早期航空母舰的双层飞行甲板设计

在1920年，由于经费限制与政策变化，皇家海军接受了未来仅保留5艘大型航母的提案，而在1919年的规划中这个数字是11艘。当时已经服役的阿格斯号（HMS Argus，又译百眼巨人）全通甲板航空母舰的载机量在20架左右，已经下水、很快就要竣工服役的鹰号（HMS Eagle）与赫尔墨斯号（HMS Hermes，又译竞技神）的载机量也大致相当。航母减半的结果就是单舰载机量需要加倍。根据在鹰号航空母舰上的早期测试结果，海军部认为一艘航母可以以较快的速度放飞6架舰载机，但下一个小队的6架就需要间隔半小时左右，以完成整备。有鉴于此，航母的放飞能力最好也能加倍，而最直接的思路就是双层机库与双层飞行甲板。

【鹰号航空母舰】

由于鹰号的干舷和重心较高，在现有的飞行甲板之上安装第二块飞行甲板会导致此甲板上的横摇加速度过大，不利于航空操作，因此皇家海军并未对鹰号做出改装，而是选择了重心更低的暴怒号（HMS Furious）来测试新设计。暴怒号的改装于1929年5月完成。

【改造成双层飞行甲板的暴怒号航空母舰】

【暴怒号的结构简图】

其特征在图中已经有了较为清楚的展示：机库分上下两层，上层机库前端距离舰艏约200英尺，机库前端设有大型舱门，上层机库的地板直接与舰艏的下层飞行甲板连接，飞机可以从机库内部沿着下沉式飞行甲板（提供更大的起飞加速度）向前起飞。

这一设计在表面上较好地解决了载机量与放飞能力的问题，在暴怒号上进行的测试也表明当时的各类飞机均能在其上安全起降。尽管由于车间侵占了下层飞行甲板，暴怒号没能达到要求的45架载机，但其后续舰2艘勇敢级（Courageous-class）上面也基本实现了这一理想载机量。日本海军的赤城号与加贺号也在一定程度上模仿了英国设计。

【勇敢级航空母舰】

【赤城号航空母舰，在英国设计的基础上更进一步，设计成了三层飞行甲板；但其中层飞行甲板的前端空间被两座8英寸炮侵占，实际上难以使用】

在当时拥有航母的国家中，仅美国从未采纳过双层飞行甲板设计。实际上，美国人对此也做了非常多的讨论，我们可以籍此来详谈这种设计的优劣之处。

在间战的一系列“舰队问题”演习中，美国人通过“甲板系留”（deck park）方式，大幅度提高了飞机的起降效率，举例来说，在飞机降落时，完成降落的飞机被直接拖到甲板前部而不是降下机库，这样下一架飞机就可以立刻降落。起飞方式也类似。这牺牲了一定的安全性，但对起降效率的增益是巨大的：在1927年的一次陆海军联合演习中，兰利号航母花了10分钟起飞了20架飞机，对比前面提到的英国航母的起飞效率，这毫无疑问令人印象深刻。

美国航母全都使用单层机库设计，而其载机量与双层机库的英日航母相比并不逊色，往往还会超过，这也是由甲板系留发展而来。在习惯了这种运作模式后，美国人会把半数左右的舰载机始终停放在甲板上，维护保养修理工作则在机库内完成。由于不使用双层机库，美国航母获得了巨大的机库高度和舰内空间，而代价则是舰载机的调度工作远比英日航母复杂。

美国海军在舰队问题演习中逐渐形成了这样的航母运作理念：在发现目标后，航母必须以最快速度放出最大规模的攻击机群。这种理念延续到了二战，使得美国航母的单舰放飞能力要凌驾于英日之上。而这种理念也给甲板运作带来了巨大麻烦：飞机载荷越大，需要的滑跑距离越长，在甲板上的位置就要越靠后。因此，一个大型的攻击机群会让航母失去运作弹性：机群起飞时飞行甲板的后半段被飞机占满，此时无法降落回收飞机；机群降落时飞行甲板的前半段又挤满了刚刚回收的飞机，再想起飞其他飞机又成了问题。侦察机所受的影响是最大的，而偏偏侦察任务对于航母来说是最重要的。

【美国海军列克星敦号航空母舰，此时正处于准备放出机群的状态，可以看到甲板机群的前端均为小型机，后端则是大型机】

增加一层飞行甲板看起来是个完美的解决方案：下层飞行甲板放出机群时，上层飞行甲板可以时刻回收飞机。对于双层飞行甲板，比较正式的讨论是在设计约克城级和黄蜂号时进行的。此时美国人已经在列克星敦级上面积累了足够的航母运作经验，单层飞行甲板能够快速放出足够大的机群，因此其初衷与英国设计并不相同（虽然从设计上来说不会有多大差别）。此时英日采用这类设计的航空母舰均已入役，美国人得以审视这种设计的缺点。

首先，这两层飞行甲板都不那么让人满意。下层飞行甲板位置太低，和普通巡洋舰的干舷高度类似。航母放飞飞机的时候需要逆风全速航行，太低的干舷会带来相当严重的上浪，会打坏飞机、倒灌机库甚至损坏甲板（英日都发生过）。而且，飞机从下层飞行甲板起飞时必须先穿过机库，高度紧张之下在这样的半封闭空间里操作，难度可想而知。最重要的一点，起飞前必须进行暖机，而按照美国海军对列克星敦级的使用经验，在机库中暖机会让发动机废气充满机库（虽然这一点并不正确，列克星敦级那种封闭式机库才会遇到这样的问题，而双层飞行甲板的航母，与下层飞行甲板连接的那一层会拥有良好的通风条件），直接限制了放飞速度。而上层飞行甲板则过短，在下层飞行甲板放飞能力受限的情况下，上层飞行甲板需要作为主飞行甲板，但放飞能力又与甲板长度直接关联。

【暴怒号，可以看出在上浪较大的情况下，下层飞行甲板几乎无法使用】

其次，双层飞行甲板会带来很严重的稳性问题以及结构重量问题。按美国人的估算，较单层飞行甲板，双层飞行甲板需要把甲板高度整个抬高6英尺（此时下层飞行甲板的高度较低）。在此基础上，若要解决下层飞行甲板高度过低的问题，需要把下层飞行甲板提高至40英尺，上层飞行甲板也会随之抬高，从而带来极差的稳性，又需要付出其他代价来弥补。这方面问题我们在前面也有提及，英国人选择暴怒号的原因也是稳性问题，且设计过程中也对此进行了反复讨论，最终选择了较低的机库高度来解决问题。

最后，付出如此大的代价，极大增加了整体复杂度，双层飞行甲板是否能够带来相应的收益呢？美国海军航空局的观点是还不如把飞行甲板尽可能的延长以提高飞机运作的空间。侦察机临时降落的问题，演习经验已经表明，飞行甲板后段通常被较大型的攻击机占据，而这时往往已经确定了敌方位置。在此之前完全可以把它们收进机库，因为并没有那么紧迫。在返航的侦察机和即将出动的攻击机之间打一个时间差，问题即告解决，并且已经在演习中得到了解决。

至于临时放飞飞机的问题，他们引入了独特的机库弹射器设计来解决。它横向安装在机库的一端，指向舷外，机库侧壁开有大型卷帘门以供飞机飞离。它是下层飞行甲板的替代品，又没有下层飞行甲板面临的种种问题，从机库直接进行弹射，对飞行甲板全无影响。当然了，此时新型弹射器的开发还遥遥无期，但无论如何，它的技术风险都要远小于双层飞行甲板。作为下层飞行甲板的替代品，这种在美国航母上一直沿用到中途岛级的设计就此登场。

【红框内是约克城号的机库弹射器，右侧是其前部升降机】

【这张图红框内则是舷侧对应位置的开口】

而到了约克城级入役之后，人们又发现其实机库弹射器也没有想象之中那么大的效果。临时放飞飞机的需求，实际上只需把飞行甲板前段被弹射器占据的那一段区域留出来就足够了，且从甲板上放飞飞机还能得到甲板风的帮助。相比之下机库弹射器实在形同鸡肋，因此到了1942年，机库弹射器被全部取消，转而用于当时的护航航母项目，此后再未出现过。

【约克城号俯视线图，红框内是其甲板弹射器，占据的甲板长度很小，在回收飞机时可以将这段区域空出来】

英日两国的转变也与美国海军类似。他们是这种设计的直接体验者，对其缺陷的认识比美国人更深刻。而由于舰载机运作模式与美国人存在差异，他们对额外起降手段的需求也没有美国人那么强烈。伴随着航母运用经验的增长，甲板调度的成熟，弹射器的进步，双层飞行甲板的优点越来越不明显，而缺陷则迅速放大。最终，日本人在赤城号与加贺号的大改装中将其改为单层飞行甲板，而英国人放弃了下层飞行甲板，在上面安装了几门防空炮。

【改装前后的赤城号对比】

【在下层飞行甲板安装了防空炮的暴怒号】

双层飞行甲板设计就这样销声匿迹，直到五十年代才出于一些新的理由再次出现在一些航母设计方案之中，以后的文章里我们还会对此进行讲述。