艦載機的掌上舞步

中國航母艦載機一直是輿論關注焦點。近日，有消息稱中國海軍飛行員在練習“觸艦復飛”技術，立即引起熱議。

危險復雜的跑道

目前，航母艦載機著艦方式主要有減速降落方式和垂直降落方式，世界大多數國家如美、俄等現役航母均采用前種方式。垂直降落方式主要為中小型航母上搭載的垂直/短距起降飛機（如“海鷂”戰斗機）所采取，這類艦載機著艦時通過采用噴口轉向達到垂直降落。雖然垂直起降相對減速降落方式安全性大些，但難以克服攜載量和航程的瓶頸。在美國價格昂貴的垂直起降型F-35C正式服役之前，世界上本來就為數不多的垂直起降型艦載機大多提前退役。當然，這里的垂直起降戰機并不包括采用旋翼的直升機。

飛機的起飛著陸通常是事故多發時期，而艦載機的著艦比陸基飛機著陸更具危險性和復雜性。據統計數據表明：航母艦載機80%的事故發生在著艦過程中。航母在海上航行是一個六自由度運動的平臺，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和升沉運動。同時，由于航母龐大的艦體以及自身的運動還會在艦首產生上旋氣流，所以航母上的空氣紊流情況也較復雜。在陸上，飛行員可以直接對準機場跑道的中心線降落，原因是跑道參數是固定的，無需頻繁修正降落參數，而在航母上降落卻無法做到這點。這些因素都使艦載機的著艦過程變得更加危險復雜。

航母艦載機降落時發生的事故一直就沒有間斷過。1981年5月26日，美國“尼米茲”號航母一架EA-6B電子戰飛機著艦時撞上3架掛有導彈的F-14戰機，引發甲板上的巨大爆炸，造成14人喪生，42人受傷，另有11架飛機被毀、受損，僅飛機一項損失就達5300萬美元，甚至差點造成艦上核反應堆的損毀災難。2004年10月18日，俄羅斯海軍北方艦隊航母編隊進行演習時，一架蘇-25強擊機在完成飛行任務后著艦時飛機起落架減震支柱斷裂，導致飛機直接撞向航母上層建筑，在鉤住攔阻索后，還急沖了約90米才停下，險些撞上滿載燃油和航彈的戰機。2006年1月29日，“里根”號航母一架F/A-18戰斗機試圖進行夜間著艦時墜海。

助降鏡，引導戰機的“燈塔”

現役航母有些使用“菲涅耳”透鏡式光學助降鏡，主要由甲板邊緣裝置、電源和控制板組成，安放在航母飛行甲板中部靠左舷的一個穩定平臺上，以保證透鏡發出的光束不受航母搖擺的影響。該系統的最大特征就是能發出直線性極好的柱形光束，在空中只有在某一個特定的角度才能見到該光束，為飛機指示航跡。

20世紀70年代以后，美國人運用“阿波羅計劃”的一些成果，率先研制并裝備了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，并將這些參數輸入計算機，得出艦載機正確的著艦位置，然后發射到艦載飛機的終端設備，指令艦載機自動修正誤差從而準確著艦，其最大特點是實現了全天候工作。此外，一些國家還使用了激光助降裝置和微波助降系統。遠程激光助降系統可使艦載機飛行員在10海里處就可以發現航母，再加上其他輔助設施，著艦的成功率極大提高。然而到目前為止，在實際著艦過程中，傳統的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能力，以適應各種情況。

“拽”或“網”住艦載機

助降鏡只是使飛機獲得正確的降落位置，一旦著艦后，戰機還有二三百千米的時速。那么，怎么讓這么一個高速運動的龐然大物穩當停下來呢？這就要靠攔阻索等輔助設備了，有些航母還安裝了攔阻網，為的是防止攔阻索失效時用來“網”住飛機。目前，各國大中型航母上都裝設有數量不等的攔阻索。例如，美國航母上裝設有4道阻攔索，俄羅斯航母“庫茲涅佐夫”號上設3道。攔阻索一般由6股鋼絲繩纏繞在一起，中心用麻纖維作為芯材，麻纖維內有潤滑油，可對鋼索起潤滑作用，以減少摩擦、降低損壞。

攔阻索位于航母斜角甲板的中心線，一般情況下在距甲板尾端55-60 米處起設置第一根攔阻索，然后每隔約14米即設置1根；鋼索離甲板的高度為35-50厘米，由弓形彈簧張起，且其兩端通過滑輪與甲板下方的緩沖器相連。戰機降落前，在空中先放下起落架和襟翼和尾鉤，著艦后鉤住甲板上弓起的攔阻索中任何一根后，帶著巨大的能量繼續向前滑跑；攔阻索兩端連著的液壓緩沖器產生阻力，使艦載機的速度迅速降低，從而實現“制動”。美國海軍現役的MK-7型著艦減速裝置可將時速達195千米、重22.7噸的艦載機在90米內阻攔停住。艦載機停下后，攔阻索自動復位，迎接下一架著戰機的到來。不過，如果著艦速度超過限制，就會因沖擊力過大而使攔阻索斷裂。美、英、俄等國航母都曾出現過此類情況，2005年9月，俄一架蘇-25飛機在降落過程中，因攔阻索斷裂而沖出甲板掉到海里成為“落湯機”。

為了使艦載機能順利掛上攔阻索，要對起落裝置及其機體結構加固，從而其重量也得到增加。如美國的F/A-18戰機，僅起落裝置本身一項質量就占了飛機質量的9%。艦載機降落時一旦鉤索不成功，又無法復飛（如燃油耗盡或機械故障），就必須緊急利用攔阻網安全降落。攔阻網主要用強度很高的繩帶編織而成，網眼較大，像晾曬的魚網一樣布設在攔阻索后面，是一種強制應急助降裝置，也是艦載機降落最后的安全保障。攔阻網平時不架設，應急需要時兩三分鐘就能臨時架設完畢。根據攔阻強度的不同，其層數也不同，輕型飛機使用三重網，重型飛機則使用五重網或更多。事實上，艦載機在撞擊攔阻網之后，還要再沖出幾十米才能停穩，攔阻網和飛機都會受到一定程度的損害，所以攔阻網不能重復使用。為了最大限度地保證著艦安全性，艦載機著艦程序中還有非常重要的一環——“逃逸復飛”，也就是掛鉤掛攔阻索失敗后，重新加速起飛。因此，艦載機在降落的過程中通常不關閉發動機，而是加大油門作起飛動作。

電磁攔阻降落技術

通常認為彈射裝置會使飛機增重，影響艦載機性能，實際上艦載機著艦時的過載和攔阻過程導致的結構損害更為嚴重。這也使得攔阻鉤和攔阻索使用次數有一定限制，比如F/A-18的攔阻鉤使用50次就得更換。美軍下一代“福特”級航母將使用新型電磁制動器的阻攔裝置，具有重量輕維修容易、制動過程平穩等優點。根據每架戰機的著艦參數，控制中心電腦程序將通過攔阻索自動修正著艦軌跡。當降落能量大幅降低且采用制動過程非常平穩的電磁裝置后，艦載機就可以在攔阻增重和起落架加強這兩個方面節省不少重量，這也意味著陸基戰機只要稍加改裝就可以成為艦載機上艦了。

為了使阻攔索的制動力均衡地作用到飛機上，現在航母使用的阻攔索繃緊寬度大都在40米以上，由于還要考慮攔阻索不均衡制動引起的飛機滑行偏差，整個降落區的寬度就更大。電磁阻攔裝置可以很容易地精確調節攔阻索兩頭制動力大小，大幅減小攔阻索繃緊寬度，提高甲板長度的可用性。同時，電磁攔阻裝置還有及時調整降落飛機滑行方向的能力，把降落時偏離降落中心線的艦載機均衡地“拉”向中心線，甚至可以通過調整阻攔索兩頭拉出的長度，把飛機“制動”到降落區外側的停機位置，以便立即進行下一架戰機的回收。