首款超级航母——福莱斯特级
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日后的福莱斯特级航母,脱胎于中途夭折的合众国号航母项目。尽管设计定位已发生转变:从少数大型专用舰载机执行纯核战略打击,升级为搭载大规模小型舰载机联队、可执行多类战术任务的通用型航母,但二者外观相似度极高。事实上,两款设计的早期模型照片与概念效果图几乎别无二致,福莱斯特级初期合同敲定的构型,也与合众国号高度相仿。二者最直观的外部差异,在于福莱斯特级采用了封闭式“防风暴舰艏”。
该级舰初始设计为平甲板布局,配备可收放式舰岛、左舷与右舷各四座烟囱,以此最大限度降低废气对舰载机起降作业的干扰;同时设置四部甲板边缘升降机:一部位于右舷可收放舰桥与烟囱之间、两部布置于左舷、一部设于舰艉。舰载弹射装置规划为四部:舰艏两部,左、右舷舰体中部各一部。舰载武器方面,舰体四角的突出炮廓内各安装一对5英寸舰炮。首舰建造期间,斜角飞行甲板、蒸汽弹射器等航母革新设计相继成熟,相关改良方案随即应用到仍在船台建造的福莱斯特号上。
将航母降落甲板设计成斜角布局,是由英国首创的一项简洁却极具革命性的设计。传统平直甲板降落模式下,舰载机需切断动力水平进场着陆;而斜角甲板问世后,战机可保持动力持续进场。即便降落失败,飞行员也能立刻开满油门复飞拉起,规避坠机风险。二战后喷气式舰载机列装,其喷气发动机需要一定时间完成转速提升、输出全功率。若进场姿态偏差,战机极易撞上甲板前部停放的机群,只能依靠拦阻网迫降,事故隐患极大。
朝鲜战争时期,第一代平直翼喷气式战机进场速度较低,尚可适配传统平直甲板航母;但战争结束后,后掠翼第二代喷气战机陆续服役,航母起降事故率急剧攀升。1951年,美国海军正式将斜角甲板纳入重点研发规划。1952年,中途岛号与黄蜂号率先接受简易改装,开展斜角甲板概念测试;同年晚些时候,未经过现代化改装的埃塞克斯级安提坦号,加装了全球首款实用化斜角甲板,并于1953年完成首次斜角甲板正规降落。基于实测验证的成熟经验,美国海军最终决定修改福莱斯特级设计,全面适配斜角甲板。
早期航母搭载的液压弹射器已接近性能设计极限,随着舰载机吨位不断攀升,美国海军开始研发新型弹射技术。高效弹射需要全程近似恒定的加速度,在甲板长度受限的前提下,制动距离越短,有效弹射行程就越长。彼时,美国主攻火药弹射方案,英国则研发出开槽汽缸式蒸汽弹射系统。1950年,英国珀修斯号轻巡洋舰加装全球首台全尺寸蒸汽弹射器,该装置的一大亮点是配备水力制动系统,可将重达5000磅的弹射滑块在仅5英尺的距离内完全制动。
助力福莱斯特级航母设计走向成熟的第三项英国核心技术,是光学助降镜系统。为充分发挥斜角甲板与蒸汽弹射器的作战价值,全新的舰载机进近指挥方式应运而生。传统降落信号官仅能单机指挥,依靠手势引导的目视指挥模式,有效管控距离不足半英里,局限性显著。
英国研发的光学助降系统,在斜角甲板降落区边缘架设一面水平轴向内凹的大型反射镜,镜面朝向舰艉、贴合战机下滑降落角度;反射镜搭载于万向基座,并接入舰船陀螺仪稳定火控系统,可实时补偿舰艇摇摆、俯仰带来的位移偏差。反射镜后方布置强光源,光束经镜面反射后,沿标准下滑航道形成锥形光场。
飞行员保持标准下滑航线时,视野中会出现一枚圆形光斑,俗称“光球”。镜面两侧横向排布基准灯组,用于精准修正高度:光球高于基准灯,代表战机高度过高;光球低于基准灯,则说明高度过低。后续设计中,凹面镜更换为菲涅尔透镜,光斑增加色彩分层提示,但这套光学助降系统的核心原理始终未变。
合众国号航母的原始设计,核心目标是适配重达10万磅的重型喷气式核轰炸机,用以替代AJ-1“野人”舰载核攻击机。1952年,美国成功试爆首枚热核炸弹;1953年朝鲜停战协议签署后不久,苏联也试爆了外界认定为氢弹的核武器。此后,各类早期原子弹统一归入“核武器”通用范畴。
随着小型化核武器技术快速迭代,美国海军航空局于1949年选定7万磅级的道格拉斯A3D“空中勇士”(后编号A-3)作为新一代重型舰载打击轰炸机。舰载机体型缩小,为缩减航母吨位创造了条件。早在朝鲜战争爆发前,长期力挺海军发展的国会议员卡尔·文森便非正式提出,国会或将支持建造吨位更小的新型航母,建议吨位上限设定为6万吨。虽未立刻敲定新舰方案,但美国海军船舶局持续开展论证,研究在6万吨吨位限制内,平衡航母各项性能指标的可行性。这些前期论证,最终成为福莱斯特级航母的设计基础,推动该级舰顺利获批立项。
1950年7月,朝鲜战争爆发后,美国国防部长约翰逊向海军作战部长谢尔曼上将批准了新型航母建造计划;同年10月,海军部长马修斯敲定1952财年修订版造舰预算,正式纳入福莱斯特号航母。
福莱斯特号最初以大型航母编号CVB-59开工建造,1952年7月14日铺设龙骨,同编号序列还包括合众国号(CVB-58)与中途岛级航母。福莱斯特号动工期间,国会批准建造二号舰萨拉托加号;此后五年,美国海军每年获批一艘大型航母建造经费:萨拉托加号列入1953财年造舰计划,游骑兵号、独立号分别列入1954、1955财年。
伴随航母战略地位回升,美军调整航母编号规则,以作战使命替代吨位划分。1952年10月1日,福莱斯特级新舰、中途岛级CVB大型航母、埃塞克斯级CV舰队航母以及封存的企业号,统一重新归类为CVA攻击型航母。自1952财年起,每年开工一艘新建航母,成为美国海军核心发展目标。美军参谋长联席会议拟定规划:1952财年维持12艘航母的舰队规模,同年扩容至14艘,最终确立15艘航母的和平时期常备编制。
福莱斯特号是二战结束后美国首艘完工的全新设计航母,标准排水量6万吨,满载排水量7.66万吨。(排水量为舰船实际重量,漂浮舰船的排水重量等同于自身总重;满载排水量包含舰体、全部燃油、物资与补给载荷。)该舰全长1039英尺,是当时全球体型最大的现役航母(二战短命航母日本信浓号除外),也是全球首款专为喷气式舰载机量身设计的航母。
相较于现代化改装后的埃塞克斯级航母,福莱斯特级综合承载能力大幅跃升:舰船燃油储量提升70%(250万加仑对比150万加仑)、航空燃油储量增至3倍以上(130万加仑对比44万加仑)、航空弹药搭载量提升154%(1650吨对比650吨)、核武器储存容量增加15%(150吨对比130吨)。
性能的全面升级,大幅提升了航空作业效率,实现舰载机快速整备轮换,起降安全性显著优化。实测数据显示,福莱斯特级全年可执行任务时长占比达96%,而埃塞克斯级仅为60%;舰载机起降事故率直接减半。
动力系统方面,该级舰搭载26万轴马力蒸汽轮机动力组,配备四根推进轴、四台蒸汽轮机与八台巴布科克·威尔科克斯型锅炉,最大航速33节。首舰福莱斯特号采用600磅/平方英寸压力动力系统,后续同型舰全部升级为1200磅/平方英寸增压动力装置,最大输出功率提升至28万轴马力。1200磅/平方英寸锅炉于1954年投入应用,相较二战老式低压动力系统,具备效率更高、重量更轻、体积更小、维护简便的多重优势。
福莱斯特级舰载防空武器为八门MK42型54倍径5英寸全自动高平两用舰炮,舰体四个象限的炮廓内各布置两门。舰炮主要由MK68型舰炮火控系统远程操控,也可通过炮位单人操控台就地手动射击。(美海军舰炮命名规则:5英寸/54倍径,代表炮弹口径5英寸,炮管长度为口径的54倍,即炮管总长270英寸。)
该型自装填舰炮单座重量约60吨,炮座下方配备两座弹药舱,可储存40发分装式弹药(弹头与发射药分离),最大射速每分钟40发,对海最大射程约13海里,对空最大射高约5万英尺。
随着战机与反舰导弹威胁日益加剧,这款舰炮防空反导能力不足,后期逐步拆除,大部分换装MK29型北约“海麻雀”导弹发射装置与MK15型20毫米“密集阵”近防武器系统。此外,舰艏两侧突出炮廓在恶劣海况下会产生艏拍浪冲击,增加航行阻力、降低航速。上世纪60年代,该级舰拆除全部舰艏5英寸舰炮,同步取消或重新设计了前部炮廓结构。
二战时期美国航母的经典设计逻辑,是以机库甲板作为主强力承重甲板,飞行甲板仅为上层附属建筑。美海军舰船层级划分规则中,机库甲板定为一层甲板,向下依次为二层、三层甲板;机库甲板以上划为上层平台:艏楼平台为01层、通道甲板为02层、飞行甲板为03层。
埃塞克斯级与中途岛级受此设计限制,机库净空高度仅17.5英尺,且机库两侧为开放式布局,保障通风散热,便于舰载机在机库内暖车调试。其中埃塞克斯级的核心装甲防护集中于机库甲板,中途岛级则额外为飞行甲板加装装甲。
福莱斯特级及后续新型航母彻底重构舰体结构:舰体侧壁承重结构直接延伸至飞行甲板,使飞行甲板兼具主强力甲板与核心装甲防护双重功能。全新层级划分下,飞行甲板定为04层,机库净空高度提升至25英尺。由于舰体侧壁纳入整体承重结构,甲板边缘升降机的大型开口必须经过精密结构设计,避免削弱舰体整体强度。
机库内部设置两组滑动隔断舱壁,可将整座机库分隔为三个独立舱段,有效隔绝爆炸冲击与火灾蔓延。上层通道甲板设置两间可容纳25人的飞行员待命室,便于飞行员快速奔赴舰艏与中部弹射位;舰体中部通道甲板、作战情报中心旁,设有一间60人大型待命室;机库甲板下方配备四间大型待命室(两间60人规格、两间45人规格),通过自动扶梯连通上层通道甲板。
摒弃初代平甲板+可收放舰岛、折叠烟囱与伸缩电子桅杆的复杂设计,改用大型固定式舰岛上层建筑,一举解决了废气排放、电子设备布置、舰桥指挥等诸多难题。新式舰岛集成全套舰载电子设备:舰桥顶部基座架设SPS-8测高雷达,大型主桅杆搭载SPS-12对空搜索雷达,桅杆顶端整合战术空中导航信标;副桅杆专门布设电子对抗天线。
两座桅杆均采用铰接折叠设计:中央主桅杆向左舷折叠收纳于飞行甲板,副桅杆向后折叠,满足通行纽约布鲁克林大桥的硬性要求——彼时美国主力大型战舰需可驶入布鲁克林纽约海军造船厂维修,桥梁通航高度成为硬性设计指标。舰岛后端还加装了SPN-8航母精密进近引导雷达。
福莱斯特号与萨拉托加号初期配置:舰艏前部搭载两部C-7型蒸汽弹射器,左舷斜角甲板炮廓区域配备两部C-11型蒸汽弹射器。C-7型为大吨位开槽汽缸弹射装置,最初适配火药弹射模式,借鉴英国蒸汽弹射技术改良后改为蒸汽驱动;受福莱斯特号低压动力系统限制,早期版本采用600磅/平方英寸低压蒸汽,后续升级为1200磅/平方英寸高压蒸汽。
C-11型是美国首款自研蒸汽弹射器,技术蓝本源自英国BXS-1弹射系统,并提升了蒸汽工作压力。该弹射器原本规划布置于右舷炮廓,因斜角甲板改装调整至左舷,受舰体结构约束,两部中部弹射器轨道间距极小。实操中,两部中部弹射器可同时停放舰载机,但无法同步弹射起飞。后续建造的游骑兵号、独立号,统一换装四部C-7型蒸汽弹射器,优化了作业效率。
航母拦阻系统的性能上限,与飞行甲板尺寸、弹射器功率同等重要,直接制约舰载机起降吨位与速度。福莱斯特级标配MK7型拦阻装置,是二战MK4型与战后MK5型拦阻系统的全面升级款,常规状态下可稳稳制动5万磅舰载机,紧急工况制动吨位上限可达6万磅,适配最大进场速度105节。
平直甲板改为斜角甲板后,甲板横向拦阻索数量得以精简,配套拦阻制动设备同步缩减,有效节省舰体重量与内部空间。该级舰初始设计配备六道拦阻索,后期优化精简为四道。
一艘战舰从方案获批到正式服役,需历经多个建造与调试阶段。上世纪50年代福莱斯特级建造时期,美国多家民用造船厂与海军专属船坞,均具备大型航母建造能力。舰船各类分段与设备可提前分段预制组装,而龙骨铺设,是舰艇正式开工的标志性仪式。
舰船下水,标志舰体首次入水;按照海军传统,下水仪式会在舰艏敲碎香槟瓶祈福,舰体沿船台滑道滑入水中。正式交付海军前12至18个月,专属舰员团队提前遴选组建、上舰驻训,剩余舰员在交付前夕全部到岗。
海试是一系列高强度综合测试,全面验证舰船航行性能、动力输出、武器设备、电子系统的运转状态是否达标。新建舰艇还需先后完成船厂试航与军方验收试航,完成权属移交后正式交付海军。服役入列仪式宣告战舰正式编入海军作战序列,升起服役旗帜、舰员列队登舰,战舰正式定名入役,授予美国海军舰艇(USS) 制式编号。
建造分工方面:福莱斯特号由弗吉尼亚州纽波特纽斯造船干船坞公司承建,萨拉托加号落户纽约海军造船厂(当地俗称布鲁克林海军船厂)。除后续舰艇升级1200磅/平方英寸动力系统及细微结构差异外,两舰外观构型基本一致。
三号舰游骑兵号、四号舰独立号沿用核心设计,外观差异集中在舰艉结构:前两舰为切角式舰艉,后两艘改为封闭式舰艉。游骑兵号舰艏炮廓造型独特,拆除前部5英寸舰炮后仍保留原有炮廓结构;左舷升降机采用全焊接铝合金材质,区别于同级其他舰艇的钢制升降机。同时,因飞行甲板后端斜角微调,其全长增至1046英尺。
建造工期优化上,游骑兵号先行在小型船坞完成分段建造,四个月后将未完工舰体浮运至福莱斯特号建造的大型船坞,继续总装施工。独立号初始建造船坞内舰艏朝向坞池顶端,便于陆路物资通过卡车坡道,直接运送至舰艉机库甲板;为避开大型龙门吊作业干涉,舰岛与炮廓暂缓安装,后期转运至专用船坞完成最终舾装。
福莱斯特号于1954年12月11日在纽波特纽斯船厂下水,由时任美国国防部长福莱斯特的遗孀约瑟芬·福莱斯特担任下水命名人,1955年10月1日正式入列服役。服役前夕,该舰建造成本核算为2.18亿美元。随着大型航母建造与运维成本持续攀升,相关经费争议,逐渐成为美国海军与国防部的核心争论焦点。
该舰母港驻扎诺福克海军基地,服役首年全程开展高强度磨合训练,训练海域覆盖弗吉尼亚角外海与加勒比海,常驻佛罗里达州梅波特海军基地。作为全新一代航母首舰,其核心任务之一,是培养适配新式航母先进设施的舰载机飞行员。1956年11月,苏伊士运河危机爆发,福莱斯特号奔赴东大西洋部署,随时可驶入地中海执行战备任务,同年12月返航诺福克。1957年1月,该舰启程前往地中海,首次编入第六舰队执行海外轮换部署,自此开启数十年常态化远洋执勤生涯。
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