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高难度的着舰拦阻

与起飞相比,舰载机安全地降落在航母上是一件较困难的事。战机在天空高速飞行,要想降落在摇摆不定的航母上,是对飞行员操作技术的考量,它不仅要求飞行员有高超的技术,还要有稳定的心理素质。此外,在跑道长度有限的航母甲板上降落,在短时间内将飞机的速度由高速降到零,还需要装备可靠的装置来阻拦高速前行的飞机。

这种阻拦装置也是现代航母上必不可少的重要装置之一。

美国“宾夕法尼亚号”巡洋舰在1911年利用重力式拦阻的方式,首次实现了利用拦阻索对飞机的拦阻降落。这个设备十分简单,就是将一根粗麻绳两端系着沉重的沙袋,绳子拉紧,横在飞机降落的甲板上,当飞机降落时,机身下的尾钩钩住这根绳子,借助沙袋与甲板间的摩擦力使飞机减速停止。这种阻拦装置的阻拦成功率比较低,有时需要布置十几根。虽然效率不高,但在当时也是一个伟大的创举。

随着时代的发展,与其他技术一样,阻拦技术也在不断地提高,阻拦设备也逐渐实现了更新换代。先后研发了重力式、制动式、液压式、液压缓冲式以及涡轮电力等多种形式的拦阻装置。

随着舰载机进入喷气式时代,简单的重力拦阻装置虽然不能满足舰载机降落的需求,但是这种利用横跨甲板布置拦阻索的方式和拦阻原理并没有过时,一直用到今天,这也是各国航空母舰拦阻机构的基本配置形式。

伴随拦阻索产生的还有拦阻网。

拦阻网源于一次偶然的事故。1926年,美国海军上尉格利驾机在着舰航母时,尾钩没能抓住拦阻索,导致飞机撞坏了甲板上的十多架舰载机。为了避免类似事件的发生,舰长决定在飞行甲板前架起一道网,用于阻拦失败降落的飞机,拦阻网就此产生了。再后来,拦阻索与拦阻网组成的双重拦阻系统逐步成型。

拦阻网是一种辅助紧急阻拦设施,正常情况降落是不需要的,只有在不能采用拦阻索降落时,才使用拦阻网进行紧急迫降。拦阻网一般用多股强度高而且韧性好的尼龙绳编造,安装于拦阻索的后边。尼龙网用钢索穿起来,钢索固定在金属支架上,两头连接重物。跑道两边分别竖立有一根钢柱用来挂拦阻网,平时钢柱放倒在凹槽内,与甲板面齐平。拦阻网平时也不挂,放在跑道的左边,要用拦阻网迫降飞机时只需两三分钟就能装好,拦阻网必须能在50米内将约300千米/时着舰的舰载机完全止滑。迫降飞机后拦阻网会受到不同程度的损伤,为了保证性能,阻拦网只能一次性使用。

图2-4 拦阻索可承受85万牛顿的拉力

航母上一般都设置有多道拦阻索,以确保舰载机能安全着舰,比如美国航母就设有4道拦阻索,每道间隔14米。工作时拦阻索高出甲板平面30—50厘米。第一道拦阻索距离斜甲板末端斜面交汇点55米的位置,着舰时尾钩随机钩住四根拦阻索中的任意一根,飞机因惯性会继续滑行一段距离。甲板下的减速吸能重力装置使飞机速度在2—3秒内减速到零。飞机停稳后,拦阻索自动解脱迅速复位,以备下一架飞机着舰之用。

拦阻索材料和编织工艺要求极高,不仅要有很高的强度,还应具有良好的韧性和抗腐蚀性,它既要耐受飞机冲击力及与甲板的摩擦力,还要经受海水的腐蚀。各国航母上使用的拦阻索尺寸不尽相同,美军航母的拦阻索直径大约35毫米,由6股钢丝绳组成,每股由12根主钢丝和12根辅钢丝紧密缠绕,最大可承受约85万牛顿的拉力(约85吨拉力)。

目前世界各国航母用得较多的是液压缓冲式拦阻装置,以美国的MK7型拦阻系统尤为突出。该系统由拦阻驱动机、拦阻机、拦阻索支撑部分以及钢索固定缓冲部分等组成。MK7-3型拦阻系统能够回收时速130千米、重约23吨的舰载机,拦阻距离约为100米,可以基本满足大部分北约成员国现役舰载机的降落需求。

液压缓冲式阻拦系统也存在很多缺陷。首先,该套系统体积大、结构复杂,耗费的人力、物力和财力巨大,日常的维护保养困难;其次,这种阻拦方式很难精确控制其拦阻力度,拉拽力太大很容易使飞机的尾钩以及附近机体部分受伤,舰载机的服役时间减少;再次,使用该系统必须严格控制着舰战机的重量和速度,如果降落时飞机重量过大,必须放掉多余的燃油或抛掉没有使用的弹药,只有降低重量到规定要求后才能安全降落,造成的浪费极大,飞机降落时的时速也不能高于限定的速度。

图2-5 涡轮电力拦阻装置

因此,美国又研发了涡轮电力拦阻装置。与MK7型拦阻装置相比,涡轮电力拦阻装置的体积相对紧凑,自动化程度较高,智能化水平也不低,具有明显的优势。2003年,该系统被正式准许使用。

涡轮电力拦阻装置经过自控电动机和智能化的合成电缆系统,来满足不同质量、不同速度的舰载机的着舰需求。它可以根据舰载机型号的差异自动设定拦阻索的最大张力,并精确控制舰载机尾钩负载,也能控制舰载机停在甲板上的准确位置,有利于延长舰载机使用寿命。该系统还能回收无人机。

另外,该装置的人工智能系统还可以自我诊断、自动跟踪和判断拦阻索的损伤态势,以帮助舰员早期发现和修复故障,从而提高拦阻装置的成功率和可靠性。由于自动化程度高,原来需要40多人做的工作仅需要4名操控员即可完成。 B+oA5PeHFJkqdRarNHpMBCVUqAkevrnmr1AkVAGOKF9Ul6BDTdVRM3dibdZNhupL

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