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百年航母未變的設施——著艦尾鉤和攔阻索

航母這一徹底改變世界海戰歷史的國之重器已經面世百年。 從全通甲板到艦島出現, 從蒸汽動力到核動力, 從蒸汽彈射到電磁彈射, 航母上眾多設施經歷了多次更新換代, 而有兩個設備從第一艘航母到現在就未曾有過大改。 究竟是何方神聖能如此歷久彌新?今天就來談談著艦尾鉤和攔阻索。

航母的上飛機的降落和陸上的機場非常不同, 艦載機需要在航母那和陸上機場相比短了幾倍的甲板上降落。 這就需要著艦尾鉤和攔阻索, 只有小小的尾鉤成功勾上3~5根攔阻索中的一根, 重達十多噸的艦載機才能成功著艦。

尾鉤是艦載飛機著艦的一個非常重要的部件。 這是個結構十分簡單的部件, 說白了就一根鉤子, 但通過複雜收放機構的配合, 可以使飛機在極短的距離內停止在甲板上。 不過尾鉤看似簡單, 但在著艦時卻要承受飛機重量2~3倍的重力加速度, 而且在減速過程中還不能引起飛機過大的偏航和俯仰姿態改變。 此外尾鉤還要耐受住與甲板的劇烈衝擊, 否則尾鉤會反彈而越過攔阻索導致著艦失敗, 所以尾鉤撞到甲板後要儘快回復原位。 尾鉤長度既不能太長, 太長的話飛機在空中就可能鉤住攔阻索,

增加了著艦危險性;也不能太短, 太短的話根本就勾不住攔阻索。

1911年1月18日平民飛行員Eugene Ely駕駛飛機在“賓夕法尼亞”號巡洋艦上進行了美國海軍的首次艦載降落, 這時的主要著艦攔阻設備是22對50磅沙袋, 每對沙袋間有繩索捆綁在一起,

間隔3英尺然後沿導軌一字排開, 導軌將繩索托離甲板。 Ely寇蒂斯推進式雙翼機的起落架縱衍下方有3個鋼制掛鉤, 用來鉤住沙袋繩索減速。 需要注意的是沙袋的重量都要仔細稱量確保一致, 不然會因兩側阻力不一致而將飛機拉偏。

這套攔阻系統工作正常,

其原理一直沿用至今。 對尾鉤的改進主要集中於改進尾鉤的收放, 尾鉤的結構的多節化和尾鉤勾住攔阻索後的釋放, 而對其原理及其主要結構百年來都未有巨大改變, 這證明了原有原理的正確性。

值得一提的是, 尾鉤不是航母艦載機的標配, 陸基飛機也可以有尾鉤,比如F-15戰鬥機),不過它們的尾鉤沒有艦載機的強度大,一般在起落架故障和其他緊急情況下使用,還有就是縮短降落距離使用,所以千萬不要一看到尾鉤就認為是艦載機而鬧了笑話。

再看攔阻索,攔阻索是用於吸收著陸(艦)飛機動能、縮短著陸(艦)滑行距離的裝置。攔阻索技術首先由英國發明使用,目前能獨立生產攔阻索的國家有:英國、美國、俄羅斯和中國(均是聯合國五常國家,只有法國不擁有此技術,唯一的戴高樂級航母使用英國的攔阻索)。

攔阻的阻力產生裝置,當飛機接觸後裡面將充滿蒸汽,最終使飛機停下來,攔阻索不是就是一根鐵索,最具有技術含量的是阻力產生裝置,當飛機接觸後飛機和拉彎的攔阻索形成三個力,這三個力的合力最終沿著飛機的飛行方向。保持合力在飛機的飛行方向,假設飛機恰好拉住中點部分,那麼攔阻索的兩邊拉出的長度應該是一樣的,而兩段的力也應該是一樣的,這種是最理想的方式。然而並不是說每次都能鉤住中點,如果鉤住靠左或者靠右幾米,那麼攔阻索兩邊拉出的長度是不一樣的,兩段的力也是不一樣的。這就是攔阻索的核心部分,即如何使得兩邊產生的力不同,最終使得飛機和兩段攔阻索上的力的合力保持不變。同時在短時間內攔阻索將承受極大的力,對其材質的要求十分嚴格,所以才只有少數國家可以研製成功攔阻索科技。中國的遼寧艦當時就遇上了俄羅斯不願意出售攔阻索的難題,而中國的科研人員一不做二不休地就成功自主研製了攔阻索科技,也是爭了一口氣。

美國海軍備有4道攔阻索,第一道設在距斜甲板尾端55米處,然後每隔14米設一道,由弓形彈簧張起,高出飛行甲板30-50cm。而中國遼寧艦上也是備有4道攔阻索,但間隔短於美國航母。只要飛行員勾住了4根阻攔索中的一根就可以成功著艦,而這並非一項輕鬆的任務。

當艦載機降落時,尾鉤放下,其位置比起落架還低,著艦點在1、2道攔阻索之間為好,這就要求飛行員有很高的操縱技術。據美國海軍統計,白天著艦的艦載機尾鉤掛住2、3道攔阻索的合計約占62-64%,尾鉤掛住第4道索的約為18%,尾鉤掛到第1道索的約為16%。在夜間尾鉤多掛住第3、4道索。如尾鉤未掛住攔阻索,著艦機必須拉起複飛,這在白天約為5%,夜間則高達12-15%。

有了著艦尾鉤和攔阻索科技,艦載機才可在航母上順利著艦降落。在航母百年歷史中,除了垂直起降飛機“威脅”過這兩個設施的存在外,這一著艦系統從未有過大的改變,可謂經久不衰。擁有航母是一個國家綜合實力的象徵,而如何去使用維護航母上的設施並保證其戰鬥力便是國家海軍戰鬥能力的體現。至於像印度和俄羅斯出現攔阻索斷裂這樣的事件,就不禁使人對其戰鬥力打上一個大大的問號。

陸基飛機也可以有尾鉤,比如F-15戰鬥機),不過它們的尾鉤沒有艦載機的強度大,一般在起落架故障和其他緊急情況下使用,還有就是縮短降落距離使用,所以千萬不要一看到尾鉤就認為是艦載機而鬧了笑話。

再看攔阻索,攔阻索是用於吸收著陸(艦)飛機動能、縮短著陸(艦)滑行距離的裝置。攔阻索技術首先由英國發明使用,目前能獨立生產攔阻索的國家有:英國、美國、俄羅斯和中國(均是聯合國五常國家,只有法國不擁有此技術,唯一的戴高樂級航母使用英國的攔阻索)。

攔阻的阻力產生裝置,當飛機接觸後裡面將充滿蒸汽,最終使飛機停下來,攔阻索不是就是一根鐵索,最具有技術含量的是阻力產生裝置,當飛機接觸後飛機和拉彎的攔阻索形成三個力,這三個力的合力最終沿著飛機的飛行方向。保持合力在飛機的飛行方向,假設飛機恰好拉住中點部分,那麼攔阻索的兩邊拉出的長度應該是一樣的,而兩段的力也應該是一樣的,這種是最理想的方式。然而並不是說每次都能鉤住中點,如果鉤住靠左或者靠右幾米,那麼攔阻索兩邊拉出的長度是不一樣的,兩段的力也是不一樣的。這就是攔阻索的核心部分,即如何使得兩邊產生的力不同,最終使得飛機和兩段攔阻索上的力的合力保持不變。同時在短時間內攔阻索將承受極大的力,對其材質的要求十分嚴格,所以才只有少數國家可以研製成功攔阻索科技。中國的遼寧艦當時就遇上了俄羅斯不願意出售攔阻索的難題,而中國的科研人員一不做二不休地就成功自主研製了攔阻索科技,也是爭了一口氣。

美國海軍備有4道攔阻索,第一道設在距斜甲板尾端55米處,然後每隔14米設一道,由弓形彈簧張起,高出飛行甲板30-50cm。而中國遼寧艦上也是備有4道攔阻索,但間隔短於美國航母。只要飛行員勾住了4根阻攔索中的一根就可以成功著艦,而這並非一項輕鬆的任務。

當艦載機降落時,尾鉤放下,其位置比起落架還低,著艦點在1、2道攔阻索之間為好,這就要求飛行員有很高的操縱技術。據美國海軍統計,白天著艦的艦載機尾鉤掛住2、3道攔阻索的合計約占62-64%,尾鉤掛住第4道索的約為18%,尾鉤掛到第1道索的約為16%。在夜間尾鉤多掛住第3、4道索。如尾鉤未掛住攔阻索,著艦機必須拉起複飛,這在白天約為5%,夜間則高達12-15%。

有了著艦尾鉤和攔阻索科技,艦載機才可在航母上順利著艦降落。在航母百年歷史中,除了垂直起降飛機“威脅”過這兩個設施的存在外,這一著艦系統從未有過大的改變,可謂經久不衰。擁有航母是一個國家綜合實力的象徵,而如何去使用維護航母上的設施並保證其戰鬥力便是國家海軍戰鬥能力的體現。至於像印度和俄羅斯出現攔阻索斷裂這樣的事件,就不禁使人對其戰鬥力打上一個大大的問號。

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