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步步惊心:报详细解读
作者:admin  来源:本站  发表时间:2012/12/3 9:24:02  浏览次数:1364
新闻提示

  11月23日,我军飞行员驾驶国产歼-15舰载机首次成功降落航空母舰“辽宁舰”,一举突破了滑跃起飞、阻拦着舰等飞行关键技术,受到世界空前关注。舰载战斗机在运动的航母上降落,风险之高,难度之大,一向被喻为“刀尖上的舞蹈”。

  这个“刀尖”有多小?国产歼-15舰载机总设计师孙聪说:战机以几百公里的时速,必须精确落在甲板上4根阻拦索之间,每根阻拦索间隔10余米,有效着陆区域只有几十米。

  这个“舞蹈”有多难?统计数据显示:从1949年美国海军开始大规模部署飞机到1988年,美国海军和海军陆战队损失了近1.2万架飞机和8000多名飞行员。

  军事专家频频提到的“阻拦索”,究竟为何物?它如何帮助舰载机在航母甲板上“刹车”?请看本文解析。

  舰载机“刹车”之难

  一组对比数据,足以说明舰载机在航母甲板上降落“刹车”之难――

  一般陆地军用机场跑道长达千米,而航母飞行甲板一般不超过300米,可利用的降落距离只有100米左右,舰载机降落速度却可达到300公里每小时。

  此外,由于风和舰尾气流的存在,战舰经常出现持续的纵横摇动和上下浮沉;降落过程中战斗机的视界和下降轨迹存在误差,也一定程度上限制了驾驶员视景――如此高的速度,如此短的距离,如此恶劣的环境,如果没有阻拦索,舰载机安全着舰几乎是不可能完成的任务。

  阻拦索,更专业的说法应为“航母阻拦系统”。它帮助飞机在有限距离内强制制动,使最大过载和过载变化率保持平稳,及时将系统恢复到初始状态。

  航母阻拦系统内部复杂,绝非眼睛看到的几根阻拦索那么简单。这一点,从其构造原理可见一斑――

  现代航母普遍使用的是液压式阻拦系统,它由制动器械、液压缓冲系统以及冷却系统组成。其中,制动器械包括:产生制动力的阻拦机构、保持制动缸压力的控制阀、保证阻拦飞机后能够迅速回位的蓄压器;液压缓冲系统,主要用于降低制动初始瞬间的过载,延长系统寿命;冷却系统,则用来冷却舰载机在阻拦过程中由巨大动能转换成的热能。

  当舰载机尾钩挂上阻拦索后,阻拦索一边通过滑轮阻尼器减缓飞机速度,一边不断把动能传递到压缩空气罐。此时,隐藏在甲板以下的整个阻拦系统同时工作,将冲击带来的巨大动能转化为液压油的热能和压缩空气的势能,使得飞机受到缓冲并实现制动。

  降落阻拦步步惊心

  虽然有了阻拦系统,舰载机的降落仍然令人提心吊胆。

  对于飞行员来说,顶风穿云驾驶飞机降落到摇摆不定的移动甲板上,无异于在鬼门关前走一回。这是一次从身体极限、飞行技术、意志品质到心理素质的极端考验。在抵近航母的过程中,飞行员需要把航母甲板当做一个移动坐标原点,根据它不断调整飞行姿态,爬坡、转弯,观察,控制飞行轨迹,保证准确进入降落航线,降落瞬间要完成收腹、收腿、绷紧肌肉等动作,否则强大的过载可能会造成脱臼、晕厥以及短时失明等损害。

  舰载机也备受考验。舰载机的载油量不能太多或太少,一旦发生事故,太多的燃油会引燃整个甲板,太少的燃油则会造成降落失败后“逃逸复飞”计划的夭折。飞机降落速度不能太快或太慢,太快容易引起过载而拉断阻拦索,太慢则会导致飞机控制力减弱,不仅不容易钩住阻拦索,而且一旦着舰失败,很难再次拉起复飞。

  阻拦系统惊险不断。舰载机降落时事故最多的情况是阻拦索断开。马上拉断还算幸运,舰载机仍可保持较快速度立即复飞。如果在末端拉断阻拦索,舰载机速度下降太多,就只有坠海一条路了。在飞行员发生问题、尾钩放不下来、阻拦索断开且舰载机必须降落等紧急情况发生时,阻拦系统中最后一道防线――阻拦网便会投入使用。它一旦使用,就会拉响警报,应急人员会在最短时间做好救援准备。使用阻拦网通常会造成人和舰载机的受损,一般不会危及生命安全。如果应急人员使用阻拦网的动作慢了一秒钟,后果就不堪设想了。

  阻拦系统仍在进化

  目前,比较典型的阻拦系统,是美国航母普遍采用的MK7液压阻拦系统。MK7使用了滑轮缓冲装置,可充分消减飞机挂索的钢索张力峰值,并消除阻拦过程中因滑轮转速不同而引起的钢索振颤。它适用范围广,重量变化较大的飞机可以在该系统作用下实现相同距离内着舰降落。

  随着舰载机和无人机日新月异的发展,航母阻拦系统也正逐步提高相应的灵活性和适应性。

  美国在“福特”级航母上使用的AAG电磁阻拦系统就进步不少。在该系统中,滑轮阻尼器多了两个测量拉力的传感器。它可以直接把不同的拉力信号传送给中央集中控制器,提醒其启动相应的控制程序,从而有效防止过载。此外,钢丝绳卷筒替代了压缩汽缸,它能通过控制初始电流和最终电流,达到均匀过载的效果。

  电磁阻拦系统控制起来更灵活,特别是不同重量的飞机轮流降落时,只需按下按钮,一切由自动调节装置搞定。这就好比称重时,磅秤需要人工不断更换砝码,而电子秤只需调整好测算状态,即可连续工作。

  总体来说,与液压阻拦系统相比,电磁阻拦系统简单轻巧,调节方便,操作容易,不仅缩短了反应时间,还优化了阻拦效果。不足的是,电磁阻拦系统发的电不易转化使用,只能利用电阻消耗电量,节能方面不如压缩汽缸。

  采用电磁阻拦系统并不意味着能够安枕无忧。它只不过在限制过载和反应速度上有一些进步,对降低事故率不会有太多帮助,特别是“逃逸复飞”和紧急情况处理等关键环节,和液压阻拦系统并无不同。

  要彻底解决降落安全问题,垂直降落也是一种方法。它通过舰载机发动机方向可调的矢量推力来控制降落方向,能在不需要阻拦系统的条件下,实现垂直降落。但是垂直起降需要付出更大代价。除了飞机的作战半径和载弹量要打折扣外,着舰点甲板下面还要安装复杂的散热循环水管。事实证明,垂直起降飞机在航母上使用得不偿失。至于这项技术在将来的发展前景,还需拭目以待。



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