杂志汇兵器知识

文/希弦

航母装甲防护结构形式的变迁

包括航母在内的大型水面舰艇的装甲防护，也随着舰艇技术的发展共同进步着，而且在不同的历史阶段，由于技术水平和海战武器的不同，装甲防护的结构形式也有所不同。在飞机问世以前，大型战列舰的装甲防护主要是舷侧外挂254~508毫米的“装甲防护带”，来防御大口径火炮平射的穿甲弹。水下防雷舱结构也很早就在大型战列舰上出现，以抵御鱼雷的攻击，为了强化防雷效果，还会增加一道水下外凸舱室（也就是“防雷突出部”），使防雷的进深加大，提高了水下防护能力。

随着飞机在战争中的应用，航空炸弹对舰艇构成了较大威胁，舰艇的甲板防护在一战后也得到了广泛重视。而二战早期以及战前的各国航母，在设计和建造上还多由战列舰改装而来，所以也重视水下防雷舱和飞行甲板的装甲防护。不过，这时期航母的设计还在延续传统的视距内舰炮对轰的海战思维，被认为还会参与水面的炮战，所以航母水线附近的舷侧依旧做了装甲防护上的重点强化，舰上还保留了大口径主炮。

二战后，重炮巨舰的海战模式成为了过去时，可航母刚称霸海洋不久，就面临着导弹技术的兴起。在“导弹万能论”盛行时也在散播着“航母无用论”，特别是反舰导弹已经开始对航母的战场生存构成了极大的威胁。加之，二战时期“航母杀手”的鱼雷依旧还是老麻烦。所以，在战后新一轮的生存危机中，航母装甲防护的结构形式也发生了较大的变化，总结说来就是舷侧装甲防护带的取消，和“防雷舱”这种多舱防护结构在舷侧防护上更大范围的应用。

这样的装甲防护结构变化在美国60年代建造的“福莱斯特”级航母上开始体现。在“福莱斯特”级航母的装甲防护结构剖视图上，过去“重点加粗”了的舷侧装甲防护带取消了，代表着多舱防护结构中纵壁的“细线”不断向舰体上部延伸。这种改变与现代的海战模式和反舰武器的攻击特点有着紧密的关联性。

现代反舰导弹为了增强攻击的隐蔽性、提高突防能力和毁伤效能，多采用末端掠海飞行、末端超音速突防，以及对舰体舷侧近水线部位的攻击模式。而且反舰导弹的战斗部或是半穿甲或是聚能装药破甲战斗部，过去以增加装甲厚度的方式来防御反舰导弹已经行不通了，已经很难做到被击中后不受损伤。所以舷侧的防护转变为将不可避免的受损或毁伤控制在允许的局部范围内，通过多道内部舱壁来保持舰体的水密，提高舰艇的生存能力和作战能力，也就是多舱防护结构在航母舷侧防护中得到广泛应用。而说到多舱防护结构，还要从典型的防雷舱说起。

鱼雷的毁伤与“多舱防护”的防雷舱

相较于反舰导弹贯穿舰体外板后在舰体内部的引爆，鱼雷的毁伤效应则更为复杂，特别是鱼雷攻击的是舰体的水线下。当鱼雷与舰艇在水下接触爆炸时，爆炸产物和水中冲击波直接作用在舰艇壳体上，会导致舰体的较大破口或大面积塑性变形，严重的会导致断艏、断艉、舰体从中部的折断；在爆炸区域，强烈爆炸冲击波与大量高速破片可能导致舰上设备、管系、人员等的严重损伤，或者电器设备的短路起火、弹药和油气的爆炸等更严重后果；当爆炸的冲击波作用于充满液体的舱室时，冲击波还会通过舱内液体向其它舰体部位扩散。

◎战列舰装甲防护结构剖视图和“约克城”级（左下）、“埃塞克斯”级航母的装甲防护结构剖视图

◎二战末期建造的“中途岛”级和60年代的“福莱斯特”级，装甲防护结构上已有了明显差异。这张图中标注的装甲厚度还是以非常早期的“磅”（lb）为单位计量的。而将“磅”换算成现在通用的“毫米”还很颇费周折，这里就暂且以40.8磅为1英寸（2.54厘米）来粗略换算

◎“列克星敦”级航母改自战列舰，不仅保留了重巡洋舰级别的防护，而且还认为航母会参与水面的炮战，舰岛前后还保留了4座双联装203毫米主炮

即便是鱼雷与舰体发生非接触性的爆炸，冲击波和水中气泡载荷同时作用在舰艇上时，也会造成舰体局部的破口、裂缝、变形等损伤，特别是气泡载荷对舰艇的强烈震动，将会对舰体的结构强度、舰上的精密设备和人员造成更大范围的损伤。如果再遇到恶劣海况，受损舰艇还会因为舰体的升沉、纵横摇运动的叠加，受到二次损伤，乃至引发因舰体局部受损造成的整舰的结构毁伤。

所以，以防雷舱为代表的“多舱防护”有着如下的结构来应对鱼雷的毁伤。

在舰体外板内设置空舱，内部交错布置着隔板（扶强材），为第一道防线，给接触爆炸或被穿透的外板提供变形空间，供爆炸后产生的气浪膨胀，从而迅速减弱冲击波的压力，该舱称为膨胀舱。空舱再向内为常满的液舱，装有水或重油，用于吸收鱼雷的战斗部爆炸后将外板炸坏产生的高速碎片和弹片，衰减破片弹片的速度，防止破坏内层防护纵隔壁。液舱内部还可根据防护需求再设置第二个空舱，进一步吸收爆炸冲击波和气泡脉动的能量，降低作用于内层防护纵隔壁的冲击压力，该舱称为吸能舱。

吸能舱再往舰体内部设置的是第三空舱和防护纵隔壁，作为多舱防护结构的最后一道防线，再次阻隔冲击波及破片对内层舰体的破坏，对舰艇的生命力起着至关重要的作用。第三空舱可供防护纵隔壁作较大的塑性变形以更有效地吸收爆炸能量，保证军舰内部舱室不进水，所以这层舱室的功能上还要兼顾着水密。多舱防护结构中的防护纵隔壁是舷侧多舱防护结构的重要组成部分，作为可牺牲结构，通过破损和大的塑性变形来大量吸收冲击波能量，达到保护舷侧内部舱室的作用，是舷侧防护结构中吸能的主要力量。防护纵隔壁的厚度为35~50毫米，其材料为高强度的特种装甲钢。

上述的膨胀舱、吸能舱和水密舱，是以功能属性来划分的。而随着新材料和新结构形式的出现，这种多舱防护结构在航母上也在调整与改进。比如说，从剖视图上来看，“福莱斯特”级的多舱防护结构是5个舱室的结构形式，而到了“尼米兹”级航母上则变成了更为分明的3个。从并不算多的船坞中航母建造的相关照片来看，“尼米兹”级舷侧防护结构的这3个舱室，最外侧的是膨胀吸能的空舱，内部的是大小液舱，装载燃油和淡水，平时作为航母上的必要舱容，在需要时则通过液体的阻抗特性进一步衰减冲击波能量。而且小液舱内还有相对密布的隔板构件，也成为了舰体内部重要舱室的有力屏障。

这种“多舱防护”理念也体现在航母的船底结构中。航母的船底承受着建造中坞墩的反力、结构上的总纵弯曲力矩、外部静水压力、航行时的波浪拍击力和螺旋桨水动力等动力负载，所以航母的船底都要通过双层（甚至三层）结构来重点强化。在两层船底之间是横纵密布排列的加强用肋板、纵桁等构件，在遭到水下攻击、爆炸冲击时，通过双层底与内部构件的变形来吸收爆炸能量、控制毁伤向舰体内部的扩散。

◎鱼雷和舰艇水中接触爆炸时，爆炸产物和水中冲击波直接作用在舰艇壳体上，导致舰体的较大破口或大面积塑性变形，严重时可导致断艏、断艉、舰体中部折断


◎水下的弹药舱、动力舱是防雷舱结构的主要防护对象

◎在主战坦克的防护上应用的重型复合装甲和爆炸反应装甲是防御穿甲战斗部、破甲战斗部的有效手段，但这种防护措施对有着严格重量和舰内空间要求的水面舰艇来说是不可行的，即便是航母。图为披挂着附加装甲的英国“挑战者”2主战坦克

航母装甲防护设计的方法论

对作战能力有着较大影响的舱室，显然也包括航母甲板上最显眼的右舷的舰岛。但舰岛是密布各种雷达天线、电子设备和开设了大量周向舷窗的地方，显然舰岛又是特别容易被毁伤、防护上又没法做强的地方。

航母上的装甲防护，除了“多舱防护”、双层底和密布整舰的水密舱这种“以柔克刚”的防护外，还要对舰上诸多重点舱室进行“硬碰硬”的装甲防护上的全面强化。所谓航母上的重点舱室，是指对作战、生存、机动有着较大影响和威胁的舱室，比如作战指挥室、舰岛、机库、核反应堆、弹药舱、燃油舱、动力舱、主机舱等。这些舱室，根据其对作战能力和生存能力的影响，防御的武器类型、最终允许的毁伤程度等多方面因素来综合衡量，评定相应的防护等级。比如说，对航母上的核动力舱、主机舱的防护就要力争做到最后一层防护纵隔壁不被击穿或发生大的变形，不会有毁伤破片、弹片、气体进入；而像作战指挥舱、弹药库等舱室，则可以允许防护纵隔壁上出现破损，但是不允许弹片、破片的飞入，以防对关键设备和人员的伤害，严防弹药库被引爆；相对而言，像机库、燃油舱这类舱室的防护等级可以再次之，可以允许少量低速弹片、破片的飞入，但不能引起舱内燃烧或爆炸。而对这些舱室的装甲防护强化，也就是增加特种装甲钢舱壁的厚度，再敷设凯夫拉材质装甲或陶瓷与钢的复合装甲。

◎“埃塞克斯”级航母的舰舯结构图。其中红点凸显的编号14、15、16为防雷舱壁，17为防雷舱壁的扶强材，20为防雷舱壁间肘板。另外，编号4为外板，35为舷侧水线部的装甲带，而最居中的1就是整舰的中内龙骨。两个蓝色箭头凸显的是“埃塞克斯”级的3层船底结构

◎“埃塞克斯”级CV-13“富兰克林”号在战斗中遭到严重损伤，机库起火猛烈爆炸、舰体倾斜达13°，但最终还是幸存下来。这一方面是美国海军损管能力的体现，一方面也是“埃塞克斯”级整舰生存力设计成功的体现

◎“尼米兹”级航母上的多舱防护结构为3个舱室，从图中也可以直观的看出，中间大舱室的间距最大

◎建造中吊装的航母舰艉分段，可见标准的双船底

◎典型航母的横剖面图，可见航母上的横向和纵向分隔，将整舰分隔为数量众多的水密隔舱。水密隔舱可以防止舱室浸水蔓延到其它舱室，以保证航母的安全

可见，航母的装甲防护，不论是多舱防护结构、双船底，还是针对重点舱室的防护等级，都体现了选择性的取舍、体现着装甲防护要与航母舰体的总体设计相协调。这是因为航母的空间和作为海上平台的浮力都是有限的，当这些有限的资源配置给航母的各个子系统时，即便是关乎航母生存性的装甲防护，也会有所限制约束。另外还可以看出，航母上的装甲防护结构是与舰体结构相互交叉的，是与舰体结构和强度要求相适应的。一定条件下，舰体结构也可起到装甲防护的作用，而装甲防护结构又可兼作舰体结构，共同保证舰体的结构强度。

关于航母装甲防护的上述文字都还只是纸上谈兵的概括性介绍，将“多舱防护结构”等概念落实到实际航母的设计建造时还需要更为严密系统的理论研究和复杂的实船爆破毁伤试验，需要将“多舱防护结构”落实为结构形式、舱室宽度、舱室布置、防护壁板厚等详细具体的参数。像美国这样的航母大国，还通过对“独立”号、“萨拉托加”号、“美国”号航母进行了实船实爆试验，测试航母在遭受空中、水面、水下的各类型武器饱和攻击时的舰体稳定性能，特别是舰体防护结构的防护效能，获得了大量接近于实战的参考数据。这些试验反馈最终将会在新一代“福特”级航母的防护结构设计上有所体现。

◎对作战能力有着较大影响的舱室，当然也包括航母甲板上最显眼的右舷的舰岛。但舰岛是密布各种雷达天线、电子设备和开设了大量周向舷窗的地方，显然舰岛是特别容易被毁伤，可防护上又没法做强的地方

◎航母上的装甲防护结构是与舰体结构相互交叉的，舰体结构也可起到装甲防护的作用，而装甲防护结构又可兼作舰体结构

◎舷侧防护结构占用很大的空间和质量，一般在大型舰艇上使用，但即便大如航空母舰的舰艇，在装甲防护上也还是有限制，有所为有所不为

◎航母的防护，除了自身的装甲防护外，还有由防空导弹、近防系统组成的对空中目标的主动防护；对于鱼雷，现在也有试验中的水面舰艇鱼雷防御(SSTD)系统，可对鱼雷识别跟踪和预警，并针对性地释放反鱼雷诱饵或者摧毁鱼雷，但实用化可能还需要5~10年的时间

[编辑/山水]