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航母各要素间的均衡性（下）

航母上都设有航空联队和航空部门。航空联队的人员构成由航空联队派驻航母上的中队和分队的数量以及机种和数量来决定的。因此，对飞行准备室、飞行服室和中队办公室的需求将随航空联队人员编制的改变会有改变。但对航空部门及其相关舱室的需求是稳定的。就一般而言，航母满足航空联队和航空部门的要求应设置如下的舱室：主飞行管制站、航窄维修管理中心、飞机失事抢险救生队舱室、飞行甲板管制室、机库甲板管制室、航空部门办公室、航空部门各分队办公室、航空联队办公室、中队飞行准备室、弹射机舱、阻拦机舱、中队飞行服室、中队办公室、飞行甲板装置舱、机库甲板装置舱、飞行甲板人员隐蔽所、中队维修中心、飞行服和降落伞室、舰载航空勤务保障设施舱室、内部通信机房、飞行甲板、机库甲板。这些舱室布置的合理与否将直接影响勤务保障作业的效率，并同舰载飞机甲板循环作业周期有关，还会影响到航母的作战效能的发挥。
编队司令部设施
作为航母来说，必须为驻扎在其上的编队司令部提供足够的舱室，以便容纳编队司令部的指挥决策设施和全体人员。这一点是由航母担负编队指挥控制中心的特殊地位决定的。这对航母设计师是一个额外的特殊要求，必须充分满足这一关系战役全局的核心部位的功能要求。其设计的要点是：为编队司令部设置编队指挥中心，使其具有控制战场全局的能力和专用通信网；设置显示和决策区域，以便能够适时评估整个战场战术态势；设置具有参谋功能的作战分析设备。
消防
火灾历来是航母的大敌。历史经验表明，二战中沉没的航母中，有些舰并未受致命伤，但由于火灾控制不住而导致全舰覆灭。如二战中日本的“飞龙”号和美国的“黄峰”号都是因失去消防能力而毁于大火。又如，1944年6月，日本的航母“大凤”号被美国潜艇发射的鱼雷击中，爆炸的冲击波将飞机升降机平台震落至井底，砸坏了航空汽油舱顶部的输油管线，导致汽油蒸汽外泄，大量汽油蒸汽流入闭式机库内，损管军官指挥开动强力通风机，结果将油汽又顶了回去，形成了一个致命的油汽集中区。在一个偶然的火花的作用下发生了爆炸，因而葬送了该舰。这些经验使航母设计师对航母消防工作加倍重视，所以采取了如下一些措施：
研制相对安全型燃油(如JP-5)，对汽油舱采取特殊防护设计，防止油汽形成和外泄；
制定严格的航空燃料使用和保管规则；
组织经过严格训练的消防队；
限制使用易燃型舾装材料；
安装自动报警和消防系统；
保证消防通道的畅通。
一般在现代航母上装有喷雾泡沫灭火器、高性能的水膜泡沫灭火系统、手提式/固定式C02和PKP灭火设备，还有分布很广的喷淋系统、水幕系统和消防站。二战后，美海军曾先后成功地扑灭了“福莱斯特”号、“企业”号等航母上发生的多次大火。
防爆和抗冲击
爆炸冲击波形成的超压是引起破坏的重要途径。因此，许多国家的航母都建立了舰船结构及其上部重要设备(如雷达天线和武器系统等)承受超压设计临界值标准。但是，这方面的数据机密性很强，很少公开。一般在建立这些标准时都采用效费均衡的方法，找出一个合理的最低限度。
在航母设计中要考虑水上和水下爆炸等原因引起的冲击振动。除结构上加强外，对许多设备需要采取减振、隔振等措施，以降低或消除冲击引起的破坏。
防原子，防化学、防生物武器袭击
核、生、化武器是航母受到致命威胁的主要武器。因此，采取许多防范措施。除在结构上加强外，设置了集体隐蔽所和先进的个人防护系统，并进行专门训练和演习。近年来核威胁的声势不如20世纪50和60年代那样高，但生化武器的威胁在增加。地面战争中不时传出使用生化武器的报道，生化武器是非常残酷的大规模杀伤武器。如有一种神经毒气，在1立方米的空气中只要混入100毫克，3分钟后会有l0％的人死亡，l5分钟后会有95％的人死亡，对于舰面有大量作业人员的航母来讲尤应重视。在这方面已采取了许多防御措施，如安装正压净化隐蔽所，安装侦检报警系统及设置水幕洗消设备等。
结构防护、舷侧防弹和防雷系统
二战后期近炸炸弹的弹片对航母造成了相当大的损伤。二战后的航母改变了过去集中布设重型装甲带方式，而沿两舷侧由下至上直到机库两侧均匀布设有轻防弹结构，以防止弹片的伤害。美国航母为适应重型喷气式飞机上舰，也都将开式机库改为闭式机库，以加强飞行甲板的承载能力和防护能力。
另外，战后航母的弹药库、机舱和汽油库被封闭的装甲包围着。这种均匀布置、要点加强、多层装甲防护方式就单一层装甲而言，较前是减弱了，但总的防护能力大大加强了，不但可以有效地阻断弹片的伤害，还可以防护穿甲弹的威胁，而且美战后航母在结构上也大大加强了。目前，多选用HY80作为结构用钢，其自身就具有装甲防护功能。经过多年来对防弹结构的研究和经验的积累，采用了吸能结构，可以大大减少爆炸的损伤力。近年来，美国又进行了全舰中弹概率分布的分析研究，可将有限的装甲防护能力用在关键部位，以便达到优化防护设计之目的。
巡航导弹对航母构成的威胁日益严重。此种导弹能自动寻的，以浅角接近和攻击航母，从舷侧至舰岛都是它攻击的目标。尤其那种能穿透相当于弹径厚的穿甲弹，实难做到被击中后而不受损伤。对此有两种建议的防护办法。一种是采用重型复合装甲来防御。在理论上，阻断由聚能装药产生的热金属射流是可能的，或者通过一系列挡板使金属射流偏转。但是，任何这样的防护系统都要耗费舰内的容积和重量。如果全舰都按此法办是不现实的，而在重点部位，如弹药舱、机舱、汽油舱等重点设防部位采用此法防护是可取的。而另一种防护办法是对弹药库做适当分散布置，并进行有效的隔离和防护，以防一旦一处被击中引起全舰毁灭的灾难。此外，加上自动侦检报警和火灾抑制系统的实用化，可提高抗损能力、增强航母的生命力。
对付水下攻击的防雷隔舱的办法也有所加强，而且采用空、实相间的多层隔舱能防御鱼雷的攻击。实践证明，这种办法是行之有效的，并扩展至水线以上去防御导弹的攻击。
现代高科技的沉底雷、鱼水雷和水鱼雷的发展对航母的威胁日趋严重。所以，航母设计师们都对此给以极大的关注。由于过去航母底部防御是其弱点，今后将会加强。除结构上加强外，在重点部位增加多层底和布设装甲防护等，以保证航母的安全。
结构是航母生存的基础。各国航母大量的结构设计的资料是保密的，因此只能给出航母结构设计上的一些思路：飞行甲板、吊舱甲板、机库甲板和主机舱顶甲板以上各甲板必须是防护甲板；航母的舷侧防导弹的防护系统一定足以将来自导弹攻击的损伤限制在局部；弹药舱应布置在水线以下；水下舷侧防护系统应按主机舱必须能承受至少2次大的常规攻击的要求进行设计。这些都应在对未来武器的战斗部尺寸和爆炸力预测分析研究基础上进行，以满足抵御各种武器威胁的要求。注水系统必须具有相对称的注水能力，以便调整破损后的航母的横倾、纵倾和恢复航母的稳性。
机库的结构设计需特别考虑。它是一个跨度很大、载荷很高的横向结构，其上支撑着飞行甲板和吊舱甲板等，它与桥梁结构很相似。
舰岛是窄而长、高度很高的上层建筑，其设计考虑也不同于其他军舰的上层建筑。它的横向载荷构成了临界设计因子，横向隔壁系统承受巨大的剪应力。因此保持其从底至顶的连续性是很重要的。
从70年代起，出于防护上的考虑和满足稳性要求，在包括舰岛在内的上层建筑上布设了“凯夫拉”装甲，其厚度达63.5毫米，以免受爆弹片的伤害。
总之，航母的生命力是衡量一艘航母综合能力的指标，涉及面十分广泛。但综观全局，航母是最不易受伤害的军舰。这是因为它攻防纵深大、攻击能力强，另有强大的护卫舰队保护。它也是海军中真正设防护装甲的军舰，因此，抗打击能力强。这一切构成了它强大的生命力。
从历史上看，航母设计师已经花费了很多心血，很好地设计了航母的防护系统。但从二战中沉没的航母来看，多数不是因为在防护系统设计上出现什么大的失误，而是由于某些相对“小”的问题导致了航母的沉没。如有的损管军官不称职，竟然不了解汽油能挥发；有的消防设备失效；甚至于像日本的大型航母“信浓”号的水密门都没有关。由此看来，现代航母设计师和海军方面必须明确这样一个事实，生命力是一个复杂的系统工程问题。设计师必须把好硬件设计这一关，仔细地加以均衡，提出各种可能的损管方案。而军方也必须抓好使用、维修保养，首要的是抓人才培训，建立严格的损管制度，共同探求提高航母生命力的措施和途径。
航母舰体设计的均衡
有关航母舰体的大小和线型也要做大量的综合平衡工作。航母若长对快速性有利，但出于强度上考虑，长度必须由舰体梁的一定深度来平衡。从干燥性考虑还要有一定的干舷，干燥性不仅取决于干舷本身，而且还与干舷与舰长比有很大关系。增加宽度对提高初稳心高度有利，而且对增加飞行甲板宽度也是有益的。因为飞行甲板宽与舰宽有关系，受结构强度、材料性能以及稳性要求的限制，所以两者之比均小于2。
鉴于航母对适航性上的特殊要求，反映在舰体形状上与其他水面舰有很大差异。准确地说它是巡洋舰和民船的有机结合，其设计标准与海军其他舰船大不一样。在航母设计上尽可能使舰体的运动达到最小，尤其在飞行甲板的坡道处舰体的垂直位移不能大，这是设计中一个关键要素。同时舰体的运动对设备的使用条件也做了如下一些要求：当艏或艉离开正常水平位置永久纵倾5°条件下；当左或右永久横倾达到15°时；当舰的纵摇达到±10°时；当舰的横摇达到±30°时。
艉坡道垂直运动幅度的限制同飞机回收作业有关。如果垂直动幅过大，飞机就无法安全回收，着舰作业就被迫停止。因此，设计师注意限制它的动幅是保持航母作战能力的关键因素之一。一般要求航母在5级海情下，能安全地进行飞机滑行、转运、弹射和回收作业。
美国“福莱斯特”号后的航母设计，由于舰长加长，单由机库甲板做强力甲板已不能满足强度设计上的要求，因此飞行甲板必须成为强力甲板。此时飞行甲板上的开口要受到严格的限制。美国把飞机升降机全部移到舷侧，采用限制弹射器与舰的中线之间的夹角等措施来满足强度上的要求。即使这样，舷侧升降机开口的周围也存在巨大的结构应力，需要进行局部增强。当然，对于小型航母选用舷内式升降机也是必然的，因为舷内式升降机能在舷侧式升降机无法使用的海情下使用。
对于航母舰长要求的另一方面就是机动性。航母在进行发射和回收作业时一般都要转入迎风航行。如果风向与航母航向正好相反，那么航母的回转圈越小，其每次回转的距离的损失也越小。这一点在二战前特别重要，因为当时航母经常频繁地发射和回收侦察机、巡逻机，所以要求航母具有良好的回转性。故对舰长增加有限制。今天，航母的机动性在编队航行中也很重要，但并不像以前那样强调了。与机动性有关的一个问题就是倒车的问题，在二战以前特别强调具有高速倒车能力，这是由于30年代中期以前，要求航母能艏艉双向发射和回收飞机的缘故。
在航母舰体设计中要满足航母的主、被动防护系统对线型的要求。航母的重量计算中要包括装甲重量，内部容积计算中要考虑水下防雷隔舱系统。一般装甲需按防护概率提供，以防炸弹和火箭穿入舰的深层重要部位。当前航母结构设计中本身就考虑了防护的问题。如果任何武器要想穿入航母的弹药库，首先必须通过多层舰的隔壁，这些隔壁不仅是为了结构，而且也是为了防护目的而设置的。虽然航母很大，但也不能拿出过多的重量贮备用于防护。因此，航母设计师一定要精打细算，在计算全部结构防护效能的基础上，均衡重要防护部位的防护级别，使装甲布置在需防护的薄弱环节上。
舰体水下装甲防护必须包括弹药库、主机舱和汽油舱。均衡这三者设计，提高生命力是航母设计师颇费周折的事情。一般，为了减少受一次打击而失去全部动力的概率，机舱需采用分布式布置。这样对弹药舱和汽油舱的布置也发生不利的影响，而弹药舱的容积又是直接关系到航母战斗力的重要指标。因此，弹药舱的长度和高度有一个综合平衡的问题。如果高度过高突出水线以上，那么要比完全布置在水线以下的弹药舱容易受损。如果弹药舱沿舰长的分布过长，那么受攻击的概率就会增加，这意味着弹药库受损可能性增加。所以如何布置不是一个简单的几何问题，而是需综合权衡的问题。
动力装置的选择是航母设计中又一个均衡的问题。除现代轻型航母选用燃气轮机外，大中型航母仍以蒸汽轮机做动力。这就出现了选择核动力还是常规动力的问题。何去何从，酌情而定。美、法的大中型航母有核动力化的趋势，这是因为采用核动力后有如下一些主要优点：
(1)有几乎无限的续航力。目前，美国航母核反应堆活性区寿命均在13年以上，可航行100万海里以上，而常规动力航母只有12000海里。
(2)能以持续的高航速航行，而常规功力航母却无此能力。这为航母战术使用特来极大的优点，增加了机动能力。首先可以快速反应，赶赴战区。海湾战争中，航母在诸军兵种竞争中，夺得两项第一，首先到达战区和首先展开空中力量。其次，高速可以减少潜艇的威胁。另外，航母迂回航行可躲避风暴，增加航母的在航率。
(3)节省下来的舱容可用于增加航空燃料和航空弹药的贮存量，从而可增加航母持续作战能力。
(4)核动力无需排烟道，为总体布置带来许多方便。舰岛可以很小，有利于进行隐身设计，如法“戴高乐”号航母那样。舰岛小后，意味着增加了飞行甲板可用面积，为航空作业带来极大的方便。
(5)由于没有排烟，从而消除了一大红外源，对于防红外制导导弹是有利的。没有排烟后，在舰岛后的排气乱流消失了，对飞机进场增加了安全度。由于没有排烟，飞机因烟尘污染的腐蚀也就消除了，从而降低了舰载飞机的维护保养量。
(6)航母的全寿期经济性也不比常规动力航母差。
当然，核动力初始投资大，技术要求高，核废料处理难，人们担心核污染。这些是其笼罩人们心中的阴影。
展望未来，大型航母推进装置很可能被电力推进所取代。这要看超导技术进展如何。从目前情况来看，超导技术到下个世纪突破可能性很大。因此，新型电力推进在航母上也是有前途的。
综上所述，航母设计的均衡是极其复杂的军事系统工程。航母设计主要的控制因素是：
(1)飞机技术发展趋势是决定航母大小和整个设计的核心因素。目前有三种倾向，首先远程攻击和对岸攻击作战决定了常规起降大型化高性能飞机的路子将继续发展，并不断提高性能、增加作战威力和减小可视性。其次高性能动升力飞机也存在很大的发展潜力。目前有固定翼、旋翼和混合翼多种类型的探讨。这种飞机发展是以先进的大推重比发动机发展为基础的。先进的超音速固定翼动升力飞机已经在研究。一旦问世，对航母的设计会产生很大影响。再有，就是无人驾驶航空器的发展对海军支援作用影响很大。目前正在发展高空、远程、长续航力、高可靠性的无人驾驶飞行器，并可能装备航母。
(2)随着对航母的威胁和手段日益严重，航母设计需要提高其生命力。目前最大的威胁是隐身/高速/掠海/末端机动的导弹、过顶垂直攻击的导弹、具有机动多弹头的弹道导弹和攻击龙骨的大型鱼雷和水雷。
除加强舰载航空的攻防能力外，航母自身的生命力提高措施有主、被动两个方面。增加主动措施包括提高航母自卫武器的能力和改进航母战斗群的防御系统。这包括安装新型雷达、电子对抗措施、垂直发射的导弹、主动防鱼雷措施、航母通过的区域扫雷、改进战斗群的综合防御体系。主要被动措施有：降低航母自身的隐身特征，使其难以发现并有利于电子战；提高抗损能力和损管能力。降低信号特征要求改变舰体形状、推进系统、雷达、通信天线以及舰和飞机作业的有关方面。改进损管能力要通过安装先进的舰载传感器、通信和自动化的损管设施来实现。同时加强损管训练，提高全体舰员的损管知识水平和能力。提高抗损能力设计方面最要紧的是抗鱼、水雷在龙骨下面爆炸的攻击。
当然，这些措施需在发展过程中逐步解决。根据轻重缓急和其他制约因素，由航母设计师和军方共同协调均衡。那些先进的定向能武器(高功率的微波武器、激光武器和粒子束武器)或电磁力驱动的超高速动能武器(轨道炮、磁化绕组炮)都是用于航母防御的好武器，但它们的发展取决于研究和发展计划的支持，近期内在航母上还不可能安装，但是在中远期有可能作为航母的防御武器。
(3)动力推进领域和大容量有效电力管理的进步能使航母提高生存能力和效率。目前在核动力航母上，核反应堆已是安全可靠的成熟技术。但是，先进技术的发展和应用会使舰节省大量空间和降低运行成本，从而为航母的生存能力和发展提供一条新途径。关于能量管理和电力输配调节系统的进步为发展新型电力推进、电力弹射和阻拦装置以及用于防卫的电动力武器创造条件，它们都会大大影响航母的设计和发展。
(4)先进的信息技术用于后勤支援系统的管理。后勤支援管理系统采用计算机将会使飞机作业、调度、维修、供应等各方面都会提高效率和增加安全度。此外，采用自动损管系统，是提高舰的生存能力的重要举措。至于在人员管理、选拔、任用、培养方面采用信息技术都会对降低人员编制、合理分配人员、提高工作效率有莫大的好处。
航母是飞机、武器和高技术应用的综合作战系统。虽然它有可遵循的设计哲理和设计经验可供参考。但是，它并不是一个一成不变的偶像。须知，飞机、武器和高技术应用的任何新进展都会对航母产生巨大的影响。它们是紧紧同航母未来的命运和前途联系在一起的，甚至它们可以影响到航母形态上的变化，是能影响航母发展的，尤其是设计师们的严重关注。“世界不是由一成不变的事物构成的，而是过程的集合体，其中各个似乎稳定的事物以及它们在我们头脑中的思想概念都处在生成和灭亡的不断变化中”，这个伟大的基本思想是我们在均衡航母各要素的过程中必须牢牢记在心中的座右铭。

作者：于瀛