艦載機(jī)安全著艦問(wèn)題探討

汪夢(mèng)西　蔡暢　馬野　孫濤

摘 要：艦載機(jī)著艦過(guò)程是艦載機(jī)/航空母艦系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中最重要的一個(gè)階段，也是事故發(fā)生最高的一個(gè)階段，文章詳細(xì)分析了艦載機(jī)安全著艦訓(xùn)練過(guò)程和艦載機(jī)著艦技術(shù)要求特點(diǎn)，是對(duì)航母裝備技術(shù)發(fā)展和艦載機(jī)飛行員訓(xùn)練的有益探索。

關(guān)鍵詞：艦載機(jī)；安全著艦；技術(shù)

艦載機(jī)是以航空母艦為基地的作戰(zhàn)機(jī)種，是航母的主要作戰(zhàn)力量，它的安全運(yùn)用是發(fā)揮航母綜合作戰(zhàn)平臺(tái)和超強(qiáng)海空攻防能力的物質(zhì)基礎(chǔ)。艦載飛機(jī)的起飛和著艦，尤其艦載飛機(jī)的著艦技術(shù)是航空母艦/艦載飛機(jī)技術(shù)中最大的難點(diǎn)。海上的自然環(huán)境比陸地復(fù)雜和惡劣，飛機(jī)在航空母艦上著艦時(shí)存在比較大的外界干擾（如大氣紊流、甲板風(fēng)及航空母艦擾流等）。根據(jù)國(guó)外的統(tǒng)計(jì)資料顯示，艦載機(jī)事故中，80%出現(xiàn)在降落階段[1]。因此，細(xì)致分析艦載機(jī)降落的各個(gè)環(huán)節(jié)，找到制約艦載機(jī)安全著艦的相關(guān)因素，并提出相應(yīng)的解決辦法和途徑，對(duì)指導(dǎo)我國(guó)航母的發(fā)展將發(fā)揮出巨大作用。

艦載飛機(jī)安全著艦的核心問(wèn)題是：在飛行環(huán)境比較惡劣的條件下，艦載飛機(jī)要安全、準(zhǔn)確、迅速地降落在一個(gè)空間狹窄、同時(shí)又是浮動(dòng)（有時(shí)甚至是劇烈搖晃）的航母甲板上[2]。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵就是飛行員和艦載機(jī)指揮人員密切配合，在著艦過(guò)程中能夠?qū)︼w機(jī)的速度、姿態(tài)和軌跡進(jìn)行精確的控制。當(dāng)前艦載機(jī)安全著艦問(wèn)題探討的文獻(xiàn)資料非常有限，在這些可查閱的資料中，更多的是從流體力學(xué)方面對(duì)艦載機(jī)著艦時(shí)周?chē)臍鈩?dòng)場(chǎng)進(jìn)行分析，對(duì)航母的六自由度運(yùn)動(dòng)和攔阻索的受力進(jìn)行分析，而對(duì)制約艦載機(jī)安全著艦的人的因素的分析則幾乎沒(méi)有見(jiàn)諸文獻(xiàn)。論文試圖從設(shè)備、流程、環(huán)境、人的因素等多方面探討艦載機(jī)安全著艦的要求，為我國(guó)航母系統(tǒng)的安全高效運(yùn)用提供參考，下面對(duì)安全著艦艦載機(jī)飛行員和指揮人員訓(xùn)練過(guò)程和艦載機(jī)著艦過(guò)程技術(shù)要求兩個(gè)方面對(duì)這一問(wèn)題實(shí)施探討。

1 安全著艦訓(xùn)練過(guò)程探討

艦載機(jī)飛行員的訓(xùn)練大都從陸地模擬甲板開(kāi)始，熟練后才能到真航母的甲板上練習(xí)，這也是艦載機(jī)安全著艦的關(guān)鍵，實(shí)現(xiàn)由陸到海的過(guò)渡，才能為航空母艦源源不斷的培訓(xùn)合格的艦載機(jī)飛行員，航空母艦才能擁有真正的戰(zhàn)斗力。

其陸上訓(xùn)練分為幾個(gè)階段：首先是模擬器訓(xùn)練，二是初級(jí)飛行訓(xùn)練，三是利用螺旋槳飛機(jī)進(jìn)行基礎(chǔ)和高級(jí)飛行訓(xùn)練，四是利用噴氣機(jī)進(jìn)行基礎(chǔ)/高級(jí)飛行訓(xùn)練，最后是利用陸上甲板系統(tǒng)模擬在航母上起落、夜航、空戰(zhàn)、攻擊等科目。只有通過(guò)了全訓(xùn)的飛行員，才能上艦進(jìn)行海上飛行訓(xùn)練。

其中，在初級(jí)訓(xùn)練階段，學(xué)員要在渦輪螺旋槳飛機(jī)和飛行模擬器上訓(xùn)練100小時(shí)以上，學(xué)會(huì)基本飛行技巧、夜間飛行、編隊(duì)飛行以及特技飛行。然后依成績(jī)、表現(xiàn)以及個(gè)人意愿分配至不同機(jī)型進(jìn)行專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練。

目前，按照美國(guó)海軍培養(yǎng)艦載機(jī)飛行員的程序，通過(guò)陸上模擬起降考核的飛行員，首先要用T-45教練機(jī)在航母上進(jìn)行初步訓(xùn)練，再使用雙座戰(zhàn)斗教練機(jī)練習(xí)實(shí)際起降。通常，普通戰(zhàn)斗機(jī)飛行員要通過(guò)500-600小時(shí)的飛行訓(xùn)練才能執(zhí)行戰(zhàn)斗任務(wù)，而艦載機(jī)飛行員不僅要完成這些基本內(nèi)容，還需要克服航母起降的種種困難，訓(xùn)練時(shí)間遠(yuǎn)長(zhǎng)于此。

在這些訓(xùn)練過(guò)程中，假設(shè)云高低于三百米，這時(shí)，需采用戰(zhàn)爭(zhēng)模式建立多層航線，我們選取J-15作為模型，它的飛行高度參照F/A-18C的飛行高度610米。加入著艦航線后，減速至125節(jié)，采用矢量推力技術(shù)后，按照J(rèn)-10的最小參考飛行速度是90節(jié)，接受菲涅爾光學(xué)透鏡的引導(dǎo)，假設(shè)著艦LSO經(jīng)驗(yàn)豐富，可忽略其誤差作用，同時(shí)，因?yàn)椴捎檬噶客屏夹g(shù)，著艦距離可縮短40%以上，那么，相應(yīng)的縱向著艦誤差也可假設(shè)縮短40%以上，按照全天候自動(dòng)著艦引導(dǎo)系統(tǒng)的縱向著艦誤差±13米來(lái)推算，J-15的縱向著艦誤差可縮短至5米左右，攔阻索縱向跨度約50米，間距15米以下，可百分百成功著艦。假設(shè)J-15采用高性能計(jì)算機(jī)和矢量推力技術(shù)結(jié)合，按照美國(guó)X-31的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可在60厘米高度機(jī)動(dòng)，那么著艦成功率進(jìn)一步保證。

通過(guò)對(duì)艦載機(jī)著艦訓(xùn)練事故的分析及成熟艦載機(jī)飛行員的測(cè)試分析，艦載機(jī)著艦制約因素最大的是飛行員的心理因素，在該人機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)中，提高自動(dòng)著艦系統(tǒng)的著艦精度，增強(qiáng)艦載機(jī)飛行員對(duì)儀表的信任度，切斷人機(jī)閉環(huán)系統(tǒng)中人（飛行員）的輸入，對(duì)保證艦載機(jī)著艦的安全有非常重要的影響。

2 艦載機(jī)和航母適配性問(wèn)題分析

艦載機(jī)必須滿足和適應(yīng)航空母艦的工作環(huán)境、自然環(huán)境和作戰(zhàn)環(huán)境，當(dāng)然也就需解決艦載飛機(jī)與航空母艦環(huán)境的適配性問(wèn)題。通過(guò)對(duì)美軍航母系統(tǒng)和艦載飛機(jī)技術(shù)發(fā)展史的研究，發(fā)現(xiàn)適配性問(wèn)題的解決需具備以下幾方面的條件。

2.1 航母具有良好的適合相應(yīng)艦載機(jī)降落的特性，主要表現(xiàn)在航母的飛行甲板必須有一定的寬度和長(zhǎng)度，艦載機(jī)著艦甲板可用長(zhǎng)度比陸上機(jī)場(chǎng)的跑道要短得多，一般僅僅相當(dāng)于陸地機(jī)場(chǎng)跑道的十分之一，而且艦載機(jī)甲板處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這就要求甲板上影響艦載機(jī)起降的指揮塔、飛行控制室、航海室、雷達(dá)和通信天線等障礙物要盡量要少，而且要求航母航向（即相對(duì)于優(yōu)勢(shì)風(fēng)）和前進(jìn)速度必須有一定的穩(wěn)定性。

2.2 艦載機(jī)必須具有較好的起降特性和良好的操縱特性，對(duì)路基戰(zhàn)斗機(jī)和航母艦載機(jī)的要求有很大的差別，一般在設(shè)計(jì)和建造艦載機(jī)時(shí)，氣動(dòng)布局、增升裝置以及主動(dòng)控制技術(shù)、高推重比、操縱性能好的發(fā)動(dòng)機(jī)等技術(shù)性能是需要重點(diǎn)考慮的因素，這些特性為艦載機(jī)著艦過(guò)程中降低著艦速度，實(shí)現(xiàn)等角直線下滑等要求提供了基礎(chǔ)。

2.3 艦上指揮系統(tǒng)和菲涅耳透鏡光學(xué)助降系統(tǒng)等著艦輔助系統(tǒng)是艦載飛機(jī)穩(wěn)定安全起降的重要條件，這些系統(tǒng)為飛行員快速調(diào)整飛機(jī)姿態(tài)、穩(wěn)定有效掛住阻攔索和降落失效之后快速?gòu)?fù)飛提供信號(hào)支持。

2.4 艦載機(jī)飛行員的素質(zhì)過(guò)硬是艦載機(jī)安全起降的最重要的因素之一，一般飛行員只需要在陸地上駕機(jī)起飛而艦載機(jī)飛行員是需要在復(fù)雜的大洋環(huán)境下完成正常起降。要求更高，好比航母而言，即使目前世界上最大的航母，在飛行員降落時(shí)可看見(jiàn)的大小只有郵票大小，可見(jiàn)其對(duì)飛行員要求。而且大洋上的軍艦不是靜止不動(dòng)的，一般都在運(yùn)動(dòng)和顛覆，所以艦載機(jī)飛行員素質(zhì)和技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般飛行員，而且培養(yǎng)成本更高。根據(jù)美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)是一般航母的艦長(zhǎng)需要艦載機(jī)飛行員出身，可見(jiàn)艦載機(jī)飛行員的重要性。

2.5 通過(guò)不斷改進(jìn)機(jī)體及艦上輔助著艦設(shè)備為艦載機(jī)的安全快速起降提供條件。單純依靠傳統(tǒng)的改進(jìn)飛機(jī)的總體、氣動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)以及飛行員的人工操縱已經(jīng)越來(lái)越難以完成艦載機(jī)的精確著艦，通過(guò)應(yīng)用新技術(shù)改進(jìn)艦載機(jī)性能是提高起降穩(wěn)定性的主要方向，現(xiàn)在廣泛使用和研究的用于艦載飛機(jī)的新技術(shù)和新設(shè)備包括：進(jìn)場(chǎng)功率補(bǔ)償器（APC）、高-低光束發(fā)送器、電子下滑指示器（EGS）、數(shù)據(jù)鏈順序顯示器等。通過(guò)進(jìn)場(chǎng)功率補(bǔ)償器自動(dòng)調(diào)節(jié)油門(mén)，控制飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)速度以保持其恒定值來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)飛機(jī)進(jìn)場(chǎng)時(shí)的速度和高度。最近開(kāi)始投入使用的數(shù)據(jù)鏈顯示器是為艦載機(jī)自動(dòng)著艦的助降設(shè)備，由一部精密跟蹤雷達(dá)和一臺(tái)計(jì)算機(jī)組成，跟蹤雷達(dá)輸出的是飛機(jī)距離、航跡角和方位角，計(jì)算機(jī)將它們從球面坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到直角坐標(biāo)，并將坐標(biāo)原點(diǎn)移至所希望的著艦點(diǎn)。計(jì)算機(jī)算出豎向及橫向誤差，并通過(guò)數(shù)據(jù)鏈方式傳給飛機(jī)，由飛機(jī)上的數(shù)據(jù)鏈終端解譯這些誤差信號(hào)。

3 結(jié)束語(yǔ)

艦載機(jī)著艦技術(shù)國(guó)外應(yīng)用多年，新型著艦技術(shù)更為艦載機(jī)安全著艦提供了更高層次的保障，文章總結(jié)了國(guó)外艦載機(jī)著艦過(guò)程正在使用的一些必備技術(shù)和技術(shù)應(yīng)用的基本過(guò)程，對(duì)航母系統(tǒng)裝備技術(shù)發(fā)展和艦載機(jī)飛行員訓(xùn)練有很大幫助。

參考文獻(xiàn)

[1]王云福.艦載機(jī)著艦技術(shù)縱論[J].兵器，2004.2.

[2]李玉龍.艦載機(jī)攔阻著艦結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析及計(jì)算機(jī)仿真.碩士學(xué)位論文[D].西北工業(yè)大學(xué)，2003.5.

[3]王鵬，新一代航母全艦訓(xùn)練.美國(guó)航母進(jìn)展.2004.

第一作者簡(jiǎn)介：汪夢(mèng)西（1992，7-），女，河北保定市，學(xué)歷：本科，研究方向：艦炮。