高三理科综合热点资料组合(二):航空母舰

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高三理科综合热点资料组合(二):航空母舰

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美国军队“小鹰”号航空母舰
  “小鹰”号航母是美国海军最后一级常规动力航空母舰-小鹰级的首舰。它于1956年12月在纽约造船公司开工建造,1960年5月21日完工,1961年4月29日编入太平洋舰队服役。1988年1月至1991年2月进行了改装,改装后服役期延长为40年。“小鹰”号的母港设在加利福尼亚州的圣迪戈海军基地。
  世界最大的常规动力航母
  “小鹰”号标准排水量为60100吨,满载排水量达81123吨,舰长323.6米,舰宽39.6米,吃水11.4米,是世界上最大的常规动力航空母舰;动力装置为4台蒸汽轮机,最大功率28万马力(1马力=735瓦),最大舰速为32节(1节=0.514米/秒),以20节航速巡航时可连续航行350小时、12000海里;飞行,拥有4部飞机升降机和4座蒸汽弹射器,每隔30秒即可弹射1架舰载机升空作战;舰上贮燃油7800吨、航空汽油5882吨、航空弹药1600吨;装备3座M29八联装“北约海麻雀”航空导弹发射装置、3座MK15“火神密集阵”6管20毫米舰炮;配备SPS48E、SPS49(V)5、SPS67、MK23TAS搜索雷达各1部,SPN41、SPN32A、SPN44、SPN46引导雷达各1部,SPN64(V)9导航雷达1部,MK95火控雷达6部,MK91导弹发射火控系统3部,WLR3雷达预警系统、WLR11瞬时测频接收机、SLQ29电子战系统、SLQ36“水精”鱼雷防御系统各1部,MK36舰载无源干扰发射器4部。另外,还装有海军战术数据系统、“塔康”系统、OE82卫星通信无线、SSR1接收机、WSC3收发信机等指挥、控制与通信系统。
  “小鹰”号从底层到舰桥顶部大约有18层楼房那么高。最下面几层是燃料、淡水、武器弹药舱和轮机舱;第五、第六层是水兵住舱、行政办公室、食品库和餐厅;第七、第八层是舰载机维修间、维修人员和雷达操纵人员的住舱;第九、第十层是机库、战斗值班室和飞行员餐厅。而十层以上为上层建筑(即甲板以上突出的部分),有8层楼房那么高,由下而上分别为消防、医务、导弹、电梯人员住舱,工具、通讯及电气材料库,军官住舱,司令部及舰长参谋人员、新闻人员工作室和休息室等。
  十大部门、各司其职
  在“小鹰”号上工作的人员多达5480人,其中包括舰员2930(军官154人)、航空兵人员2480人(军官320人)、司令部人员70人(军官25人)。舰上配舰长和副舰长各1人,下设10个部门和1个舰载机联队。舰长为海军上校军衔,副舰长为中校或上校军衔。美海军对航空母舰舰长和副舰长的要求非常严格,规定:只有在舰上架机起降过800-1200次、有4000-6000小时飞行纪录、担任过飞行中队长或航母舰载机联队长职务的优秀指挥军官才有资格担任航母舰长和副舰长。
  “小鹰”号航母设有作战、航空、航海、武器、轮机、医务、牙医、供应、安全和飞机中级维修等10个部门。每个部门配部门长和部门长助理各1人,下设若干分队。各部门中,以作战、航空和飞机中级维修这3个部门最为重要。
  作战部门负责制定作战计划、组织战备训练、完成指定的情报搜集、鉴别与传送、对空中飞机实施作战控制、进行视觉与电子通信、实施电子战、提供气象与海浪预报等,下设作战训练、情报、通信、电子战、气象等分队,分别由作战官、训练官、情报官、通信官、电子战官、气象官等领导。
  航空部门是其中最大的部门,占舰员总人数的五分之一强。主官是航空部门长,士兵们常常戏称他为“航空老板”,“航空老板”在舰长的领导下负责保障飞机的起降、吊放、加油、装弹和飞行安全在内的空勤任务,其主要助手是“小老板”-航空部门长助理。航空部门下设行政管理与塔台分队、飞机起吊分队、甲板飞机牵引分队、引降装备操纵分队和加油与装弹分队,由飞行甲板官、飞机弹射官、拦阻官、机库甲板官、航空燃油官、装弹官、飞机起吊官以及行政助理、训练助理等领导。
  飞机中级维修部门负责督促和领导航母舰载机的维修保养工作,保证舰载机联队始终处于良好的战备状态。该部门由4个分队组成,即行政管理分队、飞机中级维修分队、机载设备维护分队和甲板支援设备维护分队,主要人员都是一些经验丰富的飞机维修与保养技术人员,人称“飞机保健医生”。
  航海部门负责航母的航海安全与导航以及航海器材的管理与保养;武器部门负责舰上武器的操作、维护和修理,进行反潜搜索和攻击,保管爆炸物品、导弹和核武器;轮机部门负责所有推进器和辅机的运行和维修;安全部门负责实施和协调航母和舰载机联队的安全计划,辖有1个50人的舰上陆战队保安分队;医务部门负责医治伤病员,进行卫生、健康诘座、指导战场急救;牙医部门负责牙科治疗,进行口腔卫生指导,透视照相;供应部门负责购买、接收、储存和发放物品,进行装备统计、零件修理、分配电影、并向舰上人员供应个人消费品。
  另外,“小鹰”号航母上还编有2名随军牧师,负责鼓舞士气。
  第15舰载机联队
  “小鹰”号上载有一个舰载机联队,即第15舰载机联队。该联队下辖9个飞机中队,装备各型舰载机82架,其中F-14A“雄猫”战斗机20架、F/A-18C“大黄蜂”战斗/攻击队24架、A-6E“入侵者”攻击机16架、E-2C“鹰眼”预警机4架、EA-6B“徘徊者”电子战机4架、S-3B“北欧海盗”反潜机6架、SH-60F“海鹰”反潜直升机6架、HH-60H“黑鹰”救援直升机2架。9个飞机中队分别是:第51战斗机中队(10架F-14A)、第111战斗机中队(10架F-14A)、第27战斗/攻击机中队(12架F/A-18C)、第97战斗/攻击中队(12架F/A-18C)、第52攻击机中队(16架A-6E)、第114空中早期预警机中队(4架E-2C)、第134战术电子战中队(4架EA-6B)、第37反潜直升机中队(6架S-3B)、第4反潜直升机中队(6架SH-60F、2架HH-60H)。
  各飞机中队是基本的行政组织和战术单位,编制人员不等,其中:战斗机中队负责实施全天候空中作战,建立和保持制空权,战斗/攻击机中队负责全天候空中作战和对敌攻击战,夺取制空权,攻击敌方地面或海上目标;攻击机中队负责用常规和核武器实施全天候作战,攻击敌方海上或陆岸目标;战术电子战中队负责实施电子对抗和电磁攻击,夺取战场制电磁权,空中早期预警机中队负责为航母战斗编队及友军提供全天候雷达预警和侦察勤务,担负航母舰载机的空中指挥引导;反潜机中队负责实施全天候反潜作战,确保航母战斗编队的安全。
  第15舰载机联队编制总人数2480人,其中军官320人。联队长由资深飞行军官担任,海军上校军衔,负责联队的作战、情报、通令、战备、训练等工作,战时负责制定空袭作战计划、对各飞机中队实施战术控制。该联队平时驻岸上,受太平洋舰队航空兵司令部的行政领导;参加训练或执行任务时随舰活动,此时行政上受航空母舰舰长的领导,作战上直接受航母战斗编队司令指挥。
  常设航母战斗群
  美国海军航空母舰在执行任务时,一般 配属4-8艘水面作战舰只、1-2艘潜艇和1-2艘后勤辅助舰船,组成航母战斗群。从1992年6月起,美海军一改过去临时抽各型舰船组成航母战斗群的做法,以12艘航母为核心组建了12个常设航母战斗编队,每个航母战斗群所辖兵力平时即在一起训练、一起部署,从而大大提高了航母战斗群的应急反应能力。
  “小鹰”航母战斗群由“小鹰”号航空母舰、第15航母舰载机联队组成,现配属2艘提康得罗加级导弹巡洋舰、2艘伯克级导弹驱逐舰、2艘斯普鲁恩斯级驱逐舰、1艘洛杉矶级核动力攻击潜艇和1艘萨克拉门托级快速战斗支援舰。
  小鹰航母战斗群司令部设在“小鹰”号航空母舰上,编制人数为70人(其中军官25人),下设人事、情报、作战、通信和后勤5个科,负责对航母战斗群编制内的所有空中、水面和水下兵力实施作战指挥和战备训练,司令为海军少将军衔。
  附录:
  AN/SPS-48三坐标远程搜索雷达
  AN/SPS-48是由美国ITT-吉尔富兰公司研制的一部三坐标远程搜索雷达,其主要功能是提供空中目标的三坐标数据以及给武器控制系统提供目标指示。装备舰种包括航空母舰、导弹巡洋舰、导弹驱逐舰等大型舰艇。
  80年代末,为实施"新威胁改进(NTU)"计划,对SPS-48雷达进行了大的改进,有45部改进后的雷达交付美国海军的航空母舰。NTU改进计划包括提高发射机功率、低副瓣天线和自适应数字处理技术,从而更为有效地探测和跟踪从恶劣干扰环境下发射的高空反舰导弹。1991年,又在所有的雷达采用了数字动目标显示(DMTI)和多普勒处理技术,从而使其能够探测和跟踪低飞的反舰巡航导弹。
  1998年,美国海军开始改进其SPS-48E雷达,其中包括联合作战能力(CEC)接口,它能将火控数据传送给混合舰队的其它舰只。CEC接口(由基于VME的商用68040处理器和接口构成)也用来联接雷达和美国海军"L"级舰艇上的舰船自我防御系统(SSDS)。
  经美国国防部批准,ITT公司生产了一种天线很轻(不超过1500千克)的出口型雷达SPS-48F。该型雷达的天线重量只有标准SPS-48E的一半,但探测距离一样,数据率为4秒。根据发射机功率水平,SPS-48F有三种类型V1、V2和V3。V1型使用单级60千瓦发射机,V2型使用660千瓦的两级发射机,而V3型则使用三级2.2兆瓦发射机。
  技术特点:
  AN/SPS-48雷达的外形和工作原理类似于AN/SPS-52雷达,但其体积较大。雷达的天线阵由73根波导管组成,比一般由点馈源和反射体组成的天线具有更高的增益和更低的旁瓣。方位上为360°机械扫描,仰角上采用频扫,由计算机控制发射频率,可以发射多个笔形波束。阵面左侧突出的带状部分是天线的波导馈源,它们由蛇形波导延迟线组成。每一根波导分别接在方形波导法兰上。可采用八种工作方式,由计算机程序控制。敌我识别天线装在阵面上端。该雷达除平面位置显示器外,还配有动目标显示器。
  [性能数据]
  SPS-48E/F:
  频率:E/F波段(2910-3100GHz)(1 GHz=109 Hz)
  作用距离:407km(探测高度为30480m)
  增益:38.5dB
  脉冲重复频率:1250-2000Hz
  极化方式:水平
  发射机功率:60kW(V1);660kW(V2);2.2MW(V3)
  [装备情况]
  SPS-48E雷达于1986年中期开始交付使用,1987年初,首部雷达开始在美国海军舰艇上服役。到1994年7月,共交付了45部SPS-48E雷达。据悉,美国海军又开始对该型雷达进行改进,其中主要包括DMTI改进、CEC接口、用基于VME的68040处理器更换旧的设备,Ethernet接口和SPARC-10工作站。
  例题研究:
  例1.汽车发动机的功率为60kW,若其总质量为5t,在水平路面上行驶时,所受阻力恒为5.0×103N,试求:
  (1)汽车所能达到的最大速度。
  (2)若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动,这一过程能维持多长时间?
  分析:由于P=Fv,所以汽车速度最大时牵引力一定是最小,最小牵引力Fm应等于阻力f,当汽车加速度一定时,由于F-f=-f=ma随速度的增加P也增加,P达到最大时,加速过程的速度也达到最大。
  解:(1)vm= = =12(m/s)
  (2) -f=ma
  v= =8(m/s)
  由v=at得
  t= =16s,即汽车可以加速度a=0.5m/s2维持16s时间。
  例2.无线电广播的中波段波长的范围是187-560米,为了避免邻近电台干扰,两个电台的频率范围至少应差104赫,则在此波段中最多所容纳的电台数约为多少个?
  分析:根据c=λ·f有
  
  则可知中波段频率范围为5.36×105~1.6×106(Hz)
  由于两个电台间的频相差Δf=104Hz,所以最多可容纳的电台个数约为:
  
  例3、有些动物在夜间几乎什么都看不到,而猫头鹰在夜间有很好的视力。
  (1)其原因是________(填序号)。
  A、不需要光线,也能看到目标
  B、自身眼睛发光,照亮搜索目标
  C、可对红外线产生视觉
  D、可对紫外线产生视觉
  (2)根据热辐理论,物体发出光的最大波长λm与物体的绝对温度T关系满足:Tλm=2.90×10-3m·K,若猫头鹰的猎物——蛇在夜间体温为27℃,则它发出光的最大波长为___________m,属于__________波段。
  解析:(1)猫头鹰在夜间有很好的视力原因是可对红外线产生视觉。
     (2)蛇的体温T=300K由Tλm=2.90×10-3m·K得蛇发出的最长波
       ,该波段于红外线区域。
  例4.有一些航母上装有帮助起飞的弹射系统,已知某型号的战斗机在跑道上加速时,可能产生的最大加速度为5m/s2,起飞速度为50m/s,如果要求该飞机滑行100m后起飞,那么,弹射系统必须使飞机具有多大的初速度?
  A、30.1 m/s  B、25 m/s
  C、34.1 m/s  D、38.7 m/s
  正确答案:D
  练习: 
  根据资料中的信息求:
  1.该航母在以最大速度行驶时受到的阻力。
  2.SPS-48E雷达的波长范围。
  3、美国航母的MK-73型拦阻索缓冲器可使30吨重的舰载机以140节(1节=0.514米/秒)的速度着舰后滑跑91.5米停止。舰载机停下后,拦阻索自动复位,迎接下一架着舰机的到来。求舰载机停下来所需要的时间?
  4. 下面是3种型号的战斗机最大升限(1英尺=0.305米)
战斗机 F-14 F/A-18 A-6
最大升限(英尺) 50,000 50,000 42,400
  根据上表计算, 3种型号的战斗机在最大升限时,伊军用高射炮将其击落,需要的炮弹的初速度至少应该是多少?如果伊军所用高射炮为前苏联制造的ZSU-23四管自行高炮,其发射初速970米/秒,是否能够将其击落。(空气阻力不计)
  参考答案:
  1、1.25×107N
  2、9.68×10-5m-1.03×10-4m
  3、2.5秒
  4、Vmin=548米/秒
  通过比较可知,伊军所用高射炮能够将其中任何一架击落。
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