Lườn tàu

Lườn tàu của lớp Graf Zeppelin được chia thành 19 ngăn kín nước, sự phân chia tiêu chuẩn dành cho mọi tàu chiến chủ lực của Hải quân Đức.[5] Đai giáp của nó có độ dày thay đổi từ 100 mm (3,9 in) bên trên các khoảng động cơ và hầm đạn phía sau, cho đến 60 mm (2,4 in) trên hầm đạn phía trước và giảm còn 30 mm (1,2 in) trước mũi; trong khi đai giáp phía đuôi được duy trì ở mức 80 mm (3,1 in) để bảo vệ bánh lái. Bên trong đai giáp chính là một vách ngăn chống ngư lôi dày 20 mm (0,79 in).[6]

Lớp vỏ giáp ngang bảo vệ chống lại bom và đạn pháo bắn đến được bắt đầu từ sàn đáp, vốn có tác dụng như sàn cứng chắc chính; lớp giáp này có độ dày chung là 20 mm (0,79 in) ngoài trừ khu vực chung quanh trục thang nâng và ống khói nơi độ dày được tăng lên 40 mm (1,6 in) nhằm giúp cho các thang nâng có sức mạnh cấu trúc cần thiết, và các ống khói mang tính sống còn sự bảo vệ chống mảnh đạn tốt hơn.[6] Bên dưới sàn chứa máy bay dưới là sàn bọc giáp chính, với độ dày vỏ giáp thay đổi từ 60 mm (2,4 in) bên trên các hầm đạn cho đến 40 mm (1,6 in) bên trên các khoảng động cơ. Dọc rìa phía ngoài, nó tạo ra một độ dốc 45º nơi nó nối liền với phần dưới của đai giáp ở ngang mực nước.[6]

Tỉ lệ dài-rộng nguyên thủy của Graf Zeppelin là 9,26:1, đưa đến một kiểu dáng thuôn. Tuy nhiên, vào tháng 5 năm 1942, trọng lượng nặng tích lũy bên trên do những thay đổi trong thiết kế trước đó buộc phải bổ sung thêm những bầu sâu hai bên lườn của Graf Zeppelin, làm giảm tỉ lệ này xuống còn 8,33:1, và khiến nó có độ rộng mạn thuyền lớn nhất trong số các tàu sân bay được thiết kế trước năm 1942.[7] Những bầu này phục vụ chủ yếu là nhằm cải thiện độ ổn định của Graf Zeppelin, đồng thời cũng giúp tăng cường một mức độ bảo vệ chống ngư lôi và gia tăng tầm hoạt động, do một số ngăn chọn lọc được thiết kế để chứa thêm khoảng 1.500 tấn dầu đốt.[8]

Mũi tàu dạng thẳng đứng của Graf Zeppelin được chế tạo lại vào đầu năm 1940 bằng việc bổ sung một mũi tàu chéo góc kiểu "mũi Đại Tây Dương", nhằm cải thiện tính năng đi biển chung. Điều này đã làm tăng chiều dài chung của con tàu thêm 5,2 m (17 ft).[5]

Động lực

Hệ thống động cơ của lớp Graf Zeppelin bao gồm 16 nồi hơi La Mont áp lực cao, tương tự như kiểu dùng cho lớp tàu tuần dương hạng nặng Admiral Hipper. Bốn bộ turbine hộp số được nối liền với bốn trục, được hy vọng sẽ sản sinh công suất 200.000 shp (150.000 kW) và đưa chiếc tàu sân bay đạt được tốc độ tối đa 35 hải lý trên giờ (40 mph; 65 km/h). Với trữ lượng nhiên liệu tối đa 5.000 tấn dầu đốt (trước khi bổ sung các bầu vào năm 1942), tầm hoạt động được tính toán của Graf Zeppelin là 9.600 dặm (15.400 km) ở tốc độ 19 hải lý trên giờ (35 km/h; 22 mph), cho dù kinh nghiệm thời chiến trên những tàu có hệ thống động cơ tương tự cho thấy những ước lượng này rất không chính xác; tầm hoạt động thực tế có xu hướng thấp hơn nhiều.[9]

Hai chân vịt cycloic Voith-Schneider được trang bị ở phần trước mũi dọc theo trục dọc con tàu. Chúng được dự định để trợ giúp vào việc neo đậu con tàu trong cảng hoặc khi đi ngang qua các luồng nước hẹp như kênh đào Kiel, nơi mà phần nổi cao của chiếc tàu sân bay cùng sự cơ động khó khăn ở tốc độ dưới 8 hải lý trên giờ (15 km/h; 9,2 mph), những luồng gió giật có thể đẩy con tàu va vào thành kênh đào. Trong trường hợp khẩn cấp, có thể sử dụng các bộ phận này để bẻ lái con tàu ở vận tốc thấp hơn 12 hải lý trên giờ (22 km/h; 14 mph), và nếu động cơ chính của con tàu bị hỏng, chúng có thể dùng để đẩy con tàu đạt được tốc độ tối đa 4 hải lý trên giờ (7,4 km/h; 4,6 mph) khi biển lặng. Khi không sử dụng, Chúng có thể thu vào bên trong thẳng đứng và được bảo vệ bởi những nắp che kín nước.[9]

Sàn đáp – Hầm chứa máy bay

Sàn đáp của Graf Zeppelin có cấu trúc bằng thép và được lót gỗ, kích thước 242 m (794 ft) dài và rộng tối đa 30 m (98 ft). Nó có một phần đầu sàn đáp tròn và nghiêng nhẹ xuống về phía đuôi, che phủ bên trên sàn tàu chính nhưng không bao gồm đuôi tàu; và sàn đáp được nâng đỡ bởi các trụ chống thép. Phía mũi tàu, chiếc tàu sân bay có một sàn trước mở, và mép trước của sàn đáp không bằng phẳng, chủ yếu là do những đầu tù của những đường ray của máy phóng, nhưng dường như chúng không gây ra nhiễu loạn không khí đáng kể nào. Các nghiên cứu mô hình trong hầm gió đã xác nhận điều này. Tuy nhiên, khi thử nghiệm, đảo cấu trúc thượng tầng dài và thấp của nó làm sinh ra gió xoáy trên sàn đáp khi con tàu bẻ lái sang mạn trái. Đây được xem là một nguy cơ chấp nhận được khi tiến hành các hoạt động không lực.[10]

Các sàn chứa máy bay trên và dưới của lớp Graf Zeppelin dài và hẹp, bên hông và hai đầu không được bọc giáp. Các xưởng cơ khí, kho dự trữ và chỗ nghỉ của thủy thủ được bố trí phía ngoài các sàn chứa, một đặc tính thiết kế tương tự như các tàu sân bay Anh.[10] Sàn chứa phía trên có kích thước 185 m (607 ft) × 16 m (52 ft) và có khoảng sáng trần là 6 m (20 ft); trong khi sàn chứa dưới có kích thước 172 m (564 ft) × 16 m (52 ft) và khoảng sáng thấp hơn 0,3 m (1 ft 0 in) do các thanh chống trần. Tổng cộng diện tích sàn chứa máy bay được sử dụng là 5.450 m2 (58.700 sq ft) đủ để chứa 41 máy bay: 18 chiếc máy bay ném bom-ngư lôi Fieseler Fi 167 trong sàn chứa bên dưới; 13 máy bay ném bom bổ nhào Junkers Ju 87C và 10 máy bay tiêm kích Messerschmitt Bf 109T trong sàn chứa bên trên.[11]

Graf Zeppelin có ba thang nâng vận hành bằng điện đặt dọc theo trục giữa của sàn đáp: một ở gần mũi ngang với mép phía trước của đảo cấu trúc thượng tầng, một ở giữa tàu và một ở sau đuôi. Chúng có hình bát giác kích thước 13 m (43 ft) × 14 m (46 ft), và được thiết kế để chuyển máy bay nặng cho đến 5,5 tấn giữa các sàn tàu.[12][13]

Hai máy phóng máy bay Deutsche Werke vận hành bằng hơi nén được bố trí trên đầu phía trước của sàn đáp nhằm hỗ trợ cất cánh. Chúng dài 23 m (75 ft) và được thiết kế để gia tốc một máy bay chiến đấu nặng 2.500 kg (5.500 lb) đạt được tốc độ khoảng 140 km/h (87 mph) và một máy bay ném bom nặng 5.000 kg (11.000 lb) đạt được 130 km/h (81 mph).[13]

Hai bộ đường ray được bố trí từ máy phóng đến các thang nâng phía trước và giữa tàu. Trong hầm chứa, máy bay được một cần cẩu đặt vào một bệ phóng xếp lại được. Cả bệ và máy bay được thang nâng đưa lên sàn đáp và đẩy đến điểm khởi đầu của đường ray máy phóng. Khi mỗi máy bay cất cánh, bệ phóng của nó được giữ lại nhờ một "giỏ" kim loại đặt ở cuối đường ray máy phóng và đặt thấp bên dưới sàn "B" phía trước và được lăn trở lại hầm chứa máy bay phía trên để tái sử dụng nhờ một bộ đường ray thứ hai. Khi không sử dụng, đường ray máy phóng được che phủ bằng các tấm kim loại để bảo vệ chúng khỏi thời tiết khắc nghiệt.[13]

Trên lý thuyết, mười tám máy bay có thể được phóng với nhịp độ một chiếc mỗi 30 giây trước khi các bình chứa hơi dành cho máy phóng bị cạn. Sau đó phải mất 50 để nạp đầy hơi cho các bình chứa. Hai bình chứa lớn chứa khí nén được đặt trong các ngăn cách nhiệt đặt giữa hai đường ray của máy phóng, bên dưới sàn đáp nhưng bên trên sàn bọc thép chính. Vị trí này chỉ cung cấp cho chúng sự bảo vệ yếu kém đối với những hư hại trong chiến đấu. Các ngăn cách nhiệt được sưởi ấm bằng điện lên đến nhiệt độ 20 °C (68 °F) nhằm ngăn chặn sự đóng băng bên ngoài các ống dẫn của bình chứa và thiết bị điều khiển, do khí nén thoát ra lúc phóng máy bay.[14]

Người ta dự định ngay từ đầu rằng mọi máy bay của Graf Zeppelin đều được phóng bằng máy phóng. Việc lăn bánh cất cánh chỉ thực hiện trong trường hợp khẩn cấp hay khi máy phóng không thể hoạt động do bị hư hại trong chiếc đấu hay trục trặc cơ khí. Liệu việc thực hành này có được tôn trọng nghiêm túc hay được thay đổi sau đó, dựa trên hoạt động thực tế và kinh nghiệm chiến đấu, vẫn còn là một câu hỏi còn bỏ ngỏ, đặc biệt là với dung lượng giới hạn của các bình chứa khí và thời gian nạp lại kéo dài giữa các đợt phóng.[13] Dù sao, một ưu điểm của hệ thống này là nó cho phép Graf Zeppelin có thể phóng và thu hồi máy bay đồng thời.[15]

Nhằm đạt được tốc độ phóng nhanh và giảm bớt thời gian cần thiết để làm ấm động cơ, cho đến tám máy bay có thể được giữ trong hầm chứa máy bay ở tình trạng sẵn sàng hoạt động bằng cách sử dụng các bộ sưởi ấm chạy bàng hơi nước. Chúng sẽ giữ cho động cơ máy bay ở nhiệt độ hoạt động khoảng 70 °C (158 °F). Thêm vào đó, dầu bôi trơn động cơ được giữ ấm trong những thùng chứa riêng biệt rồi được bơm bằng tay vào động cơ máy bay ngay trước khi nổ máy để cất cánh. Khi máy bay đã được đưa lên sàn hạ cánh bằng thang nâng, nếu cần thiết nhiệt độ dầu động cơ máy bay được duy trì bằng các bộ nung chạy điện nối vào các điểm cấp điện trên sàn đáp. Cách khác, máy bay có thể được phóng ngay lập tức bằng máy phóng vì động cơ của chúng đã ở đúng hoặc gần bằng nhiệt độ hoạt động thông thường.[16]

Bốn dây cáp hãm được bố trí ở đầu cuối của sàn đáp cộng với hai dây hãm khẩn cấp bố trí trước và sau thang nâng giữa tàu. Các bản vẽ nguyên thủy còn cho thấy có thêm bốn dây cáp hãm khác bố trí trước và sau thang nâng phía trước, có thể dự định dùng vào việc thu hồi máy bay trước mũi, nhưng chúng đã bị loại bỏ khỏi cấu hình cuối cùng của con tàu.[12] Để trợ giúp vào việc hạ cánh ban đêm, các dây cáp hãm được chiếu sáng bằng đèn neon.[15]

Hai tấm thép có khe hở chắn gió, cao 4 m (13 ft), được gắn trước các thang nâng trước và giữa tàu. Chúng được thiết kế để làm giảm tốc độ gió trên sàn đáp cho đến một khoảng 40 m (130 ft) về phía sau. Khi không sử dụng, chúng được hạ xuống ngang bằng với sàn đáp cho phép máy bay lăn qua bên trên.[12]

Đảo cấu trúc thượng tầng bố trí bên mạn phải của lớp Graf Zeppelin là nơi đặt cầu tàu chỉ huy và hoa tiêu cùng phòng bản đồ. Nó cũng là bệ đặt ba đèn pha tìm kiếm, bốn bộ điều khiển hỏa lực cân bằng đặt trong các vòm và một ống khói thẳng đứng lớn. Để bù lại trọng lượng của đảo cấu trúc thượng tầng, sàn đáp và các hầm chứa máy bay được bố trí lệch 0,5 m (1 ft 8 in) sang mạn trái so với trục dọc.[5] Những bổ sung về thiết kế được đề nghị vào năm 1942 bao gồm một tháp cao để dẫn đường máy bay tiêm kích, ăn-ten của bộ radar dò tìm không trung và một nắp chụp cong dành cho ống khói, dự định nhằm giữ cho khói và hơi thoát ra cách xa không ảnh hưởng đến tháp chỉ huy bọc thép.[17]

Vũ khí

Những chiếc trong lớp Graf Zeppelin được trang bị pháo góc cao và góc thấp khác nhau cho nhiệm vụ phòng không và chống tàu nổi, vào lúc mà đa số hải quân các nước đã chuyển sang vũ khí lưỡng dụng và dựa vào các tàu hộ tống để bảo vệ chống lại các mối đe dọa trên mặt biển.[9] Vũ khí đối hạm chủ yếu của nó bao gồm 16 khẩu pháo 15 cm (5,9 in) bố trí trên tám tháp pháo nòng đôi; mỗi hai chiếc được đặt tại bốn góc của hầm chứa máy máy bay bên trên, những vị trí nhiều khả năng sẽ bị ướt nước khi hoạt động ngoài biển khơi, đặc biệt là các tháp pháo phía trước.[9]

Kỹ sư trưởng Hadeler thoạt tiên dự định chỉ có tám vũ khí như vậy trên các tàu sân bay, bốn khẩu mỗi bên mạn trên những tháp pháo đơn. Tuy nhiên, Văn phòng Vũ khí Hải quân đã hiểu sai đề nghị nhằm tiết kiệm chỗ của ông khi ghép thành tháp pháo nòng đôi, tăng gấp đôi số khẩu pháo lên thành 16, đưa đến phải gia tăng kho chứa đạn pháo và thang nâng điện phục vụ cho chúng.[18] Trong quá trình chế tạo Graf Zeppelin, đã có sự cân nhắc loại bỏ các khẩu pháo này, thay bằng những khẩu 10,5 cm (4,1 in) bố trí trên những bệ nhô ra ngay bên dưới sàn đáp. Tuy nhiên, sự thay đổi cấu trúc cần thiết để áp dụng chúng được cho là quá khó và mất thời gian, đòi hỏi thay đổi lớn trong thiết kế của con tàu, và kế hoạch đã bị dẹp bỏ.[19]

Vũ khí phòng không chính bao gồm 12 khẩu pháo 10,5 cm (4,1 in) bố trí trên sáu tháp pháo nòng đôi; gồm ba phía trước và ba phía sau đảo cấu trúc thượng tầng. Việc các khẩu pháo này bắn qua mạn trái có nguy cơ không thể tránh khỏi là sức nổ sẽ gây hư hại cho máy bay đang đậu trên sàn đáp; do đó phải hạn chế các hoạt động bay vào lúc vận hành các khẩu pháo này.[10]

Dàn hỏa lực phòng không hạng hai của lớp Graf Zeppelin gồm 11 khẩu đội SK C/30 nòng đôi 37 mm (1,5 in) bố trí trên các bệ nhô dọc theo mép sàn đáp: bốn khẩu đội bên mạn phải, sáu bên mạn trái và một ở phần mũi tàu. Thêm vào đó, bảy khẩu súng máy MG C/30 20 mm (0,79 in) trên các bệ nòng đơn bố trí hai bên mạn tàu: bốn bên mạn trái và ba bên mạn phải; sau đó được đổi thành các khẩu đội bốn nòng trên chiếc Graf Zeppelin.[20]