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登上“国之重器”山东舰,探寻其结构秘密

2020-07-20谢晨曦

科学大众·小诺贝尔 2020年4期
关键词:机库升降机航空母舰

埃菲尔铁塔、赵州桥、卢浮宫和故宫博物院一这些著名的建筑同学们都在苏教版五年级下册《科学》》第二单元《形状与结构》中学习到了,它们都因为巧妙的结构和坚固的形状而成为屹立不倒的杰作,是人类智慧的结晶。

今天,就让我们跟随南京市鼓楼区第一中心小学谢晨曦老师,一起来见识一个中国制造的“大家伙”!

谢晨曦

南京市鼓楼区第一中心小学科学教师、全国优秀科技教师,辅导学生参加机器人、创客活动并多次获奖,连续两年被评为“校优秀班主任”,多次承担市、区级讲座和公开课,并在论文及案例评比中获奖。

名字的由来

同学们好!我叫山东,确实和山东省是一个名字,你也可以叫我的小名——小17。猜出来我是谁了吗?其实我的全名是:中国人民解放军海军山东舰,前阶段大面积刷屏的山东舰就是我!

我是中国首艘自,主建造的国产航母,基于对苏联库兹涅佐夫级航空母舰、中国辽宁号航空母舰的研究,由中国自行改进研发而成,是中国真正意义上的第一艘国产航空母舰哦!2019年12月17日,经中央军委批准,我被命名为中国人民解放军海军山东舰,舷号为17。

我之所取这个名字,也是有很多说法的。首先,航母的命名侧重于沿海省份,山东作为沿海大省,有入选资格;其次,中国的第一个航母基地在山东,作为国产航母的命名“担当”,山东也是名正言顺。舰艇的命名,对于所涉及的省份、城市来说,是一张流动的名片。中国海军的舰艇航迹遍及世界,舰艇的航迹不断延伸,也将命名的省份、城市形象带到全世界。舷号‘"17”是延续了我大哥辽宁舰舷号“16”。总而言之,这就是我的名字得来的原因啦!

说了这么多,你们一定很想看看我帅气的身姿吧!

看到了吗?作为一艘航母,我的块头可是很大的。我的排水量有6万吨左右;长度约315米,相当于几十层楼高;宽度约75米;甲板面积相当于3个标准足球场。怎么样?有没有被我雄伟的身姿震撼到?潇洒吧!

什么?你们还想知道我的具体结构?那可不行哦,我还是要保留点小秘密的。但为了满足大家的好奇心,下面我先介绍一下我的大哥辽宁舰。

我大哥的代号是001型航空母舰,舷号:16,大家一般简称它为辽宁舰。它可是中国人民解放军海军隶下的一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰,也是中国第艘服役的航空母舰。

不过,它并不是完全的中国制造,它的前身是苏联海军的库兹涅佐夫级航空母舰次舰瓦良格号。20世纪80年代中后期,瓦良格号于乌克兰开始建造,后遭逢苏联解体,建造工程中断,完成度为68%。1999年,中国购买了瓦良格号飞行甲板,于2002年3月4日抵达大连港。2005年4月26日,中国海军继续对其进行建造改进,并有望将其用于科研、实验及训练用途。2012年9月25日,瓦良格号正式更名为辽宁号,交付中国人民解放军海军,也就是现在的我的大哥啦!

航母的基本结构

我是中国目前第一艘自主制造的航母,我的具体结构当然属于国家机密啦!所以,我给大家介绍一下航母的基本构成吧!

一艘配备齐全的航空母舰一般都有飞行甲板、舰岛、机库、升降机、武器库以及士兵日常操作和休息的区域。

我们在课本中学习过“三角形最稳定”,请你在航母身上找找看哪里有三角形呢?

飞行甲板

飞行甲板是航空母舰上供飞机起降和停放的上层甲板,按照任务需求,可将其划分为起飞区、降落区和停放区。

舰岛

现代航空母舰通常将上层建筑集中在飞行甲板的右侧,称为“舰岛”。从飞机起降的要求,上讲,甲板上空无一物是最理想的,但航母的指挥塔、飞行控制室、航海室、雷达和通信天线等又是需要高耸在甲板上的。所以,现代航空母舰都是将这些上层建筑设计得很紧凑,空出甲板的绝大部分来方便飞机起降。

机库

机库为储存和整备航空母舰舰载机的地方,又分成“开放”和“封闭”两种。开放机库的优点为通风良好、伤害管制佳,炸弹若击入机库中,爆炸造成的冲击波会释放到外面;结构较轻、容纳飞机多;可依舰载机尺寸进行修正。封闭机库则是机库与船体结构整个一体成型,“飞行甲板为封闭强化结构。这种机库的优点有防御力强、结构坚固、核生化防护佳等。

升降机

升降机是将舰载机自机库运输至飞行甲板的装置,早期配置于全通飞行甲板的舰身中线的前中或后方,通常为2~3具。升降机也是甲板上最脆弱的部分,如果升降机出现故障或是遭到破坏,会导致飞机无法起降,进而丧失战斗力。

武器库

武器库是用来储备各种炸弹、鱼雷、导弹与火箭的区域,位于船舰底部、水线之下,为船头尾各一处,中间则为机库。这些武器多以半组装方式收纳。

除了这些专用区域以外,还有给甲板勤务人员工作和休息的区域。说起来,你们还记得红极一时的“航母style”嗎?那其实就是我甲板上的指挥员在起降歼-15舰载机过程中的手势动作。由于舰上的飞机起降时声音巨大,所有的口令都是通过手势来表达。这个“下蹲屈身,凌空一指”的姿势,表示的是“放下止动轮挡和偏流板,飞机起飞”的意思。怎么样?是不是特具时尚感啊!

与辽宁号的不同

在我登场之初,就有很多的专家学者将我和大哥辽宁舰放在一起进行了比较。

细心的同学们,请你们通过下面这组图看看我们兄弟俩有什么不同吧!

想必同学们已经发现,总结起来有以下几点不同:

1山东舰是中国第一艘百分之百的国产航母;

2山东舰是大型作战平台,辽宁舰是科研舰、试验舰;

3山东舰的舰岛更小,自动化程度更高,承载战斗机的数量更多,整体战斗能力更强;

4山东舰还拥有更先进的动力系统、航电系统和雷达通信系统。

甲板为什么是翘起的?

说了这么多,不知道同学们有没有发现我俩最前端的甲板和其他部分有什么不同?没错,它是翘起的!那为什么要把这块甲板做成翘起的结构呢?让我们一起通过一个小实验探索一下吧!

细心的同学可能已经发现了,这和甲板与水平面的角度大小还是有一定关系的。是不是角度越大,飞机就能飞得更好呢?到底怎样的形状结构可以让飞机更好地起飞呢?这个问题就请同学们来探究一下吧,注意要控制变量哦!

其实,这块甲板就是之前提到的飞行甲板的起飞区。航母,上的飞机起飞时,不能像在平常陆地,上那样拥有一条长长的跑道,因此需要其他的助力来帮助飞机快速起飞,使其不至于落到大海里。常见的起飞方式包括:蒸汽弹射起飞、滑跃起飞、垂直起飞、电磁弹射起飞。

而实验中的甲板前端的“跳台”,就是帮助飞机进行滑跃起飞的滑跃式甲板。甲板的前头部分做成斜坡。上翘,舰载机经过滑跑后,沿着上翘的斜坡冲出甲板,形成斜抛运动,在刚脱离母舰的一段(几叶米)距离后,继续在空中加速以达到起飞速度。这种起飞方式不需要复杂的弹射装置,但是飞机起飞时的重量不如蒸汽弹射起飞,使得舰载机的载油量、载弹量、航程以及作战半径等受到一定的制约。英国、意大利、印度、中国和俄罗斯等国由于技术限制,无法研制真正在技术和工艺,上过关的蒸汽弹射器,所以只能在本国航母上采用滑翘甲板。采用滑跃起飞舰载机的航空母舰在载机起飞时都必须以20节(36千米/时)以上的速度逆风航行,以加大舰载机相对速度,帮助舰载机起飞。

俗话说,“一个好汉两个帮”“团结就是力量”。在保卫国家领海的路上,除了我,还有我的好兄弟:055型驱逐舰、052C/D型驱逐舰、054A/B型护卫舰、攻击型核潜艇、常规潜艇和901型综合补给舰,我们合称为:航母战斗群。

好啦!我的精彩介绍就到这儿了,喜欢我的同学们别忘了到官网上给我点赞、加关注哦!期待你们长大后和我一起保卫美丽的祖国!

责任编辑:陆艳 责任校对:夏越

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