穿了飞行甲板并在下层机库内爆炸,但爆炸规模被下层的舱室划分控制在了部分区域,并没有造成大规模连环爆炸,证明了合理的舱室划分以及装甲飞行甲板的运用确实可以增加航母在空袭下的存活率。
同时战争的经验也在向着装甲飞行甲板倾斜。来自皇家海军的实战经验表明,面对高空水平轰炸,航母可以靠高机动性规避;而面对准确度更高的俯冲轰炸,飞机降低了投弹高度,同时也会降低穿甲航弹的穿深效果,而如果挂载更大的航弹则会影响飞机的作战半径。
1942年3月,美国海军委员会召开了第一次新航母方案听证会,在评估了利弊和讨论了诸多细节后,会议决定将新航母的标排增至45000t,让航母配备更大的载机量,同时装备装甲飞行甲板和更好的垂直装甲和水下防护设施,45000t的规模已经远超之前美军最大的列克星敦级航母。
1942年7月,美国国会批准了新航母的设计任务,预定建造两艘,为纪念前不久中途岛海战的胜利,该级被命名为中途岛级,首舰为中途岛号(CVB-41)、二号舰为珊瑚海号(CVB-42)。后来在8月批准追加了另外两艘。
不过此时,罗斯福总统和太平洋舰队司令尼米兹却仍旧对这几艘巨型航母表现出质疑。
罗斯福和尼米兹都认为,当前应该着重加快埃塞克斯级的建造让其早点服役参战,重新设计和建造如此巨大的航母无论是工期还是耗费的人力物力都不合适。
不过欧内斯特·金却认为,中途岛级的舰体可以直接套用蒙大拿级战列舰的设计,并将蒙大拿级的资源直接转向中途岛级的建造(拿拿表示我谢谢你),并不会影响埃塞克斯级的产能。最终罗斯福还是在1942年12月批准了中途岛级的建造项目。
不过中途岛级的数量还是作为妥协被削减了一艘,变成了如今的三艘。
设计过程中还有一个比较大的争议点,就是该使用封闭式机库还是开放式机库。有人认为设计成开放式机库可以将爆炸的冲击力以最小的代价排出减少爆炸对航母的损伤,但同时开放式机库流入的空气也会加速爆炸后火灾的蔓延,反观光辉和可畏的封闭式机库确实阻止了这种情况的发生。
但航空局坚持认为,航母需要有开放式的机库以便飞机在机库内暖机。他们认为只有这样才能尽可能快地在飞行甲板上放飞攻击波。所以最终中途岛级的设计中还是被设计成开放式机库(一直到1955年第一次现代化改造后才被改为封闭式)。
中途岛级最终版设计:

不过中途岛级并没有赶上二战,算得上生不逢时了。
四、摇滚航母
不过呢,中途岛级设计上的一个雷还是被埋下了,就是头重脚轻的稳定性问题。
中途岛级的舰体基本沿用了蒙大拿级,在长宽比上比较纤细,再加上上层有装甲飞行甲板已经上层建筑,这也使得该级在任何海况下或者高速转弯时都容易发生较为明显的横摇和纵摇。
注意,中途岛级的装甲飞行甲板和光辉级的不一样,并不承担舰体应力,所以也属于上层建筑。
虽然设计里中途岛级的干舷被刻意设计的较低,但仍然无法避免这个问题。在后续的两次大型改造后,由于飞行甲板的规模越来越大,这个问题也变得更加明显,以致于中途岛获得了“摇滚航母”(Rock’ n Roll carrier)的绰号,而且因摇摆经常上浪的缘故也导致机库和船员住宿区内异常潮湿,这点也饱受船员诟病。
中途岛级两次大型改造后的甲板形态,已经扩得非常大了:

中途岛最出名的一次险些倾覆的事件就是1988年的韩国汉城奥运会期间,中途岛在日本海遭遇强台风,中途岛在风暴中的倾斜角度甚至达到了恐怖的24度,根据飞行员回忆录中的记述,极端情况下在飞机近进时甚至能看到船只的螺旋桨。
中途岛上的水兵也经常自嘲,并制作了不少关于中途岛摇摆幅度太大的勇气章。

游戏中中途岛的这句台词也吐槽了这个问题:

但纵观中途岛级后续的服役47年的年限来看,该设计总体还是非常优秀的,不然也不可能服役这么久,也为后续冷战时期美国的航母设计指明了方向。
好了,以上就是本文的内容,感谢各位的支持,可以的话点个赞就行


IP属地:湖北1楼2024-10-22 16:25回复
    其实说穿了还是二战前中期美军对装甲航母的需求并不大,几次海战下来99煎包的250公斤小炸弹实在难以撼动约克城级的防护,而英军的作战区域无论是大西洋还是地中海都能得到陆地航空兵的支持-或者对方陆基航空兵的威胁,削减搭载提高防御也是合理的选择
    另外尼米兹和罗师傅的选择完全正确,航母毕竟不是飞机,挤一挤几个月就能从画图板变成试验机然后直接大规模量产,而埃塞克斯级也已经足够确保美海军的优势,再加上大型舰艇建造周期太长,新装备就算真造出来了还有漫长的磨合期,太平洋的情况又远没有到需要拉各种试验机上阵的地步,量产拥有较好性能和较多经验的成熟产品确实在战时更合适,可以说尼米兹作为顶级统帅实在是实至名归,而罗师傅的眼光也确实厉害


    IP属地:上海来自Android客户端2楼2024-10-23 09:58
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      IP属地:浙江来自Android客户端4楼2024-10-23 11:45
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        原来如此(一脸懵逼),那她的装甲大吗?


        IP属地:江苏来自Android客户端5楼2024-10-23 11:52
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          大篇,好👍🏻


          IP属地:辽宁来自Android客户端6楼2024-10-23 12:11
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            IP属地:浙江来自Android客户端7楼2024-10-23 13:36
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              IP属地:广东来自Android客户端8楼2024-10-23 14:58
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                IP属地:陕西来自Android客户端9楼2024-10-23 15:08
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                  IP属地:广东来自Android客户端10楼2024-10-23 15:38
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                    我特么居然看完了


                    IP属地:重庆来自Android客户端11楼2024-10-23 19:27
                    收起回复
                      好看,爱看


                      IP属地:北京来自Android客户端12楼2024-10-23 22:17
                      收起回复
                        我比较想知道光辉和中途岛的装甲甲班差别在哪


                        IP属地:天津来自Android客户端13楼2024-10-24 07:53
                        收起回复
                          厉害


                          IP属地:内蒙古来自Android客户端14楼2024-10-24 08:52
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                            以前中学图书馆里借过本书,说的是海湾战争期间开EA-6B的飞行员在中途岛号上的故事,是飞行员本人以第一人称视角写的类似回忆录的东西,有人知道书名吗,现在找不到了


                            IP属地:上海15楼2024-10-24 09:20
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                              大大大雷


                              IP属地:浙江来自Android客户端16楼2024-10-24 11:26
                              回复