艦載飛機的著艦

艦載機有固定翼飛機和旋翼飛機，這里要談到的艦載機著艦是指固定翼飛機。大家知道，艦載飛機的起降主要以航空母艦為基地，那么它就需要適應航母這個海上“移動的陸地”。在此，擬通過對艦載飛機著艦過程與陸基飛機著陸過程的分析比較，一窺艦載機著艦的突出特點，以及整個著艦過程對各種主要相關結構、裝置、設施的特殊要求。

“移動的陸地”

說到艦載機，我們不妨先簡單談淡航空母艦。航空母艦出勤時，是一個海上六自由度運動的平臺，它不僅在海平面上作平面運動，而且在海浪的作用下還會產生縱向和橫向的搖動以及升沉運動。航母上的大氣紊流情況也比較復雜，除了陸地機場通常存在的大氣紊流以外，由于航母龐大的艦體以及自身的運動還會在艦首產生上洗氣流，并在艦尾處形成較強的公雞尾狀的尾流。另外還需要特別指出的是，航母雖然龐大，但是可供艦載機起飛、著艦的跑道長度是很有限的。目前世界上大型的航母甲板總長度也不過300多米，而能夠提供艦載機起飛、著艦使用的只有其中的100米左右。如美國的“尼米茲”級航母首艦“尼米茲”號航母，該艦長332.1米，寬40.8米；飛行甲板長338，8米，寬76.8米。

危險性和復雜性

飛機的起飛著陸通常是事故多發狀況，而艦載機的著艦比陸基飛機著陸還具危險性和復雜性。首先，艦載機著艦進場速度小，受艦上擾流因素影響相對較大，客觀上使得艦載機軌跡穩定性變差。然而艦載機著艦條件要求反而相對苛刻(如前所述：著艦可用甲板長度有限，作為著艦平臺的航母自身是六自由度運動體，以及出艦海上作戰的技戰術要求等)，恰恰又要求飛機進艦下滑時的軌跡穩定性比陸基飛機還要高，這個矛盾對艦載機初期的發展形成了較大的制約。60年代以前，艦載機著艦的事故率是很高的，以后隨著著艦下滑引導技術及其它輔助著艦技術的發展，事故率才有所下降，但相比陸基飛機著陸事故率仍然較高。艦載機在下滑著艦時，對垂直平面內下滑航跡控制要求很高，而氣流、海面狀況等一些客觀不確定因素，航母著艦引導、飛行員駕駛等也存在主觀不確定因素，都可能導致航跡控制不當而未能在預定著艦點著艦，這將可能直接導致著艦失敗，甚至引發嚴重事故。而陸基飛機的著陸，由于跑道是靜止的且跑道長度余量通常較大，因此對著陸點的控制要求不像艦載機著艦那么嚴格。

起落架以及機體結構

由于航母著艦區長度的限制和艦載機著艦下滑過程中對下滑跟蹤角和下滑航跡的嚴格控制，它采用的是無平飄且同定下滑角的著艦方式。在這種著艦方式下，飛機著艦的下沉速度要比陸基飛機大得多，引發撞擊式著艦(也稱硬著艦)。接著，為了強制飛機在50～70米距離內迅速減速制動，需要通過安裝在機體尾部下方經過特殊設計的攔阻掛鉤，拉住橫置于航母跑道甲板上的攔阻索，利用攔阻力來強行制動。著艦瞬間的撞擊載荷、攔阻索強制制動載荷特點與陸基飛機著陸受載差異較大，使得艦載機的起落架以及機體結構，特別是與起落架安裝密切相關的結構都需要根據這些客觀條件進行重新設計。通過以上介紹，不難看出艦載機下滑著艦和艦上制動，與陸基飛機平飄下滑著陸以及靠阻力傘和剎車制動有很大區別。

進艦過程

為了更好地說明問題，現將艦載機一般的進舭過程描述如下：飛機從艦尾方向進人，在距離艦尾3700米(2海里)左右，450米高度上，以550～650千米／小時的速度由航母右舷通過；在速度為220～280千米／小時時，放下起落架和襟翼，180度轉彎后，由航母左舷通過；在距離脫尾1850米(1海里)左右時，180度轉彎后對準跑道，最后45度時距離艦尾900米左有(約0，5海里)，然后在助降系統導引下沿著標定的下滑通道著艦。艦載機進艦下滑不像陸基飛機那樣有固定參考點，而是只能以活動平臺上的助降標志作為調節油門一迎角的參考。

助降系統

這里提到的助降系統是指“目視光學助降系統”，通常稱作“菲涅耳(Fresnel)透鏡系統”。該系統的突出特征就是能發出直線性極好的柱形光束，只有在空間的某一特定角度才能看見該光束，因此它能為艦載飛機指示正確的下滑航跡。“菲涅耳(Fresnel)透鏡系統”的具體工作原理可參考有關資料介紹，在這里就不再贅述了。實際上，從助降系統的發展歷史來看，“菲涅耳(Fresnel)透鏡系統”已經是第二代的助降系統裝置了。20世紀50年代出現“反射式光學助降鏡”是第一代的助降系統，有趣的是它竟然是在生活中的一個偶然機會中激發靈感而發明的。20世紀60年代，艦載機的速度逐漸加快，反射式助降鏡越來越難以適應飛機著艦的需要，迫使人們研制新的助降裝置，于是有了“菲涅耳(Flesne])透鏡系統”的問世。隨著科技的進步和助降理論的成熟，20世紀70年代以后，第二代的助降系統已經面世，并率先在美國海軍投入裝備使用，這就是“全天候電子助降系統”。這種助降系統通過裝設在航空母艦上的精確跟蹤雷達，測得飛機在降落過程中的實際位置和運動情況，將這些測得的參數輸入艦載計算機中心，得出艦載機正確的著艦位置，并將艦載機的實際位置和正確位置在計算機中心進行比較，然后發射到艦載飛機的終端設備內，指令艦載飛機的自動駕駛儀自動修正誤差從而準確著艦。這樣，不論晴天還是雨天霧天，艦載飛機都能以幾十秒的間隔不斷地降落到狹窄的航空母艦甲板上。然而到目前為止，在實際進艦著艦過程中，目視著艦仍然不能完全被替代，艦載機飛行員同樣需要具有目視著艦的技術能力，以適應各種未知情況。所以，有一些細節還是值得一提，比如說艦載機的對中。

對中

所謂對中，就是艦載飛機在進艦下滑直至著艦的過程中，一定要盡量對準甲板跑道的正中軸線，否則就可能在降落后撞上甲板上的其它建筑或停放在跑道旁的其它飛機。還由于通常航母的飛行甲板均設計成從艦尾到艦首靠航母左舷一側，與航母軸線形成一個向外的夾角，在艦載機下滑接近艦尾的過程中，由于航母不斷地向前行進，造成待降的甲板跑道隨著航母運動而不斷向右前方平移。所以，飛行員在初次對中成功后，還要在降落前的下滑過程中根據跑道的平移情況，將飛機航向不斷向右修正，保證航向始終盡量對準跑道中線，直到艦載機安全降落在甲板上。

“逃逸復飛”

即使有了如此這般的各種措施和設備來輔助著艦，相比而言，艦載機著艦仍然較陸基飛機的著陸風險系數要大。

而且即使正確著艦，還需要在飛行甲板上通過攔阻索在50～70米內有效制動，整個著艦過程才算成功。于是，為了最大限度地保證著艦安全性，艦載機著艦程序中還設計有非常重要的一環，就是艦載機的“逃逸復飛”。比較陸基飛機的著陸復飛機動，“逃逸復飛”是指制動掛鉤掛攔阻索失敗后，飛機的復飛機動。從運動學角度來看，逃逸復飛機動是一種初速度(該初始速度應取著艦下滑過程末端，艦載機與航母的嚙合速度)不為零的加速直線運動。如要艦載機安全復飛，要求艦載機能在規定的甲板長度內加速到安全離艦速度，重新起飛后再謀求下一次的安全著艦。綜上所述，艦載機的著艦是一個建立在機艦適配性上的綜合過程，與陸基飛機的著艦有著顯著區別，是一個始終貫穿艦載機設計、使用甚至改進的重要一環。