碧蓝航线舰船档案:企业·改Ⅴ(7)

·授权确认
以下模块内容仅对已签署条约或已获得授权的合格人员开放,来自外来人员的非授权浏览可能会导致来自碧蓝航线的定位、监视甚至杀伤性打击。
YOU HAVE BEEN WARNED
Vous avez été prévenu
Вас уже предупредили
你已经被警告过了
لقد تم تحذيرك بالفعل
Ustedes han sido advertidos
---授权确认,准许深入浏览

航空保障设施:
除去高性能舰载机的应用外,企业号本身的航空设施布置也是非常值得一提的。尤其是其双层飞行甲板体制以及为此而生的各种妥协性设计。通过这些设计,我们可以看到人们为提高企业号航母的舰载机搭载量和舰载机出动效率而进行的所有尝试和努力。
而首先,我们就要从企业号独特的双层甲板布局说起。
提起航空母舰的双层飞行甲板设计,一般将其看做一种在航母发展史上经验证后发现效能不佳的整体设计。在早期赤城、光荣等航母的实践中,人们发现双层甲板布局普遍存在以下的问题:
其一是重心过高,安装第二层甲板会导致舰船重心显著上移,因此,采用双层飞行甲板设计对于追求高速的航母而言会对适航性造成很大影响,甚至会加剧在恶劣天气下舰船倾覆的风险。
其二是极大地降低了调度效率,舰载机在采用双层飞行甲板的航母上降落后需要花费两倍的时间才能抵达机库。而根据计算,舰载机从降落到被牵引到升降梯,清空跑道以让下一架降落的整个过程,在双层飞行甲板航母上所需的时间起码是现在的4~6倍。
其三是下层甲板无法有效利用甲板风增加升力,作为舰载机搭载平台,通常航母在放飞舰载机时会高速航行(有风时则会逆风航行),此举目的在于借助甲板风为舰载机提供额外升力。而增设第二层飞行甲板后就相当于封闭了大半个第一层飞行甲板的顶部,同时也隔绝了风从侧面吹入跑道的可能,对从第一飞行甲板起飞的舰载机而言十分不利。
其四是大大增加了舰船的建造难度。增加一层甲板可不是儿戏,哪怕是建造大楼时多加一层都是十分困难的事情,更何况作为精密系统工程的航空母舰呢?而且这第二层甲板还需要安装阻拦索,升降机,喷涂耐高温涂料。其重量也必然比单纯加一条跑道高出不少。而这就必然会增加舰体承重部分的负担,从而加剧材料疲劳,损耗材料寿命。
而这也便是企业·明珠“独特”的最大原因。纵使在今日碧蓝航线作战序列中的航母KEN-SEN不下十几万艘,这艘由明珠先进船舶系统(即碧蓝航线明珠港区工程部)建造的航空母舰,也仍然是其中少有的采用双层飞行甲板布局的航母。事实上,据好事者统计,采用双层飞行甲板的航母在碧蓝航线海军作战序列中还不到一千艘,而除却那些拿来仅仅好看,平时放在自家港口吃灰的舰船,这艘企业号几乎是碧蓝航线真刀真枪上过战场的航母中唯一采用双层甲板布局的航母。
由于该舰前期论证形成的备忘录已经如同其他人类史诗级KEN-SEN一般被列入了最高机密,因此该舰为何采用这种缺点多多的设计我们不得而知。参与设计该舰的关键人员又分别签署了保密协议,若是在他们气数将尽之前泄露了企业号的机密,碧蓝航线也不介意送他们前往一个没有塞壬的美好世界。不过就实际情况来说,参与过该舰设计的工程人员们,对于这“独特”一词,也确有自己不同的看法。
“独特”一词,不仅体现在企业号相比于现代单层飞行甲板航母的独特,实际上更是突出她和那些早期采用双层乃至三层飞行甲板的航母的独特。
企业号的双层飞行甲板设计,虽然不同于现代单甲板航母,但也不完全等于复刻早期航母的双层甲板设计。而是一种融合了双层甲板和斜角甲板两种特性的全新设计。第二飞行甲板的前端由于考虑第一飞行甲板的舰载机起飞需求而不得不向舰体左侧偏移,加上第二飞行甲板保留了斜角甲板的设计,而不像第一飞行甲板由于已有二层甲板可当做大号斜角甲板使用,所以干脆就取消了斜角甲板以及相关的弹射起飞设施,转而将这部分拿来停放舰载机。所以如果从最终技术冻结状态的舰船图纸上看,我们会发现企业号的第二飞行甲板实际上并非笔直,其顶层飞行甲板(即第二飞行甲板)沿舰船中轴线向左舷(舰岛对面一侧)倾斜12度,同时长度也短于第一甲板足有60米。跟一般航母的斜角甲板有些类似,只不过规模大上许多而已。

而且需要注意的是,企业号的双层甲板职能也与传统的“一层甲板起飞,二层甲板降落”有着很大的不同。对于企业号来说,配备有3条弹射器(两短一长的经典布置)的一层甲板只能用于舰载机起飞。而二层甲板则既能起飞又能降落,其前端和左舷部分分别部署有三套(同样还是两短一长)和两套电磁弹射器。而在后端则设置了4条阻拦索用于降落。
这样的设计虽然能够保证位于下层的第一飞行甲板的舰载机能够在头顶净空的情况下安心起飞,而不是一拉操纵杆直接撞上天花板(也就是第二层甲板);但是同时也就代表这部分(即企业号的整个前端部分)的防护能力相比于中后部的两层飞行甲板重叠而言削弱不少。而也正是因为这个问题,企业号采用了前文提到过的同一层甲板两种不同装甲防护方案的妥协性设计。
而为了解决双层飞行甲板带来的调度效率低下的问题,企业号也通过一系列妥协性设计而大大地改善了这一问题。
首先,企业号的所有升降机(包括弹药升降机)均采用了电伺服机构取代了以往的液压机械结构,此举不仅得以简化机械结构,便于维护和运行,同时也能够大大提高升降机的运行速度。在相同的载重量下,采用电伺服机构的升降机相比于液压结构的升降机而言不仅抬升速度提高了近40%,而且由于其一启动便能达到最大扭矩的特点使得电伺服升降机能够以比传统升降机更高的速度运行更长的时间,并能够在短得多的时间内将速度变为0。这种灵活度是液压驱动的升降机远远不能及的。
其次,为了方便舰载机的补给、维护等工作,企业号航空母舰将空间上整个一二层飞行甲板间的重叠部分,也就是双层甲板间的空气层,直接当做机库来使用,从而形成了与双层甲板相互衬托的双机库布局。
得益于可塑性机械臂在科研系统、KEN-SEN开发等领域的大规模应用。这种轻盈而又体积小并且足够智能的运维设施就逐步成为了碧蓝航线第六代KEN-SEN的标配。通过舰载纳米虫巢生产的纳米机器人在舰船心智的指导下将会“分化”出不同的应用结构以适应面向不同任务能力时的各种需求。如果需要抓握物体,那就生成机械手。如果需要临时接入外部设备,那就生成相对应的标准接口,如果需要输送液体,那就将自身化为中空管道……这些只有从分子层面才能被观测到的小小机器人无疑具有高度的可塑性。而工作又多又杂而且不确定性高的航母舰载机运维场景正好是可塑性机械臂发挥其能力的最好场所。

通过额外的运算力补偿,企业号得以采用可塑性机械臂取代了过去复杂的用于舰载机维护的各种设备。实现了舰载机运维设施的高度系统集成。这些任劳任怨的机械臂们能够有效应对舰载机运维场景中的各种情况,不仅包括寻常的油料、弹药补给,甚至还能对战机本身进行日常维护以及在战机轻度受损的情况下对其进行维修。
用于支撑企业号二层甲板的舷侧支撑墙实际上是中空的,内部有直通纳米虫巢的通道。纳米封群可迅速通过这些仅有手指粗细的通道抵达二层机库(相对于一层飞行甲板下方的一层机库而言),并可在舰载主机附加运算模块的指导下根据当前任务迅速进行分化,一般而言仅需短短两分钟就能够组装出所需的结构。并且立刻开始工作。
当然了,考虑到战时支撑墙可能会遭到敌方电磁炮的直接射击(支撑墙本身就是舷侧装甲系统的一部分),因此只要往反方向打通几条通道,源源不断的纳米机器人便会从纳米虫巢一路涌入装甲系统,此举还能在一定程度上增强舷侧装甲系统的修复能力,可谓是一举两得。
当然了,同样的考虑也决定了对舰载机至关重要的燃料和弹药无法通过舷侧承重墙通道抵达第二机库,必须得通过舰内设置的以额外装甲包裹的油泵设施及弹药升降机来运送,尽管这会挤占一定的机库空间。
值得一提的是,专门为控制纳米蜂群而增设的附属运算模块实际上并不直接从属于主机,其位置也不在主机室内,而是纳米机器人们通过脱分化-再分化进程而来,且只有在主机损毁或无响应时才会启动,平时主机自身的运算力就足以控制舰载纳米蜂群。由于纳米机器人高度的可塑性,在KEN-SEN心智核心的完全掌控下,它们能够在脱机状态下通过特种蓝图分化为一个个小型计算结构,这一个个小型计算结构再通过舰载神经-传感器感知网络组合成能够控制整个舰载纳米蜂群的分布式运算模块。这种应急措施能够在主机离线的极端情况下保证KEN-SEN的基本生存性。
再次,由于第二飞行甲板除航空作业必需的设施外,没有采用其他会使甲板增重的措施,并尽可能地采用轻质材料和中空结构设计以控制重量。加上第一飞行甲板大规模使用装甲防护,增大重量的同时也保证了甲板防护。两种措施双管齐下有效控制了重心上移。此外,通过在维持船体大致线型以保证水动力性能基本不受影响的前提下适当加宽加长舰体,企业号得以将上升的重心控制在一个理想的范围内。相比于传统的单层甲板航母,企业号的重心并未上升太多,虽然确实对舰船的适航性和航速造成了一定影响,不过尚在可接受的范围内。
当然了,双层飞行甲板航母无法有效利用甲板风为舰载机起飞提供额外升力。但相比于其他几个问题来说,这个问题还算是可以接受的。因为在考虑到逆风行驶时甲板风赋予舰载机额外升力的同时,我们也应该考虑到无风状态下舰载机同样无法获得额外升力的可能。换言之,没有甲板风,运作舰载机的上限可能会降低,但下限却不会因此有一丝一毫的变化。这种稳定的表现也适合于在任何情况下开展航空作业,不管有没有风。
由于考虑到高盐高湿度环境对舰载机的影响。企业号在其第二机库前端设置了大型分体式卷帘闸门作为主机库门。没有舰载机进出机库时闸门保持常闭以隔绝外界环境,在有大规模的航空作业时则保持常开方便调度。主机库门由两个并列的子闸门构成。当有战斗机、攻击机等体积较小的机体出入时,只需打开一扇子闸门就好;而当运输机、预警机等大型机体出入时,则必须同时开启两个闸门才能形成足够通行的空间。
有了这个额外的机库,从二层飞行甲板降落的舰载机能够和传统单层甲板航母一样,仅需下降一层就可以抵达这个既是机库又是起飞甲板的空间,而且考虑到升降机结构的升级。从飞行甲板下行到机库所需的时间倒是不增反减。调度效率自然也是不降反升。
位于船体内部的第一机库配置则和第二机库一致,均采用可塑性机械臂作为舰载机运维设施。不过,得益于舰内宽阔的空间,企业号的第一机库得以增加一个安放备件的仓库,以及一个能够生产各类零件的3D打印工厂。
尽管企业号舰载纳米虫巢搭载的NS800型纳米蜂群功能强大,但是像科幻小说里那种随意组合成零件的场景至少对于现阶段的人类而言仍然为时过早。这些纳米蜂群虽然确实能够聚集在一块,但由于它们是依靠重力而非分子间相互作用力(又称范德华力)聚集在一块。因此导致组合起来的东西松软得就像土块。这自然是难以应用于实际场景中的。
因此,对于NS800纳米蜂群而言,无论是组装成可塑性机械臂也好,还是组合成零件也好,在组合过程中都必须对纳米聚合体通电,通过外部电磁力约束聚合体微观结构,从而提高聚合物本身的硬度。
然而这就涉及到了另一个问题,那就是通入外部电流的方法对于构建随时可能有改变结构需要的可塑性机械臂来讲是一种不错的方法。然而对于构造替换零件而言,则不能采用这种方法。毕竟对于零件而言,保持持续通电的条件在绝大多数情况下都是不存在的。
这时,我们就需要一种能够一次性约束微观结构,进而提高其宏观构造体硬度的措施。
而这正是企业号搭载的3D打印工厂的核心设施之一:高周波一体成形车床(另一个是舰载纳米虫巢)。
平时呈液体状的NS800纳米蜂群将会通过管道被送达车床,在反应腔中先构建出所需的零件,然后通入外部电流进行一次暂稳成形。在外部电流的约束下,零件本身将具备能够进一步加工而不被高温融化的基础条件。接下来,反应腔腔体上安装的8座高周波热合机则会启动,对零件进行高温熔接。此时高周波(即频率大于100KHz的电磁波)将会产生高频电磁场,使零件内部分子间互相激烈碰撞产生高温。在高温条件下,分子间作用力将会取代重力和此时依然存在的外部电磁力,成为约束零件微观结构的主要相互作用。自然,用来构建零件的纳米蜂群也会在高温中彻底解体,并被转化为普通的纳米物质,失去特定功能的纳米机器人将会在材料内部的高温条件下被范德华力紧紧地链接在一起。此时,就算对材料本身断电,已经被熔接成形的纳米机器人们也不可能再变回松散的结构了,它们将永久化为这个零件的一部分,在不同的地方继续发光发热。

当然了,能够拿来铸造零件的,除了随时都能生产的纳米机器人,自然也包括各类通常材料。合金、树脂、陶瓷……只要有充足的物质供应,加上合适的蓝图,企业号的3D打印工厂就能够生产出和标准件性能基本一致的零件。就算材料不够,也可以通过在纳米物质中掺入少许高性能材料的方式使零件的性能无限接近于采用标准材料制作的零件。
在舰载主机数据库内预先输入的蓝图,以及少许高性能材料粉末的支持下,这个3D打印工厂能够制造相当一部分舰体和舰载机需要的各式零件(某些体积特别大或对材料有特殊需求的零件除外)。虽然通过这样的方法生产出来的零件在性能上不及标准零件,但在前方作战难以获得标准备件补给的情况下,这些零件则往往能成为改变战局的重要战略资源。
为提高航空作业效率,企业号沿袭了自“福特”级航母以来的“一站式保障”概念,在飞行甲板上设置了共38个“一站式保障区”,每个保障区均可进行加油、挂弹、维修等作业,着舰的舰载机可在保障区完成全部保障作业,随后依靠自身动力或自动化牵引车前往起飞位升空作战。
每个“一站式保障区”都设置有两个带舱口盖的“保障模块”:电源保障模块和加油保障模块,通过可塑性机械臂和KEN-SEN心智的共同作用,可以让这套曾经需要人类成员帮助才能够运行的设施现在不需要人类也能自律运行,而且效能是有人类介入时的几倍不止。
“一站式保障”采用系统工程设计方法,将飞行甲板上的多个模块进行集成管理,以实现工作效率最大化和系统结构最优化。减少舰载机进出机务站位时对牵引车的依赖,同时不移动舰载机即可完成所有出动准备作业。不仅可以减少舰载机在多个区域移动所需的时间,大幅提高保障效率,而且舰面加油接口更接近飞机机身接口,减小了对其他保障作业的影响。




虽然在文中有提到过,但还是补充一下。
文中的“肖·德诺拉”号航母不是我的(这个很重要)!!而是另一位B站UP主@叫我老D(这是大佬)做的。我只不过是拿过来给大家建立一个对双层甲板设计的直观印象的。
侵权必删