航母甲板靠什么措施保险若无保险舰载机会像
舰载机要在短短的航母跑道上降落,这其中有多少困难?
舰载机飞行员都被称为“刀尖上的舞者”,这是因为他们要驾驶一架时速四五百公里的飞机,在一条30米宽,米长的跑道上降落。
稍有偏差,轻则降落失败,重则造成机毁人亡的严重事故。
为了尽可能保障舰载机能够安全降落,科研人员想了很多办法。除了给飞行员制定更为科学的训练方法以外,还研发了多种用来让舰载机成功降落的设备。
1
一根至关重要的绳索
最重要的降落设备就是阻拦索,这种设备从诞生到现在已经有足足百年历史。
在美国海军的第一艘航母“兰利”号上,就装备有最早的阻拦索,这就是重力式阻拦索。
它的原理非常简单,就是在一根绳子两头绑上沙袋,在舰载机的尾钩挂住阻拦索以后依靠沙袋的重量来把飞机拖住减速。
(“兰利”号是最早使用阻拦装置的航母)
在“兰利”号航母上,这种阻拦索有几十条,每一次舰载机着陆的时候都会挂上一串阻拦索。
随着舰载机不断发展,舰载机的飞行速度和重量不断增加,很快简陋的重力式阻拦索就不能满足使用。
这时候人们研制出了液压阻拦装置,液压装置的使用让阻拦索能够承受的能量大大增加,迅速成为航空母舰阻拦系统的主流。
直到现在,绝大部分航母的阻拦索,比如美国“尼米兹”级航母、中国“辽宁”号航母使用的都是液压阻拦装置。
(“辽宁”号航母装备了我国自主研制的液压阻拦装置)
液压阻拦装置通过一套复杂的液压装置,把阻拦索的能量通过液压系统传递到配重块上,从而达到阻拦飞机的目的。
随着技术的发展,电磁阻拦装置也被研发出来,目前美国海军的“福特”号航母就使用了这种阻拦装置。
它的工作原理和液压阻拦装置类似,只不过把液压系统换成的电磁系统,把飞机着舰时候的能量通过阻拦索传递到电磁装备,从而转化为电能。
(“福特”还使用了电磁阻拦装置,不过目前存在一些可靠性问题)
和液压阻拦装置相比,电磁阻拦装置阻拦力度更加柔和,从而减轻对舰载机的损伤,而且还能极大地扩展阻拦重量范围。
不过不管是液压阻拦装置还是电磁阻拦装置,其关键点都是在那几根阻拦索上。
阻拦索要承受几千上万次冲击和拉扯,一旦发生断裂基本上都会造成机毁人亡的严重事故,所以阻拦索的质量和性能至关重要。
现代的阻拦索都是使用高强度合金丝绞制而成,在保证柔韧性的同时还能有极高的强度,以保证不会被几十吨重的舰载机给拉断。
(几十吨重的舰载机,着舰全靠这一条细细的阻拦索)
对阻拦索的维护保养工作也是重中之重,每一次进行降落作业以前,甲板上的航母地勤人员就要对阻拦索进行检查。
一旦发现阻拦索出现一些损伤或者裂纹,就要立刻停止航空作业,马上就要把阻拦索进行更换,之后才能继续航空作业。
2
一套设计精巧的灯光
在航空母舰的着舰跑道上,一般只有3到4根阻拦索,而舰载机飞行员需要准确地钩到其中一根阻拦索,才能顺利着舰。
一般来说,在有4根阻拦索的时候,钩到第2和第3根阻拦索是最理想的情况,钩到第1或者第4根意味着舰载机着舰角度有些许偏差。
如果一根阻拦索都没有钩到的话,那舰载机只能把油门推到最大,迅速从着舰跑道上复飞。
(复飞是每一个舰载机飞行员都要熟练掌握的操作)
所以对于舰载机飞行员来说,在着舰过程要分毫不差地按照着舰角度飞行,高了或者低了都会导致着舰失败。
那么,飞行员要怎么判断自己处于一个正确的着舰角度呢?这就需要一款经典的着舰辅助设备——菲涅尔透镜光学助降系统。
据说,这是一位英国海军军官在照镜子的时候获得的灵感,从而发明了这种经典的助降设备。
菲涅尔透镜光学助降系统名字很长,不过我们可以将它拆为两部分:“菲涅尔透镜”和“光学助降系统”。
(菲涅尔透镜光学助降系统)
菲涅尔透镜是一种光学设备,它的作用是发出亮度很高的平行光线,这种光线有很强的指向性。
也就是说,这是一套使用“菲涅尔透镜”的“光学”效果作为工作原理的“助降系统”。
菲涅尔透镜光学助降系统上面一共有三组不同用途的指示灯,它们分别以横向、纵向还有左右两列布置。
我们先来说说纵向的指示灯,这些灯叫做下滑角指示灯,一般使用穿透力较强的黄色,最底下的指示灯使用醒目的红色,用来帮助飞行员确定着舰角度。
(美国航母上菲涅尔透镜光学助降系统上不同用途的指示灯)
由于菲涅尔透镜的特殊光学效果,当飞行员着舰角度偏高的时候,飞行员就会在这一列的指示灯上面看到一个光点。
相对应的,当着舰角度偏低的时候,飞行员就会在这一列指示灯的下面看到一个光点。
那么飞行员要如何判断自己看到的光点是偏高了还是偏低了,和正确的着舰角度偏离了多少呢?这就需要用到菲涅尔透镜光学助降系统上的第二组指示灯,也就是横向的那组。
这一组指示灯叫基准灯,一般使用的是和黄色区分明显的绿色,它的主要作用是为下滑角指示灯提供一个参考标准。
当飞行员看到下滑角指示灯上的光点和绿色基准灯在一条线上时,就说明飞机处在正确的着舰角度上。
(“辽宁”号航母上的菲涅尔透镜光学助降系统)
假如光点相较于绿色基准灯有一些偏差,那飞行员就要相应地做一些修正,回到正确的着舰角度上来。
菲涅尔透镜光学助降系统上的第三组指示灯是命令指示灯,它是为了以最快的速度向飞行员发出指令。
这些命令指示灯里面有“切换灯”、“复飞灯”。切换灯通过特定的灯光信号,向飞行员发出诸如增大/减小飞机发动机油门之类的指令。
复飞灯则是在出现一些紧急状况,比如地勤目视发现舰载机有一些影响着舰的故障、航母甲板出了一些问题时,用来紧急结束着舰的指示灯。
当飞行员看到复飞灯亮起来以后,就要迅速终止着舰流程,增大发动机油门进行复飞操作,之后再等待合适的时机进行着舰。
(新技术的加入让着舰引导技术不断发展)
菲涅尔透镜光学助降系统是最经典的助降系统,直到今天仍然非常好用,所有使用阻拦着舰的航母都装备有这一套系统。
同时,菲涅尔透镜光学助降系统也在不断发展中,在结合其他着舰系统,以及头盔显示器和AR技术以后,光学助降系统又有了新的发展。
它可以在飞行员的头盔显示器中显示出一条直达航母甲板的“光路”,让飞行员非常直观地看到飞机当前角度和着舰角度之间的偏差,从而做出修正。
菲涅尔透镜光学助降系统未来还将继续应用在航母舰载机的着舰引导上。
3
一张结实的网
在舰载机着舰作业中,有一种非常极端的情况,这就是舰载机自身的着舰设备发生损坏,无法正常使用。
比如说因为机械故障或者被击伤,导致着舰尾钩无法放下,这样就没法钩住阻拦索顺利着陆。
甚至还有可能出现起落架故障,这也自然无法使用阻拦索进行着陆。
那如果碰到这种问题,舰载机要怎么在航母上进行着陆呢?这就需要一种特殊的设备——阻拦网。
(架设好的阻拦网)
从名字上来看,阻拦网和阻拦索起到的作用是一样的,都是对高速着陆的舰载机进行阻拦,从而达到减速和着舰的目的。
和只有简简单单一根的阻拦索不同,阻拦网是一套复杂的设备,每一次使用都需要甲板上所有地勤人员通力合作,才能在短时间内安装完成。
所以航母要时不时展开阻拦网安装训练,让全甲板的地勤人员都能熟悉阻拦网的安装流程。一般来说,一套阻拦网要在3分钟以内组装完成才算合格。
阻拦网由许多柔性高强度绳索组成,这些绳索一般使用凯夫拉纤维这些高强度材料,以达到足够的强度。
这些绳索呈纵向分布,组成一张看起来有些稀疏的网。
(阻拦网的架设需要全甲板地勤人员通力合作)
在安装阻拦网之前,先让所有正常的舰载机进行着陆,然后尽量转移到远离着舰区的停机位,为故障飞机尽可能空出着舰空间。
当阻拦网安装完成以后,就要按照正常的着舰流程让舰载机进行着陆,同一样需要对准一个正确的着舰角度。
舰载机在着舰之前要抛弃所有弹药和多余的燃油,因为使用阻拦网着陆基本不存在复飞的情况,所以舰载机要释放多余燃油以尽可能降低起火爆炸的可能性。
同样的,航母上的消防人员和医护人员也要准备好,在舰载机强行着舰以后迅速扑灭可能发生的火灾,在最短的时间内将飞行员从座舱内转移出来。
说白了,使用阻拦网的时候都是危险性非常大地强行着陆。
一切准备就绪后,舰载机就开始着陆,直接一头撞到阻拦网上。
(阻拦网会缠住机翼,从而达到减速的目的)
我们上面提到阻拦网上绳索的分布是纵向的,这是为了让舰载机的机头从网中间经过,减少对舰载机机头的损伤,毕竟飞行员就在机头那里。
随后,阻拦网的绳索会拦住舰载机的机翼,并且在高速撞击中迅速缠上舰载机的机翼。
这使得舰载机很快就会拖着整个阻拦网在甲板上滑行,这将极大地消耗舰载机的能量,从而让舰载机在短时间内减速。
随后就是我们上面提到的,消防员上去灭火,医护人员把飞行员救出来。其他地勤人员开始收拾甲板。
每一次使用阻拦网进行强行着舰,对于航母甲板来说都是一个不小的损伤,会对航母的航空作业造成不小的影响。
(紧急情况下那还是把飞机开海里去,回头再回来打捞)
所以这只有在平时才会尽量回收故障舰载机,如果是在战时,时间紧迫的时候,让航母几个小时不能进行航空作业是不可接受的。
这时候一般就直接让飞行员把故障飞机开到海里去,飞行员跳伞等待救援直升机的救援。
毕竟相比起在作战时航母停摆几个小时,损失一架故障飞机并不是不能接受的事情。
除了上面介绍的这些设备以外,还有进场引导设备等等许多助降设备。
正是有了这些助降设备的协助,飞行员才能成功地在狭小的航母甲板上着陆,上演一次次“刀尖上的舞蹈”。
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