印度维克兰特号航母,海试成瘸子,

最近,印度“维克兰特”号航母进行第二次海试,谁成想,“维克兰特”号航母居然像“瘸子”一样,在海上一颠一颠地跑。

印度“维克兰特”号航母进行海试这天气象条件很不错,海面很平静,所以不可能是受到了气象条件的影响,根据航母激起的一连串波浪来看,航母应该是发生了纵摇。

航空母舰在海浪中由于受到风浪等因素的影响,会产生各种不规则的运动。若把航母视为一个刚体(指在运动中和受力作用后,形状和大小不变,而且内部各点的相对位置不变的物体),当它在海面上航行时可产生6个自由度的运动。而在任一时刻的运动可分解为随质心的平动和绕质心的转动,因而共有12种运动形式。其中以纵摇、横摇和垂荡对航母的影响最为显著。

当然,从第二次海试情况来说,“维克兰特”号航母还没有安装阻拦装置,舰载机肯定是无法降落。我们抛开这个问题不谈,我们来聊一下,为什么印度“维克兰特”号航母会一瘸一拐。

这可就麻烦了,这也意味着舰载机降落将成难题,纵摇给弹射起飞带来了附加问题,它给飞机一个附加的俯仰角速度(牵连角速度)和附加的俯仰角加速度(牵连角加速度)。舰载机相当于在一个变坡度的跑道上起飞,其受力情况与甲板无纵摇相比发生了较大变化,它不仅改变了弹射起飞离舰速度的大小,同时也改变了离舰速度的方向,就会危及到舰载机的安全,这个时候,舰载机降落对于飞行员来说,是一件很考验技术和运气的事情,如果出事,轻则起落架折断,重则机毁人亡。而航母主要依赖舰载机作战,这也意味着”瘸了“的“维克兰特”号航母基本没有作战能力。

当然,从第二次海试情况来说,“维克兰特”号航母还没有安装阻拦装置,舰载机肯定是无法降落。我们抛开这个问题不谈,我们来聊一下,为什么印度“维克兰特”号航母会在平静的海面上发生纵摇。

很简单,因为它没有安装球鼻艏,而是安装了刀刃形船艏。船艏指船舶前端或近前端部分,舰艇在海面航行的时候,船艏要起到减少船身水中阻力、消减海浪冲击的作用。

我们都知道,对于船来说,除了要考虑大气的空气阻力,还要考虑水的摩擦阻力,还要考虑兴波阻力,船在海面行驶,压力波会在船头形成。这个动作增加了水的高度,船将它向前推。那这些水必须去某个地方。水沿着船体的侧面流回,并将继续向下流,沿着船体形成波浪。当然,在船体侧面有一个恒定的波浪是一个问题,因为它会增加船只的阻力,而波浪所引起的阻力,就是兴波阻力。对于高速大船来说,这两种阻力的占比都各接近一半,占到总阻力的85%左右。所以我们需要找到一个方法来解决它。

这就是船艏的作用,球鼻艏就是把船艏水线下部位设计成类似球体的“大鼻子”造型,而球鼻艏就可以改变船体沿线的压力分布,球鼻首产生兴波由波谷开始,而船体首波系由波峰开始。如球鼻首产生的球首波系的波谷,恰好与主船体波系的波峰相重合,就可取得消波的效果。简单理解就是突出的圆球会先于船体产生一个翻转°的波,与之抵消,减少阻力。球鼻艏可以最大限度地克服兴波阻力,从而改善纵摇幅度,增大浮力,提高航速又可节省燃油,从而提升舰船的适航性。

除此之外,球鼻艏的大鼻子里面还可以安装了反潜探测系统,也即平常所说的声呐,从而提高舰船的反潜作战能力。不过这种球鼻艏只对高速航行的大船有用,如果速度不快,或者船太小,就会起到反效果。

航母速度大多在30-35节左右,所以一般都采用球鼻艏,中美苏法英意等国家都采用的球鼻艏,因为各国航母设计理念不一样,所以球鼻形态也有不同,目前常见的球鼻艏,形状包括像一滴水的水滴形球鼻、在船舶前端伸出尖角的撞角形球鼻以及圆筒形、S-V形、柱形、菱形、鱼雷形等。

而印度“维克兰特”号航母采用的是刀刃形船艏,因为形态的原因,它无法先于船体产生一个翻转°的波,所以无法抵消兴波阻力,这样航母就会发生纵摇。从这组动图,我们就可以看出区别。

船前进时,如果没有球鼻艏,则波往上爬,冲击船头,形成很大阻力。

印度难道没有想到这个问题吗,肯定是想到的,世界上航母主流都是采用球鼻艏,作为采购过3架航母的印度肯定也是清楚的,但是印度并没有制造球鼻艏的技术。目前航母采用的主要是钛合金球鼻艏,具有强度高、刚性好、内部噪声低、透声性能优异等诸多特性,能为声呐等电子设备提供更好的“安身之所”和工作环境。

而球鼻艏无论从设计还是建造上都更加复杂。船舶航行产生的波浪都与航速相关联,在设计球鼻艏时必须考虑航速,其外形和体积也是影响效果的重要参数。不同体形的船舶受到的阻力也不尽相同,因此,球鼻艏的设计也必须“按需设计”,实现“私人订制”。

印度的国产航母采用的是法国设计图纸,在最初的设计上肯定是有球鼻艏的,但是印度并不具备如此强的钢材锻造能力,要知道,航母的锻造是一个国家工业体系的最真实体现。

印度使用的战舰壳体用钢长期依靠国外进口,从而出现了使用的钢种类型和等级差别很大。随着不同类型军舰使用的结构钢等级数量增多,已经引起库存、采购以及管理上的困难。

印度在建造首艘航空母舰时,就曾因引进特种钢材不能按时到货而被拖延3年多,为此,印度曾花费数年时间来攻关,到目前为止,也仅造出球扁钢。所以采用刀刃形船艏。

而如果印度想要回炉重造,难度也非常高,因为要重现锻造球鼻艏,就需要对整个船体、甲板进行重新设计,这样难度的简直和再造一艘航母没有区别。

而缺少了球鼻艏的印度航母,在平静海面尚且是一只“瘸子”,如果遇到其他气象情况,那可以说是难上加难,作战能力将受到严重的影响。甚至可以说,基本上不具备作战能力。




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