¿Por qué el portaaviones es tan estable?
¡Porque el centro de gravedad está bien controlado! !
El proceso de desarrollo del casco del portaaviones
Un portaaviones es un gran barco de superficie con aviones basados en portaaviones como principal arma de combate. La estructura de la plataforma del portaaviones es una. aeropuerto marítimo. La condición principal de un aeropuerto debe ser una pista para que los aviones despeguen y aterricen. La pista original estaba hecha de ladrillos de madera colocados en la cubierta de proa. Posteriormente, la pista se convirtió en una estructura de plataforma erigida en la cubierta principal del casco. Solo soporta la carga de despegue y aterrizaje del avión y tiene poca relación con ella. la resistencia general del casco, por lo que la cubierta fuerte sigue siendo la cubierta principal del casco. Por la apariencia del portaaviones "Gigante de los Cien Ojos" modificado por los británicos en la Primera Guerra Mundial, podemos ver que la plataforma de vuelo está sostenida por pilares y estructuras de armadura.
Durante la Primera Guerra Mundial, Estados Unidos convirtió el barco carbonero "Júpiter" en el primer portaaviones "Langley". La parte trasera de su plataforma de hielo estaba ubicada en el Nilou, y la mayor parte de la cubierta está. sostenido por una estructura de celosía. Los aviones están estacionados en la cubierta y, además de la estructura de soporte, debajo de la cubierta todavía se conservan las tapas de las escotillas del depósito de carbón. Después de nuevas mejoras, la cabina debajo de la plataforma de vuelo se convirtió en un almacén para estacionar aviones. Esta estructura se llama "hangar abierto". La cubierta del hangar sigue siendo la plataforma de resistencia de la viga del casco, mientras que la cubierta de vuelo está sostenida por marcos transversales para soportar las fuerzas de las cargas de la aeronave y la flexión torsional.
A medida que el portaaviones siguió mejorando, para poder almacenar de forma segura los aviones que transportaba, posteriormente se cerraron los paneles exteriores del hangar. De esta manera, la placa de sellado se convierte en una extensión del costado del casco, y la plataforma de vuelo realmente hace la transición a la cubierta de vuelo, y se ha convertido en una estructura fuerte que soporta la resistencia general del casco. El "Kitty Hawk" construido por los Estados Unidos después de la guerra es un típico portaaviones completamente cerrado, y su hangar también es un hangar cerrado.
Después de la Segunda Guerra Mundial, llegaron a bordo aviones de combate que invadieron las pistas de aterrizaje. La Armada británica cambió la cubierta de vuelo recta por una cubierta de vuelo en ángulo, dividiendo las pistas de despegue y aterrizaje en dos áreas independientes. Este cambio duplicó el ancho máximo de la cubierta de vuelo en comparación con el ancho de la línea de flotación. Tomemos como ejemplo el portaaviones USS Nimitz. Su ancho de línea de flotación es de 40,8 metros y el ancho máximo de la cubierta de vuelo es de 72,8 metros. Esta forma extremadamente acampanada de los dos lados forma la estructura de rampa única del portaaviones. Además, el elevador situado en el plano central se mueve hacia un lado, lo que complica la estructura de la cabina de vuelo.
Dado que es necesario disponer una gran cantidad de cabinas de aviación cerca de la cabina de vuelo, y considerando la resistencia de la estructura de la cabina de vuelo, los portaaviones modernos tienen una capa de estructura llamada "cubierta de cápsulas" debajo de la cabina de vuelo. cubierta. Esta estructura combinada de doble capa proporciona un techo resistente para el hangar de gran luz.
El portaaviones tiene una gran capacidad para resistir los ataques enemigos. No solo tiene una variedad de armas de defensa activa, sino que también tiene un sistema de autoprotección muy poderoso. En términos de protección estructural, se instalan varias capas de tanques vacíos o tanques de líquido en los costados de los portaaviones medianos y grandes para resistir los daños causados por las explosiones de torpedos y misiles. Hay hasta cinco o seis cabinas protectoras en un lado de un portaaviones grande, y se instala un fondo de tres capas en la parte inferior del casco para formar una estructura protectora submarina. La resistencia y el espesor de las paredes protectoras también son muy especiales. Durante la Segunda Guerra Mundial, el espesor del blindaje de los barcos podía alcanzar entre 127 y 190 mm. La cubierta de vuelo y la cubierta del hangar del portaaviones estadounidense también han sido blindadas en las partes superiores de los compartimentos importantes. La cubierta protectora puede evitar daños a los compartimentos importantes cuando explotan bombas atacadas desde el aire.
Además, la estructura reforzada de dispositivos especiales como expulsión y detención, la estructura reforzada de la puerta lateral del hangar y la plataforma elevadora, la estructura fija de la superestructura de la isla, la estructura de soporte adjunta de 4 ejes y 4 hélices son todas Es una forma estructural única de portaaviones.
En consecuencia, el proceso de construcción de portaaviones también tiene sus particularidades. Dado que el portaaviones tiene enormes plataformas laterales izquierda y derecha, primero se debe completar el casco principal durante el ensamblaje final y luego se deben instalar las bordas. Además, el procesamiento y montaje de estructuras de protección lateral, la construcción de casi 100 metros de aberturas en la cubierta para catapultas, el posicionamiento e instalación de dispositivos de detención, la instalación de puertas de hangares y plataformas elevadoras, y la instalación de unidades de vapor o Las unidades de energía nuclear, el levantamiento general de la superestructura tipo isla, etc. son técnicas de construcción únicas del portaaviones.
El diseño general y la estructura del casco del portaaviones
En comparación con otros barcos de superficie, la estructura del portaaviones tiene grandes diferencias en diseño y disposición debido a la particularidad de su combate. El rendimiento es diferente, su diseño general y estructura del casco tienen principalmente las siguientes características.
Disposición de las capas del casco
Las capas internas de un portaaviones se pueden determinar según el tamaño del barco. Para los portaaviones de tamaño grande y mediano, el casco principal generalmente puede ser. dividido en aproximadamente 10 capas, y la superestructura generalmente tiene aproximadamente 7 pisos. La estructura específica se puede ver en la vista en sección transversal de un portaaviones estadounidense.
Disposición de la cabina del portaaviones
La principal arma de combate de un portaaviones es el avión basado en portaaviones, además de una amplia cubierta de vuelo que puede acomodar el despegue y el aterrizaje. Los hangares y cabinas se utilizan para el mantenimiento de aeronaves, suministro de combustible, almacenamiento de municiones, trabajo y vivienda del personal, por lo que hay un número considerable de cabinas dispuestas en el portaaviones. Tomando como ejemplo el USS Kitty Hawk, el barco tiene 1.500 camarotes para diversos fines, incluidas unas 150 cabinas para el personal, con una superficie total de cabina de unos 8.200 metros cuadrados. Hay alrededor de 140 pasillos, 120 compartimentos de municiones, alrededor de 900 diferentes tanques de aceite y agua y compartimentos de aislamiento, 57 salas de máquinas y salas de control, y alrededor de 150 compartimentos de almacenamiento. Hay 470 cabinas de ventilación y aire acondicionado en todo el barco, la longitud total de los conductos de ventilación alcanza los 320.000 metros y la longitud de los cables en todo el barco alcanza los 685.700 metros.
El diseño de las cabinas en el portaaviones se divide aproximadamente en capas de cubierta de la siguiente manera: la primera capa es la cubierta de vuelo, que se divide principalmente en el área de aterrizaje, el área de despegue y el área de espera; la segunda capa es la cubierta de la cápsula, y el diseño principal está en la proa del cilindro de expulsión y el equipo auxiliar, la parte intermedia es la cabina del piloto, la cantina y la sala de servicio de combate, y la parte trasera está equipada con el dispositivo de bloqueo y su equipo auxiliar; la parte media de las cubiertas 3 y 4 es la gran abertura del hangar, con personal de mantenimiento y personal de radar en ambos lados: Alojamiento, la proa es la cabina de la cadena del ancla y la cabina del dispositivo de amarre en la cola; es el hangar y las cabinas auxiliares; la sexta cubierta es el patio de reparación de aviones; la séptima cubierta es la cabina de los soldados y la cabina de estar; la séptima cubierta es la cabina de los soldados y la cabina de estar; la cubierta 8 alberga el banco de alimentos y las oficinas administrativas; Los tres pisos debajo de la octava cubierta están equipados principalmente con salas de máquinas, salas de generadores, salas de municiones y tanques de combustible de aviación. Hay tanques de combustible de energía en la parte inferior y en los costados.
Cubierta de vuelo amplia
La cubierta de vuelo de un portaaviones debe tener un área de trabajo para el despegue, aterrizaje y transporte de las aeronaves, por lo que el área de la cubierta debe ser lo suficientemente grande. grandes portaaviones estadounidenses La superficie total de la cubierta puede alcanzar entre 15.000 y 200.000 metros cuadrados. Al ser diferentes las funciones de las tres zonas, las cargas que reciben también lo son, y un mismo diseño estructural también requiere que cada una tenga sus propias características. El área de despegue está equipada con un cilindro de expulsión de casi 100 metros, por lo que la plataforma de despegue debe tener una ranura larga especial y hay una estructura de soporte continua debajo de la caja de la ranura. Para las plataformas de despegue con salto de esquí, la plataforma en el área de la pista debe tener en cuenta las cargas de las ruedas ejercidas por la aeronave en la pista en rampa. Para bloquear el flujo de gas del avión que despega, la plataforma está equipada con deflectores ondulados y tuberías de agua de refrigeración. Como resultado, la plataforma tiene una gran abertura de 4,5 metros x 11 metros. El tamaño de las esquinas de la abertura debe ser. determinarse mediante un método de cálculo especial. La cubierta del área de aterrizaje se verá impactada por el aterrizaje de la aeronave, por lo que se deberá incrementar el espesor de la cubierta y la densidad de la estructura dentro del rango permitido de la pista de aterrizaje. En la zona de espera se deberá considerar la fuerza de carga de las ruedas al maniobrar la aeronave. La cubierta de vuelo de un portaaviones grande también sirve como capa protectora de armadura del hangar, por lo que es necesario duplicar la cubierta de vuelo. Al diseñar una cabina de vuelo de manera convencional, también se deben calcular las fuerzas del viento, las olas, la lluvia y la nieve.
Estructura de pasarela enorme
El portaaviones tiene una pista de aterrizaje en el lado de babor y una plataforma elevadora y una superestructura de isla en el lado de estribor. Esto da como resultado que la cubierta de vuelo sea más que grande. la mitad más ancho que el casco principal. Por lo tanto, se deben instalar patrocinadores enormes en los lados izquierdo y derecho del casco principal. La cubierta de la borda es una extensión de la cubierta de vuelo, y la placa exterior de la borda está apoyada diagonalmente en la cubierta 6 debajo de la cubierta del hangar. Al diseñar la estructura de la pasarela, es necesario calcular el peso propio de la pasarela, la carga de la aeronave en la superficie de la cubierta y la carga de impacto de las olas en la pasarela exterior. La pasarela está equipada con una gran abertura para la plataforma elevadora en la zona de la puerta del hangar, y las esquinas de la abertura también deben reforzarse especialmente. Debido a que los dispositivos de transmisión de la plataforma elevadora están instalados en ambos lados de la plataforma, la estructura allí estará sujeta a una gran carga de elevación de la plataforma. La estructura de la pasarela es una estructura especial importante del portaaviones que se diferencia de otros diseños de barcos de superficie.
Hangar sin pilares
Los portaaviones de tamaño mediano pueden transportar de 40 a 50 aviones, mientras que los portaaviones grandes pueden transportar de 80 a 90 aviones. Por tanto, los hangares utilizados por los portaaviones para almacenar aviones también son enormes. La superficie total de los hangares de los grandes portaaviones estadounidenses puede alcanzar entre 6.000 y 7.000 metros cuadrados. Las puertas cortafuegos se utilizan para dividir el hangar en dos o tres ramales. Dado que los aviones deben transportarse dentro y fuera del hangar, un hangar tan grande no puede quedar bloqueado por ningún pilar.
Sin el apoyo de columnas, hay que confiar en el soporte estructural de gran luz en la parte superior. Además, dado que la parte superior del hangar es una cubierta resistente, debe resistir las fuerzas de tracción y compresión generadas por el barco durante la flexión longitudinal. Por lo tanto, la cubierta de cápsulas debajo de la cubierta de vuelo puede formar una estructura combinada de doble capa con la cubierta de vuelo, que forma una enorme estructura en forma de caja con las paredes longitudinales de doble capa a ambos lados del hangar.
Sala de máquinas de gran potencia
El sistema de energía de un portaaviones generalmente adopta un diseño de 4 hélices y 4 ejes, ocupa 4 juegos de dispositivos de turbina de vapor y 8 juegos de dispositivos de caldera. un espacio enorme. La instalación de estos dispositivos. La estructura base y la estructura utilizada para el dispositivo de amortiguación de vibraciones son muy complejas. Hay tres cubiertas de altura desde la cubierta superior de la sala de máquinas hasta el doble fondo. La fuerza resultante de las ocho cubiertas transmitida desde la parte superior de las ocho cubiertas superiores es enorme. Para soportar una fuerza resultante tan grande, la electricidad puede. Utilice sólo muchos pilares gruesos o especiales al lado. La sala de máquinas está ubicada debajo de la línea de flotación, ya que es la fuente de energía de todo el barco y una cabina importante que garantiza la vitalidad del barco y su efectividad en el combate, se proporcionan cabinas de protección blindadas a ambos lados del área de la sala de máquinas para su protección.