步步驚心:軍報詳細解讀艦載機降落航母之難

時(shí)間:2012-12-03 15:20來(lái)源:解放軍報 作者: 點(diǎn)擊: 載入中...
新聞提示

  11月23日,我軍飛行員駕駛國產(chǎn)殲-15艦載機首次成功降落航空母艦“遼寧艦”,一舉突破了滑躍起飛、阻攔著(zhù)艦等飛行關(guān)鍵技術(shù),受到世界空前關(guān)注。艦載戰斗機在運動(dòng)的航母上降落,風(fēng)險之高,難度之大,一向被喻為“刀尖上的舞蹈”。

  這個(gè)“刀尖”有多???國產(chǎn)殲-15艦載機總設計師孫聰說(shuō):戰機以幾百公里的時(shí)速,必須精確落在甲板上4根阻攔索之間,每根阻攔索間隔10余米,有效著(zhù)陸區域只有幾十米。

  這個(gè)“舞蹈”有多難?統計數據顯示:從1949年美國海軍開(kāi)始大規模部署飛機到1988年,美國海軍和海軍陸戰隊損失了近1.2萬(wàn)架飛機和8000多名飛行員。

  軍事專(zhuān)家頻頻提到的“阻攔索”,究竟為何物?它如何幫助艦載機在航母甲板上“剎車(chē)”?請看本文解析。

  艦載機“剎車(chē)”之難

  一組對比數據,足以說(shuō)明艦載機在航母甲板上降落“剎車(chē)”之難——

  一般陸地軍用機場(chǎng)跑道長(cháng)達千米,而航母飛行甲板一般不超過(guò)300米,可利用的降落距離只有100米左右,艦載機降落速度卻可達到300公里每小時(shí)。

  此外,由于風(fēng)和艦尾氣流的存在,戰艦經(jīng)常出現持續的縱橫搖動(dòng)和上下浮沉;降落過(guò)程中戰斗機的視界和下降軌跡存在誤差,也一定程度上限制了駕駛員視景——如此高的速度,如此短的距離,如此惡劣的環(huán)境,如果沒(méi)有阻攔索,艦載機安全著(zhù)艦幾乎是不可能完成的任務(wù)。

  阻攔索,更專(zhuān)業(yè)的說(shuō)法應為“航母阻攔系統”。它幫助飛機在有限距離內強制制動(dòng),使最大過(guò)載和過(guò)載變化率保持平穩,及時(shí)將系統恢復到初始狀態(tài)。

  航母阻攔系統內部復雜,絕非眼睛看到的幾根阻攔索那么簡(jiǎn)單。這一點(diǎn),從其構造原理可見(jiàn)一斑——

  現代航母普遍使用的是液壓式阻攔系統,它由制動(dòng)器械、液壓緩沖系統以及冷卻系統組成。其中,制動(dòng)器械包括:產(chǎn)生制動(dòng)力的阻攔機構、保持制動(dòng)缸壓力的控制閥、保證阻攔飛機后能夠迅速回位的蓄壓器;液壓緩沖系統,主要用于降低制動(dòng)初始瞬間的過(guò)載,延長(cháng)系統壽命;冷卻系統,則用來(lái)冷卻艦載機在阻攔過(guò)程中由巨大動(dòng)能轉換成的熱能。

  當艦載機尾鉤掛上阻攔索后,阻攔索一邊通過(guò)滑輪阻尼器減緩飛機速度,一邊不斷把動(dòng)能傳遞到壓縮空氣罐。此時(shí),隱藏在甲板以下的整個(gè)阻攔系統同時(shí)工作,將沖擊帶來(lái)的巨大動(dòng)能轉化為液壓油的熱能和壓縮空氣的勢能,使得飛機受到緩沖并實(shí)現制動(dòng)。

  降落阻攔步步驚心

  雖然有了阻攔系統,艦載機的降落仍然令人提心吊膽。

  對于飛行員來(lái)說(shuō),頂風(fēng)穿云駕駛飛機降落到搖擺不定的移動(dòng)甲板上,無(wú)異于在鬼門(mén)關(guān)前走一回。這是一次從身體極限、飛行技術(shù)、意志品質(zhì)到心理素質(zhì)的極端考驗。在抵近航母的過(guò)程中,飛行員需要把航母甲板當做一個(gè)移動(dòng)坐標原點(diǎn),根據它不斷調整飛行姿態(tài),爬坡、轉彎,觀(guān)察,控制飛行軌跡,保證準確進(jìn)入降落航線(xiàn),降落瞬間要完成收腹、收腿、繃緊肌肉等動(dòng)作,否則強大的過(guò)載可能會(huì )造成脫臼、暈厥以及短時(shí)失明等損害。

  艦載機也備受考驗。艦載機的載油量不能太多或太少,一旦發(fā)生事故,太多的燃油會(huì )引燃整個(gè)甲板,太少的燃油則會(huì )造成降落失敗后“逃逸復飛”計劃的夭折。飛機降落速度不能太快或太慢,太快容易引起過(guò)載而拉斷阻攔索,太慢則會(huì )導致飛機控制力減弱,不僅不容易鉤住阻攔索,而且一旦著(zhù)艦失敗,很難再次拉起復飛。

  阻攔系統驚險不斷。艦載機降落時(shí)事故最多的情況是阻攔索斷開(kāi)。馬上拉斷還算幸運,艦載機仍可保持較快速度立即復飛。如果在末端拉斷阻攔索,艦載機速度下降太多,就只有墜海一條路了。在飛行員發(fā)生問(wèn)題、尾鉤放不下來(lái)、阻攔索斷開(kāi)且艦載機必須降落等緊急情況發(fā)生時(shí),阻攔系統中最后一道防線(xiàn)——阻攔網(wǎng)便會(huì )投入使用。它一旦使用,就會(huì )拉響警報,應急人員會(huì )在最短時(shí)間做好救援準備。使用阻攔網(wǎng)通常會(huì )造成人和艦載機的受損,一般不會(huì )危及生命安全。如果應急人員使用阻攔網(wǎng)的動(dòng)作慢了一秒鐘,后果就不堪設想了。

  阻攔系統仍在進(jìn)化

  目前,比較典型的阻攔系統,是美國航母普遍采用的MK7液壓阻攔系統。MK7使用了滑輪緩沖裝置,可充分消減飛機掛索的鋼索張力峰值,并消除阻攔過(guò)程中因滑輪轉速不同而引起的鋼索振顫。它適用范圍廣,重量變化較大的飛機可以在該系統作用下實(shí)現相同距離內著(zhù)艦降落。

  隨著(zhù)艦載機和無(wú)人機日新月異的發(fā)展,航母阻攔系統也正逐步提高相應的靈活性和適應性。

  美國在“福特”級航母上使用的AAG電磁阻攔系統就進(jìn)步不少。在該系統中,滑輪阻尼器多了兩個(gè)測量拉力的傳感器。它可以直接把不同的拉力信號傳送給中央集中控制器,提醒其啟動(dòng)相應的控制程序,從而有效防止過(guò)載。此外,鋼絲繩卷筒替代了壓縮汽缸,它能通過(guò)控制初始電流和最終電流,達到均勻過(guò)載的效果。

  電磁阻攔系統控制起來(lái)更靈活,特別是不同重量的飛機輪流降落時(shí),只需按下按鈕,一切由自動(dòng)調節裝置搞定。這就好比稱(chēng)重時(shí),磅秤需要人工不斷更換砝碼,而電子秤只需調整好測算狀態(tài),即可連續工作。

  總體來(lái)說(shuō),與液壓阻攔系統相比,電磁阻攔系統簡(jiǎn)單輕巧,調節方便,操作容易,不僅縮短了反應時(shí)間,還優(yōu)化了阻攔效果。不足的是,電磁阻攔系統發(fā)的電不易轉化使用,只能利用電阻消耗電量,節能方面不如壓縮汽缸。

  采用電磁阻攔系統并不意味著(zhù)能夠安枕無(wú)憂(yōu)。它只不過(guò)在限制過(guò)載和反應速度上有一些進(jìn)步,對降低事故率不會(huì )有太多幫助,特別是“逃逸復飛”和緊急情況處理等關(guān)鍵環(huán)節,和液壓阻攔系統并無(wú)不同。

  要徹底解決降落安全問(wèn)題,垂直降落也是一種方法。它通過(guò)艦載機發(fā)動(dòng)機方向可調的矢量推力來(lái)控制降落方向,能在不需要阻攔系統的條件下,實(shí)現垂直降落。但是垂直起降需要付出更大代價(jià)。除了飛機的作戰半徑和載彈量要打折扣外,著(zhù)艦點(diǎn)甲板下面還要安裝復雜的散熱循環(huán)水管。事實(shí)證明,垂直起降飛機在航母上使用得不償失。至于這項技術(shù)在將來(lái)的發(fā)展前景,還需拭目以待。

(責任編輯:鑫報)
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