为什么二战时美国航母采用密闭式舰体,而日本坚持采用开放舰体?

Colt1911


题主所说的密闭式舰体和开放式舰体,应该说的是是否有无封闭舰艏吧,事实上二战期间大部分美日航母都属于开放舰艏式舰体,只有二战后期日本的大凤号、以及二战前期的美国列克星敦号、萨拉托加号是封闭舰艏,直到二战后的和众国级才又重新回到了封闭舰艏设计。

那么为什么当时大部分美日航母当时都采用开放式舰艏呢?

1、首先这是根据作战海域的海况所决定的,由于太平洋海况较好,不像大西洋上那么波涛汹涌,所以美日在发展航母方面更注重加大载机量和燃料弹药储存空间上,因为这直接关系到航母的战斗力。

二战时期美日主要作战海域是太平洋,海况较好,使用开放式舰艏虽然在适航性上略有不足,但是开放型舰艏的后方拥有高耸的长方体的机库,虽然适航性下降,但是换来了较大的机库和燃料弹药储存空间,而这两点直接影响了当时海战中航母的战斗力。

▲高耸的长方体的机库带来较大的机库和燃料弹药储存空间

二战航空母舰的攻击能力取决于单次最大起飞量,而与此相关的首先就是飞行甲板的尺寸。为什么飞行甲板尺寸这么重要呢,这与二战航母舰载机攻击方式有关,二战航母并不具备一次就把所有舰载机投放的能力,起飞一架战斗机需要挂油、暖机、挂弹、定位等等,虽说加油挂弹可以同时进行,但是暖机只能在甲板上同步,所以为了战斗力就需要有足够大的飞行甲板。

▲约克城级航母飞行甲板长246.73米,宽33.37米

再来看看美日航母飞行甲板尺寸,二战日本航母飞行甲板长度普遍在210-250米范围内,而美国航母飞行甲板在早期的约克城级就达到245米,量产的埃塞克斯级达到262米,在宽度上,约克城级飞行甲板宽33.37米,而日本飞龙号飞行甲板宽22.32米,此外二战时的日本航母甲板在长度上和宽度上普遍不如美舰,一般日本航母受制于宽度,只能摆放两列舰载机。

▲飞龙号航母飞行甲板长217米宽22.32米

再次就是持续作战能力,航母的内部空间越大,载机量和弹药储存越大,航母上的各项工作如飞行维护、甲板调度、损管人员配备也就越齐全,充足的人员与武器装备配备可以有效增强航母的持续作战能力。

2、其实这是从安全性上考虑的,二战航空燃料易燃易爆,封闭式舰艏安全隐患大

二战时期由于燃料容易燃烧,采用封闭式舰艏的三艘航母中有两艘因无法派排出泄露的油气产生殉爆,列克星敦号在珊瑚岛海战中,被击中2枚鱼雷和三枚炸弹,虽然在损管人员的大力抢救下成功控制住火势并稳定住船身,但是由于油气泄露聚集产生爆炸而沉没。大凤号则是在马里亚纳海空战中,受到美国潜艇鱼雷攻击,虽然只中了一枚鱼雷,但是破坏了大凤号的输油管道,导致燃料在封闭的舰体内不断挥发,进而导致空气流通系统无法运转,最终因油气浓度过高产生爆炸。

▲列克星敦号由于油气泄漏产生爆炸沉没

美国也吸取了列克星敦号的教训,在后续的埃塞克斯级航母的设计上均采用了开放式机库和非封闭舰艏式设计。

3、从舰体防御的角度,二战航母舰体防御重水下和顶部

二战时期的海空战,主要以航母上的侦察机率先发现并派出舰载机击沉敌舰为主要战斗任务,所以航母的防御主要集中在舰体水下的防鱼雷设计和舰体顶部的甲板防御,是否封闭舰艏对舰体防御影响较小。

后来的航母为什么又重回封闭舰艏设计呢?

1、根本原因是喷气化后的舰载机重量更大,飞行甲板被设计成强力装甲甲板,需要足够的支撑力,封闭舰艏封闭式机库可以起到有效支撑作用。

▲采用封闭式机库封闭舰艏的尼米兹级航母

2、舰载机喷气化后,航空燃料变得更加安全,现在使用航空煤油,而不像二战时广泛使用汽油,因此不用担心汽油气化需要通风的问题。

3、封闭舰艏可以增强适航性,减少舰艏上浪

4、可以增加舰内有效容积


小油瓶侃历史


二战时期日本的信浓号航母的命运可以说是极具悲惨的,毕竟其是被美军射水鱼号潜艇误打误撞遇到仅发射了四枚鱼雷击沉的,所以命运不可谓不惨。但是从信浓号航母的设计来说,其在航母整体防护上可是当时日本防护能力最为先进的舰艇,除了配备了大量的自卫型武器装备,在舰体装甲防护上也是采用了大量钢板装甲,特别是在吃水线以下为了防止鱼雷攻击更是敷设了厚重的防护装甲,但是依然被轻易击沉。有人说信浓号的轻易沉没和其采用的开放式机库有直接关系,那么事实真的如此吗?首先从开放式机库和封闭式机库的不同来说,封闭式机库从设计建造时就相当于舰体结构的一部分,从而整体上能够加强整艘航母的结构强度,反过来说在同等的强度要求下,封闭式机库航母的舰体结构重量会更低。而开放式机库相当于航母设计中的某层独立甲板,在航母航行过程中开放式机库结构并不会随着舰体弯曲而变形,那么为了弥补形变量,就需要一个额外的结构加强结构,这就造成开放式航母整体重量大于开放式航母,增加了航母动力系统的运行压力和降低了航速,不过好在信浓号本身是在大和号战列舰基础上改进而来的航母,所以在动力系统上也沿袭了战列舰强度的动力系统和高航速优势。

但是从航母机库结构来说,封闭式航母虽然具有结构减重的优势,但是在日本人眼中的封闭式航母可不像上面说的具有独立结构框架的航母,而是基于字面意义上的“封闭式机库”,也就是一艘航母是不是封闭式机库就看航母机库侧壁有没有被完全封死,与航母主要的承力结构没有任何关系。而且日本人在设计大凤/翔凤号等航母的时候,之所以不顾事实的误把机库侧壁焊死就算封闭式机库,也是基于此前日本建造的其他航母采用没有侧壁的开放式机库容易被击沉而改进,因为在日本人看来,把机库侧壁封死一可以有效的降低海浪对机库内舰载机的影响,毕竟日本航母的机库干舷都比较低,在海况差的时候很容易造成海浪涌进机库的事故,同时在夜晚环境下机库内的灯光很容易暴露航母的位置,所以这也是此前日本建造的众多航母封死机库的原因所在。
不过到了信浓号以后,由于先前封闭式机库存在的很多不足,所以在设计建造信浓号航母时创新的采用了开放式航母结构,首先信浓号航母设计定位就是“最好的防守就是进攻”,所以如何提高航母舰载机的出勤率就直接决定了信浓号航母的战斗力,但是由于日本航母舰载机的甲板系留率一直不如同期的美国航母,所以对于信浓号航母而言,采用开放式机库的一大好处就是可以让飞机在机库直接发动暖车,这相比此前日本航母惯用的封闭式机库,如果直接在机库暖车会让发动机暖车的废气充盈整个机库,发动机因此而熄火而言,开放式机库在机库内的舰载机暖车时只要把侧壁平时由卷帘门封住的开口打开就可以排掉废气,这样舰载机提前在机库内完成整备上甲板后直接起飞即可,这也是为什么美国航母单次舰载机放飞架次要比日本航母高一倍的原因所在。
同时开放式机库侧壁采用的是可收放的卷帘门设计,所以也具有通风条件好的优势,这样不管是机库里内起火还是爆炸产生的冲击波都可以直接从侧壁开口泄出,能够大大降低对机库和飞行甲板造成的破坏,也可以避免引发的火灾造成的人员窒息。特别是在遇到敌机空袭时,也可以通过侧面开口迅速把机库内的易燃易爆物推出去,从而减小可能的损伤。
那么对于信浓号航母以进攻为核心的设计理念而言,开放式机库设计恰好能够满足信浓号的设计条件,前面也说过开放式机库具有独立的结构框架,这对于信浓号航母的防御能力来说还是有很大优势的,首先信浓号航母大量采用了装甲钢板防护设计,除了在重要位置额外增加更为厚重的装甲防护外,在水线以下也特别增设了针对鱼雷的防护装甲,而这些装甲防护都是由整个开放式结构框架承担,那么无论是在高速航行过程中还是其他方面而言,开放式结构框架都能赋予装甲防护更好的基础优势。还有信浓号装备的大量防空武器也都基于独立结构框架之上,这些独立框架承担着这些防空武器整体的结构稳定性的同时,由于其独立结构抗扭性更强也间接性提高了防空武器的射击精度。
再一个从开放式框架结构的抗沉设计来说,可能大家会觉得开放式的机库在沉没时海水会更快的涌进机库,加速航母的下沉。其实不然航母开放式框架结构反而赋予了航母在被击沉下沉时的结构刚性,也就是能够增强航母的抗沉性,那么算上航母大量采用的水密隔舱设计的话,在开放式结构框架强大而有力的笼架结构中大量的水密隔舱结构的密封性也更好,所以开放式结构框架反而增强了航母的抗沉性。总结来说,信浓号航母大胆的采用开放式机库结构设计这是很好的优点,只是对于生在末日的信浓号航母而言,其虽然从结构设计和装甲防护上提升不少,但是奈何于信浓号航母在首航阶段还没有完全建造成功,比如很多的水密舱门还没来得及安装,损管抗沉系统的紧急排水系统也没有安装,所以虽然信浓号航母的开放式机库框架抗沉性更好/装甲防护也更为强大,但是奈何于还未完全形成战斗力和当时当时日本已经走在了末路,士兵的个人职业素质并不过关等原因,空有漂亮架子的信浓号也就这样被四枚鱼雷击沉了。


魑魅涅磐


封闭式舰体相对的是开放式舰体,而二战那种开放的地方无非也就舰首和机库。二战早期的航母的确是一艘船上加层飞行甲板,所以一开始航母的发展无论是用战列舰的舰体改进还是直接建造舰首的开放式的,而世界上第一个采用封闭式舰首的国家是航母发展的引领者英国,其实英国二战当中后期的大部分航母都是采用封闭式舰首,这主要是因为大西洋的海况非常恶劣,如果不封闭舰首的话舰首很容易上浪。相比之下,太平洋地区就显得风平浪静,所以日本和美国大部分航母都是采用开放式舰首。

而在日本在二战当中也的确有采用封闭式舰首的航母,就是大凤号航母,封闭式舰首的好处在于防止大浪冲击飞行甲板前端,而且飞行甲板还会往前突出一段距离增加飞行甲板长度。不过日本也就只有一艘封闭式甲板的航母,而美军航母都是开放式的。而对于开放式机库,日本都是采用封闭式的,而美国则两种都有,这两种也各有优缺点,开放式纪机库的好处在于安全,通风性能好,就算燃料泄露后也不必担心气体的挥发积累,而封闭式机库就有这种隐患,像大凤就算死于这种隐患之下,而且升降机的大小和数量会更大更多。在战斗中美国甚至飞机着火后直接从机库将着火的飞机扔进海里。不过开放式机库的缺点也明显,没有机库的保护飞机就得承受海上高温、高盐的腐蚀环境,对飞机保养很不利,所以后来久采用封闭式机库。开放式机库,日本赤城级也是属于开放式机库,不过后来在大改就改成了封闭式机库,而美军在太平洋战争时仍有部分航母是开放式机库的

美军在机库内海安装有弹射器,如果飞行甲板很忙没有时间把飞机送上去时也可以直接在机库的弹射器直接弹射起飞,无需到甲板上

经过二战的使用经验,航母都是采用保护程度更高的封闭式机库,而为什么会采用封闭式舰首呢?首先蒸汽弹射器、斜角甲板、光学助降灯都是英国人先搞出来的,所以全封闭式的舰体就在英国这里先奠定了基础,再加上封闭式的舰体好处也着实比较多,特别是加宽飞行甲板这里有着不错的效果,同时也可以增强了整体强度,增大舰内容积,使载机量增多,飞机保障条件和舰员居住性有全套改善。

埃塞克斯级航母最初的设计,封闭式机库加开放式舰首后来改装后的埃塞克斯级航母,,将舰首封闭


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