撞不死的航母教练机

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/02 06:28:03
中国辽宁号航母服役的消息让国人欢呼雀跃,经过几代人的努力奋斗我们终于有了自己的航母。中国海军拥有了世界大国强国海军的标志--航母。安理会五个常任理事国中唯一没有航母的国家也已经成为了历史。但是应该知道一点,拥有航母不是等于拥有航母群战斗力。航母服役入列也不意味着马上就能作战。而航母何时能形成战斗力,则取决于其搭载的航空联队何时能完成系统的作战技能任务训练。这其中的重中之重就是舰载机的着舰训练。这将是一个漫长的等待过程,三到五年,甚至七到八年都有可能。


舰载机着舰的困难性。一般将舰载机从进入下滑道入口处直至着舰区完全停下来的过程统称为着舰。整个过程只有20秒左右。舰载机的飞行事故绝大多数都发生在这个阶段。因为有很多因素导致事故发生。首先降落平台一直在移动。航空母舰出勤时是一个在海上作六自由度运动的平台。它不仅在海平面上作平面运动,而且在海浪的作用下还会产生纵向和横向的摇动以及升降运动。航母上的大气紊流情况也比较复杂。除了陆地机场通常存在的大气紊流以外,由于航母庞大的舰体以及自身运动还会在舰首产生上升气流,并在舰尾处形成较强的公鸡尾状尾流。此外还需要特别指出的是,航母虽然庞大但是可供舰载机着舰的跑道长度非常有限,目前世界上大型航母甲板总长度也不超过340米,而能提供给舰载机起落的只有100米左右。如美国尼米滋号航母飞行甲板长度333.8米宽76.8米辽宁号航母飞行甲板长300米,宽70米,比尼米滋级的飞行甲板小,因此难度更大。着舰的危险和复杂性。飞机的起飞和着陆是事故多发阶段。而舰载机的着舰比陆基飞机着陆更具危险性和复杂性。据统计,舰载机80%的事故都是发生在起降阶段。首先舰载机着舰进场速度小,受舰上扰流因素的影响相对较大。客观上使舰载机轨迹稳定性变差。然而舰载机的着舰条件要求反而要求相对更苛刻。(如前所述:着舰甲板长度有限,作为着舰平台的航母是六自由度运动体,以及航母海上作战的战术机动要求等,)恰恰要求飞机着舰下滑轨迹稳定性比陆基飞机还要高。这个问题对舰载机的初期发展形成了较大制约。上世纪六十年代以前舰载机的着舰事故是很高的。以后随着着舰下滑引导技术以及其他辅助着舰技术的发展,事故率才有所下降。但相比陆基飞机的着陆事故依然很高。其次,还要保持对中。所谓对中就是舰载机在进舰下滑直至着舰的过程中一定要对准跑道甲板的正中轴线。否则将可能在降落后撞上甲板上的上层建筑,或者停在跑道上的其他飞机。还由于通常的航母飞行甲板均设计成从舰尾到舰首靠航母左舷一侧,与航母中轴线形成一个向外的夹角。在舰载机下滑接近舰尾的过程中由于航母不断地向前运动,造成待降的甲板跑道随着航母运动而不断地向航母右前方平移。所以,飞行员在初次对中成功以后还要在降落下滑过程中根据跑道的平移状况,将飞机航向不断向右修正。保证航向始终尽量对准跑道中线,直到舰载机安全降落在甲板上。在这过程中由于着舰甲板和起飞甲板之间有一个6到13度夹角,舰载机沿斜甲板延长线进入。由于航母航迹总要向右偏移,飞行员在着舰过程中要不断修正航向,使飞机的航向对准斜甲板的轴线。在此过程中飞行员要向右压杆,使飞机产生右坡度,飞机产生坡度以后又使升力倾斜,不足于平衡重力,这就需要拉点杆,拉杆后阻力又增大,又要点补油门。。。结果手忙脚乱,控制不好就将危及飞行安。全再次:还要精确挂钩。舰载机降落到甲板上以后能否安全停下就取决于是否能将着舰钩顺利地挂在阻拦索上。一般航母从着舰区尾端60米处开始,平行设置5到6根钢索。每根钢索相距14米左右。钢索两端通过滑轮与甲板下的两个液压阻尼减震器相连,该缓冲器能将舰载机的动能吸收掉。舰载机着舰前钢索被顶起一定高度,飞机以8度左右的仰角接近阻拦索。(此时仰角基本等于迎角)接近阻拦索。只要挂钩挂上钢索中的任何一根,便使速度顿减。就可以在70到100米的距离之内停下。美军对挂钩的最佳成绩评论就是刚好挂在第三根钢索上.当舰载机降落时,尾钩放下后,其位置比起落架还低,着舰点在1、2道拦阻索之间为好,这就要求飞行员有很高的操纵技术。据美国海军统计,白天着舰的舰载机尾钩挂住2、3道拦阻索的合计约占62-64%,尾钩挂住第4道索的约为18%,尾钩挂到第1道索的约为16%。在夜间尾钩多挂住第3、4道索。如尾钩未挂住拦阻索,着舰机必须拉起复飞,这在白天约为5%,夜间则高达12-15%。
  美国航母的MK-73型拦阻索缓冲器可使30吨重的舰载机以140节的速度着舰后滑跑91.5米停止。舰载机停下后,拦阻索自动复位,迎接下一架着舰机的到来。 。总之即使在科技进步的辅助的帮助下(菲涅耳Fresend助降透镜系统及全天候电子助降系统-航空母舰上除了必备拦阻索、防冲网外,还需要信号和指挥系统及相应操作人员,最初航空母舰设有着舰引导官,当飞机降落时站在飞行甲板左端,双手持旗板打信号来指挥。随着重量大、速度快的喷气式舰载机出现后,如何使舰载机安全降落成为难题。1952年,英国设计出了早期的光学助降装置--助降镜。它是一面大曲率反射镜,设在舰尾的灯光射向镜面再反射到空中,给飞行员提供一个光的下降坡面(与海平面夹角为3.5-4度),飞行员沿着这个坡面并以飞机在镜中的位置修正误差,直到安全降落。而这项重要的发明有一段趣闻:这是英国海军中校格特哈特从女秘书对着镜子搽口红的动作中得到的灵感。
  助降镜的出现为舰载机降落解决了重大的难题,使飞行员除了借助自己的目测和经验外有了更可靠的参照指示装置,英国在60年代又发明了更先进的“菲涅尔”透镜光学助降系统,现在成为航空母舰必备的降落辅助装置。它在原理上与助降镜相似,也是在空中提供一个光的下滑坡面,但比助降镜复杂多,透镜式光学助降镜的装置可发出5层光束。这5层光束与飞行跑道平行,和海平面保持一定角度,形成5层波面。这5层光束中间为橙色光束,向上向下分别为黄色和红色,两边为绿色基准光束。这些信号有利于飞行员判断着舰时的方位、角度,及时纠正偏差,保证正确的完成着舰动作。
  当飞行员进入着舰空域时,开始观察助降镜提供的信号,当正准备降落舰载机的航空母舰一切正常允许舰载机降落时,打开一组绿灯,叫做切断灯,表示允许进入下滑的信号。飞行员开始进入着舰操作并继续观测信号,看见橙色光时表示方位正确能够安全的着舰降落;看到黄光表示方位过高而看到红光则表示方位过低,需要飞行员及时调整方位来避免失误或发生事故;看到绿光时表示偏左或偏右,需调整水平位置;当正准备降落舰载机而航空母舰上因特殊原因不能让其降落时,就需要打开在中央灯箱左右各竖排着一组红色闪光的“复飞灯”,同时关闭绿色基准灯和中央灯箱,舰载机飞行员这时迅速将发动机加力并拉升中止着舰动作并开始盘旋等待进一步指令。控制这些灯光的被称作着舰引导员,他们在舰后部左舷LSO平台上,分工观察着舰机的位置、起落架、襟翼、尾钩等的情况,一面与飞行员通话,一面操纵灯光信号。在舰岛上部左侧后部设有主飞行控制室,一名飞控官监视着飞行甲板和空中的情况,对着舰机的安全进行最后把关。在美国航母上,飞控官由老资格的中校级飞行员担任,并配有一名少校做为助手。美国人阿波罗”登月计划的实施中,发明研究了一系列尖端科技,高精度雷达技术、电子计算机技术、遥测导航技术、微波通讯技术和微电子技术并将其应用到航空母舰上研制了“全天候电子助降系统”。在航空母舰上装上精确跟踪雷达,测得飞机在降落过程中的实际位置和运动情况,将这些测得的参数输入计算机中心,得出舰载机正确的着舰位置,并将舰载机的实际位置和正确位置在计算机中心进行比较,然后发射到舰载飞机的终端设备内,指令舰载飞机的自动驾驶仪自动修正误差从而准确着舰。“全天候电子助降系统”真正全天候使舰载飞机都能以几十秒的间隔不断地降落到狭窄的航空母舰甲板上)舰载机着舰也是个非常危险的行为,飞行员除了完成日常作战的战术飞行训练之外还要花大量时间进行着舰训练。为实现真正完美的战斗起降,苏-27K完成了80次飞行验收,米格-29K完成了74次着舰试验和13次试飞验收。法国“戴高乐”号通过海试就发现了很多设计不合理的地方,而将飞行甲板加长4米。
由此可见航母飞行员着舰时的危险性和技术难度。从理论上来说可以通过多次练习来加强飞行员的技术熟练程度,但恰恰由于着舰过程的高风险反而又限制了练习次数。失败一次就意味着轻则飞机损失,重则人员死亡。从而陷入了越不练习就越生疏,越生疏就越容易出事故。越出事故就越不敢练习的怪圈。这也是俄罗斯航母甚少出动舰载机进行执勤训练的缘故。能出动的飞行员都是技术精湛的顶尖人才。安全性和经济性限制了着舰练习次数,就连美国航母也发生过多次由于着舰失败而导致的意外事故。我国航母从无到有,经历了漫长的时间,才刚刚入列服役,至于何时形成战斗力则要看舰载机何时能成功安全地上舰执勤。这个过程对比美国航母极其熟练的使用经验也要两到三年时间来说,只有更长。有没有一种既安全又经济高效的着舰训练方法?(至少要求着舰失败后不会导致飞机损失飞行人员死伤,前提是坠入大海或直接发生碰撞)笔者这里有两点构思在此提供给大家参考,抛砖引玉以供评鉴。一:教练飞艇,飞艇具有比空气小的密度,所以能长时间逗留空中,使用费用低廉,安全性高,现代飞艇的速度也已经达到200到公里每小时。英国研制的天猫1000速度达到185公里每小时使用成本仅为飞机的5分之1直升机的10分之1。完全具备模拟现代舰载机的着陆速度的条件。可以设计制造一种单人动力半硬壳飞艇,直径6米,翼展13米,长26米重880公斤左右,净载荷200公斤即可。这样的体积长度都接近歼15。重量也压缩到最轻,降低了造价和使用成本。使用飞艇进行着舰训练的优点很多,一:经济性,由于飞艇的飞行原理直接导致了其使用成本相比其他飞行器都要低廉,可以长时间逗留空中达几个月时间,所以在无动力状态下可以长时间停留在空中,一次着舰失败后能够重复进行多次着舰训练。使用成本相比喷气式战斗机动辄每小时几万美金的费用真是天壤之别。二:安全性,由于飞艇速度较低,内部填充氦气,外部蒙皮如果使用高强度尼龙纤维的话就可以在受到撞击后保持较高的安全性。三:可控性好,相比喷气式飞机的300公里每小时的最低着舰速度,动力飞艇可控性非常好,能够将着舰速度控制在0到200公里每小时之间。这样就对飞行员的训练非常有利,飞行员可以用极低的速度从航母上空进行通场模拟着舰训练,然后逐建加快通场速度。从0到200公里之间以10公里间隔慢慢提高。这期间重复数百次通场复飞训练。等到完全熟练着舰技术以后再使用着陆勾。使用飞艇进行着舰训练尽管有以上诸多好处但也有自身的重大缺陷-就是不能使用着舰勾扣挂阻拦索。这是由于飞艇自身的结构强度所限,在200公里最大着舰速度下使用挂勾可能导致艇体变形散架,或者翻跟头,理论上也可以使用凯夫拉纤维来加强艇体,但这会导致造价急具攀升。用在最大着舰速度不能达到300公里的飞艇上实在得不偿失。作为替代还可以使用模拟勾进行扣挂阻拦索训练(使用一定强度的塑料勾扣索,扣索成功后塑料勾断裂,飞艇进行复飞,整个过程中使用多种仪器进行监控并评估着陆成绩)所以下一步就要进入着舰训练的第二阶段。乒乓机。顾名思议,乒乓机就是象乒乓球一样的飞机,能撞耐撞经撞,撞完后弹起来安然无恙。对于这种飞机有四点要求,1能达到最少300公里的飞行速度,以此模拟喷气舰载机的着陆速度2整机密度小于水,以保证栽入海中后能自行浮起来3安全弹跳性能良好,在着舰失败发生直接碰撞后既不能起火爆炸还要能弹起还原。4绝对安全性。这里的绝对安全性是对飞行员而言。要保证在300公里的撞击下人员不能发生大于骨折以上的伤情。听起来让人觉得不可思议,但实际情况中也是完全可以做到的。相信大家对一级方程式赛车并不陌生吧,在赛场上经常可以看到在两三百公里时速下赛车撞到跑道围墙上。车轮飞出车体四散五裂,冒烟冒火赛车手却能自己从残骸中爬出的情景。那是因为方程式赛车都是经过专门设计,撞击安全性世界第一,而且赛车手穿戴的都是专门设计的个人防护服,所以在正常碰撞情况下极少听说人员死亡的案例(达卡尔拉力赛倒是经常传出车手死讯,但那种车是越野赛车完全和方程式赛车不在一个级别上,而且人的伤害远多于车祸)。所以乒乓机从结构上来讲,就纯粹是为了安全而设计,对飞行性能并没有太多要求。(其实质就是一个会飞行的大乒乓球。飞行员座在包满阻燃棉花的座舱内)。机体由高性能弹簧钢圈作为骨架,高弹性材料做蒙皮,机体内部空间塞满特制高弹性气球,气垫。气球内填充阻燃惰性气体。飞机上不装备零-零弹射座椅而是换用弹簧气囊减震防撞座椅。仪表盘下装有类似汽车安全气囊的防撞气囊。飞行员穿的也不是常规的抗载荷飞行服,而是经过强化的个人赛车整体防护服--这种防撞服的头盔和身体是通过活性外挂支撑联为一体的,完全支撑起头盔的重量,并在颈椎后设有紧贴身体的柔性气垫,从而在剧烈撞击的情况下最大程度降低颈椎的负荷。保护好人体骨骼最脆弱的部位。另外飞行员也不配备航空氧气面罩,而是使用潜水供氧系统,这样在栽入海中以后也能使飞行员悠闲自在地观看舱外鲸鱼游过,听着海水涌进座舱里哗哗声,然后在慢慢地浮出水面。乒乓机的动力应选择螺旋浆发动机,制造使用成本可以大幅降低,毕竟只要达到300公里的飞行速度使用喷气动力太过奢华。发动机设置在飞机尾部后上方,使之在起降和发生撞击时能受到的影响最小。此外发动机的进排气管路也要进行特殊的单向阀门设计,使之能在飞机冲入海水中以后能自动全封闭,从而起到保护发动机的作用。油箱问题。飞机失事后爆炸起火都是因为油箱受撞击直接导致的。而军用舰载机又不能在正常着舰前采用民航机的放油保安全措施。所以油箱设计是乒乓机安全保障的重中之重。否则整机弹性再好受撞击后油箱爆炸燃烧照样机毁人亡。乒乓机油箱设计按技术难度从小到大,可以分为三类1柔性油箱,柔性油箱就是将燃油装在高弹性耐腐蚀气球内,气球外表由防刺穿纤维,中层由高弹性材料,内层由耐腐蚀材料构成。刚起飞时球内装满燃油,等到降落时燃料消耗到一定程度,受到猛烈撞击后也只是变形拉长不会破裂泄漏。除非直接被刺穿否则就不会发生意外。柔性油箱在技术成本上都是最容易完成的2海参油箱,海参有一个特别功能就是在遇到天敌时能够通过肛门把肠子等内脏喷射出来,在扰乱敌人视线时争取机会逃之夭夭。同样可以参照海参原理设计出一种油箱,外挂或内置在飞机体外,一但在着舰时发生超过其安全承受力的剧烈碰撞就通过火药或者其他动力装置弹射出去,把危险源抛出机体外,这样就不会发生碰撞后爆炸、燃烧的可能性了。乒乓机就成了一个纯粹的弹性球体。这种油箱和目前常用的外挂式可抛弃副油箱有一定相似之处,但也有很大区别。虽然都是可抛弃油箱,但前者是通过动力向飞机后上方或左右方抛掷出去,是作为飞机的主油箱使用的。而后者是以重力方式向下抛弃,是作为辅助油箱使用的。海参油箱尽管有以上种种优点,但也有个明显的缺点,就是不太适宜在狭小的着陆空间内使用,尤其是在航母甲板上,因为一但发生意外,抛出的油箱很可能砸到其他飞机和设备上,将自己的油箱粘在别人身上爆炸燃烧并不是个很好的选择。。。不过用在空军教练机上倒也是个很不错的选择。3二元阻燃油箱。目前世界上有二元化学武器,二元火箭燃料,都是由化学两种原料构成,在使用时将两者合成发生反应。二元阻燃油箱基于同样道理。在油箱中心设置一个小型储存容器,里面装有阻燃化学原料(阻燃剂)或能使航空燃油失效的原料。在飞机着舰失败油箱受到猛烈冲击时发生内爆,把阻燃原料喷射到航空燃料中,在极短时间内发生化学反应,使航空燃油彻底失效或钝化(闪点,燃点提高)。从而使其在受撞进后的高温高压环境中自身呈现出一种非常稳定的安全状态。即使燃料被撞击飞溅流出也不会燃烧起火。使用了上叙安全油箱后乒乓机将是一种非常安全的飞行器,可以在极端碰撞状态下有效地保护整个机体和飞行人员。此外乒乓机的机翼设计也很有讲究。有两种方案可供选择。一是弹簧钢作为机翼骨架,外包高弹性材料蒙皮。二是镍钛诺记忆合金作为机翼骨架。外包高弹性材料蒙皮。前者在受到剧烈撞击后弹性形变恢复能力非常好,基本不需要矫正就能恢复原状。技术性能成熟造价也比较低。但是由于弹簧的弹性太好反而导致了整个机翼的弹性过度,会在飞行中遇到强气流变化或剧烈机动时震颤过度(藕合性不好)从而导致飞机的可控制性下降,操作难度增加。使用记忆合金作为机翼骨架则可以保证机翼有足够的刚性提高飞机的飞行品质。更加易于飞行员的控制操作。在受到撞击变形后只要对机翼进行局部加热就能恢复到原先形状。(记忆合金有澳氏相体和马氏相体两种晶相,在不同的温度下加工出不同形状,稳定成型以后再变化温度就会自动变形。比如在常温20摄氏度时将记忆合金棒拉成直线,在100摄氏度时将其弯曲成螺旋形,那么在这两个温度之间重复变化时,其形状也将自动在直线和螺旋形之间变化。以此道理在常温下制造出平直机翼骨架在受到撞击形后用高温处理既可以自动恢复原状)所以记忆合金机翼就是被撞成了麻花状也可以轻松地恢复原状。在整个乒乓机中,只有发动机上的螺旋浆叶和油箱两部分是可损毁的其他部分都是弹性能复原的。乒乓机是最安全的一种飞行器,除了用在舰载教练机,也可以用在所有的民航,军用初级飞行教练机上。在此笔者还有一点建议:就是在进行舰载机飞行员着舰训练时不要使用真的航母,而是用报废油轮进行改装后训练,铺上等比例飞行甲板,削平所有上层建筑。建造一个充气或弹性材料舰岛,并在整个舰尾用弹性材料全包起来。以此提高安全性。结束语。如果我国的辽宁号航母上使用,飞艇、乒乓机、常规喷气式教练机三级训练体系就可以在很短的时间让航空联队形成战斗力。假如培训60名舰载机飞行员,每人每天着舰训练3次,那么航母每天着舰架次就为180架。以每1年200个训练日计算,每位飞行员就能进行600次着舰训练两年训练就可以着舰1200次。基本上都可以达到非常熟练的程度。(这期间就是栽到海或是撞到甲板上10几次也没太大关系)到第三年就可以直接驾驶战斗机在航母上精确着舰---也就意味着整个航母群形成战斗力!中国辽宁号航母服役的消息让国人欢呼雀跃,经过几代人的努力奋斗我们终于有了自己的航母。中国海军拥有了世界大国强国海军的标志--航母。安理会五个常任理事国中唯一没有航母的国家也已经成为了历史。但是应该知道一点,拥有航母不是等于拥有航母群战斗力。航母服役入列也不意味着马上就能作战。而航母何时能形成战斗力,则取决于其搭载的航空联队何时能完成系统的作战技能任务训练。这其中的重中之重就是舰载机的着舰训练。这将是一个漫长的等待过程,三到五年,甚至七到八年都有可能。


舰载机着舰的困难性。一般将舰载机从进入下滑道入口处直至着舰区完全停下来的过程统称为着舰。整个过程只有20秒左右。舰载机的飞行事故绝大多数都发生在这个阶段。因为有很多因素导致事故发生。首先降落平台一直在移动。航空母舰出勤时是一个在海上作六自由度运动的平台。它不仅在海平面上作平面运动,而且在海浪的作用下还会产生纵向和横向的摇动以及升降运动。航母上的大气紊流情况也比较复杂。除了陆地机场通常存在的大气紊流以外,由于航母庞大的舰体以及自身运动还会在舰首产生上升气流,并在舰尾处形成较强的公鸡尾状尾流。此外还需要特别指出的是,航母虽然庞大但是可供舰载机着舰的跑道长度非常有限,目前世界上大型航母甲板总长度也不超过340米,而能提供给舰载机起落的只有100米左右。如美国尼米滋号航母飞行甲板长度333.8米宽76.8米辽宁号航母飞行甲板长300米,宽70米,比尼米滋级的飞行甲板小,因此难度更大。着舰的危险和复杂性。飞机的起飞和着陆是事故多发阶段。而舰载机的着舰比陆基飞机着陆更具危险性和复杂性。据统计,舰载机80%的事故都是发生在起降阶段。首先舰载机着舰进场速度小,受舰上扰流因素的影响相对较大。客观上使舰载机轨迹稳定性变差。然而舰载机的着舰条件要求反而要求相对更苛刻。(如前所述:着舰甲板长度有限,作为着舰平台的航母是六自由度运动体,以及航母海上作战的战术机动要求等,)恰恰要求飞机着舰下滑轨迹稳定性比陆基飞机还要高。这个问题对舰载机的初期发展形成了较大制约。上世纪六十年代以前舰载机的着舰事故是很高的。以后随着着舰下滑引导技术以及其他辅助着舰技术的发展,事故率才有所下降。但相比陆基飞机的着陆事故依然很高。其次,还要保持对中。所谓对中就是舰载机在进舰下滑直至着舰的过程中一定要对准跑道甲板的正中轴线。否则将可能在降落后撞上甲板上的上层建筑,或者停在跑道上的其他飞机。还由于通常的航母飞行甲板均设计成从舰尾到舰首靠航母左舷一侧,与航母中轴线形成一个向外的夹角。在舰载机下滑接近舰尾的过程中由于航母不断地向前运动,造成待降的甲板跑道随着航母运动而不断地向航母右前方平移。所以,飞行员在初次对中成功以后还要在降落下滑过程中根据跑道的平移状况,将飞机航向不断向右修正。保证航向始终尽量对准跑道中线,直到舰载机安全降落在甲板上。在这过程中由于着舰甲板和起飞甲板之间有一个6到13度夹角,舰载机沿斜甲板延长线进入。由于航母航迹总要向右偏移,飞行员在着舰过程中要不断修正航向,使飞机的航向对准斜甲板的轴线。在此过程中飞行员要向右压杆,使飞机产生右坡度,飞机产生坡度以后又使升力倾斜,不足于平衡重力,这就需要拉点杆,拉杆后阻力又增大,又要点补油门。。。结果手忙脚乱,控制不好就将危及飞行安。全再次:还要精确挂钩。舰载机降落到甲板上以后能否安全停下就取决于是否能将着舰钩顺利地挂在阻拦索上。一般航母从着舰区尾端60米处开始,平行设置5到6根钢索。每根钢索相距14米左右。钢索两端通过滑轮与甲板下的两个液压阻尼减震器相连,该缓冲器能将舰载机的动能吸收掉。舰载机着舰前钢索被顶起一定高度,飞机以8度左右的仰角接近阻拦索。(此时仰角基本等于迎角)接近阻拦索。只要挂钩挂上钢索中的任何一根,便使速度顿减。就可以在70到100米的距离之内停下。美军对挂钩的最佳成绩评论就是刚好挂在第三根钢索上.当舰载机降落时,尾钩放下后,其位置比起落架还低,着舰点在1、2道拦阻索之间为好,这就要求飞行员有很高的操纵技术。据美国海军统计,白天着舰的舰载机尾钩挂住2、3道拦阻索的合计约占62-64%,尾钩挂住第4道索的约为18%,尾钩挂到第1道索的约为16%。在夜间尾钩多挂住第3、4道索。如尾钩未挂住拦阻索,着舰机必须拉起复飞,这在白天约为5%,夜间则高达12-15%。
  美国航母的MK-73型拦阻索缓冲器可使30吨重的舰载机以140节的速度着舰后滑跑91.5米停止。舰载机停下后,拦阻索自动复位,迎接下一架着舰机的到来。 。总之即使在科技进步的辅助的帮助下(菲涅耳Fresend助降透镜系统及全天候电子助降系统-航空母舰上除了必备拦阻索、防冲网外,还需要信号和指挥系统及相应操作人员,最初航空母舰设有着舰引导官,当飞机降落时站在飞行甲板左端,双手持旗板打信号来指挥。随着重量大、速度快的喷气式舰载机出现后,如何使舰载机安全降落成为难题。1952年,英国设计出了早期的光学助降装置--助降镜。它是一面大曲率反射镜,设在舰尾的灯光射向镜面再反射到空中,给飞行员提供一个光的下降坡面(与海平面夹角为3.5-4度),飞行员沿着这个坡面并以飞机在镜中的位置修正误差,直到安全降落。而这项重要的发明有一段趣闻:这是英国海军中校格特哈特从女秘书对着镜子搽口红的动作中得到的灵感。
  助降镜的出现为舰载机降落解决了重大的难题,使飞行员除了借助自己的目测和经验外有了更可靠的参照指示装置,英国在60年代又发明了更先进的“菲涅尔”透镜光学助降系统,现在成为航空母舰必备的降落辅助装置。它在原理上与助降镜相似,也是在空中提供一个光的下滑坡面,但比助降镜复杂多,透镜式光学助降镜的装置可发出5层光束。这5层光束与飞行跑道平行,和海平面保持一定角度,形成5层波面。这5层光束中间为橙色光束,向上向下分别为黄色和红色,两边为绿色基准光束。这些信号有利于飞行员判断着舰时的方位、角度,及时纠正偏差,保证正确的完成着舰动作。
  当飞行员进入着舰空域时,开始观察助降镜提供的信号,当正准备降落舰载机的航空母舰一切正常允许舰载机降落时,打开一组绿灯,叫做切断灯,表示允许进入下滑的信号。飞行员开始进入着舰操作并继续观测信号,看见橙色光时表示方位正确能够安全的着舰降落;看到黄光表示方位过高而看到红光则表示方位过低,需要飞行员及时调整方位来避免失误或发生事故;看到绿光时表示偏左或偏右,需调整水平位置;当正准备降落舰载机而航空母舰上因特殊原因不能让其降落时,就需要打开在中央灯箱左右各竖排着一组红色闪光的“复飞灯”,同时关闭绿色基准灯和中央灯箱,舰载机飞行员这时迅速将发动机加力并拉升中止着舰动作并开始盘旋等待进一步指令。控制这些灯光的被称作着舰引导员,他们在舰后部左舷LSO平台上,分工观察着舰机的位置、起落架、襟翼、尾钩等的情况,一面与飞行员通话,一面操纵灯光信号。在舰岛上部左侧后部设有主飞行控制室,一名飞控官监视着飞行甲板和空中的情况,对着舰机的安全进行最后把关。在美国航母上,飞控官由老资格的中校级飞行员担任,并配有一名少校做为助手。美国人阿波罗”登月计划的实施中,发明研究了一系列尖端科技,高精度雷达技术、电子计算机技术、遥测导航技术、微波通讯技术和微电子技术并将其应用到航空母舰上研制了“全天候电子助降系统”。在航空母舰上装上精确跟踪雷达,测得飞机在降落过程中的实际位置和运动情况,将这些测得的参数输入计算机中心,得出舰载机正确的着舰位置,并将舰载机的实际位置和正确位置在计算机中心进行比较,然后发射到舰载飞机的终端设备内,指令舰载飞机的自动驾驶仪自动修正误差从而准确着舰。“全天候电子助降系统”真正全天候使舰载飞机都能以几十秒的间隔不断地降落到狭窄的航空母舰甲板上)舰载机着舰也是个非常危险的行为,飞行员除了完成日常作战的战术飞行训练之外还要花大量时间进行着舰训练。为实现真正完美的战斗起降,苏-27K完成了80次飞行验收,米格-29K完成了74次着舰试验和13次试飞验收。法国“戴高乐”号通过海试就发现了很多设计不合理的地方,而将飞行甲板加长4米。
由此可见航母飞行员着舰时的危险性和技术难度。从理论上来说可以通过多次练习来加强飞行员的技术熟练程度,但恰恰由于着舰过程的高风险反而又限制了练习次数。失败一次就意味着轻则飞机损失,重则人员死亡。从而陷入了越不练习就越生疏,越生疏就越容易出事故。越出事故就越不敢练习的怪圈。这也是俄罗斯航母甚少出动舰载机进行执勤训练的缘故。能出动的飞行员都是技术精湛的顶尖人才。安全性和经济性限制了着舰练习次数,就连美国航母也发生过多次由于着舰失败而导致的意外事故。我国航母从无到有,经历了漫长的时间,才刚刚入列服役,至于何时形成战斗力则要看舰载机何时能成功安全地上舰执勤。这个过程对比美国航母极其熟练的使用经验也要两到三年时间来说,只有更长。有没有一种既安全又经济高效的着舰训练方法?(至少要求着舰失败后不会导致飞机损失飞行人员死伤,前提是坠入大海或直接发生碰撞)笔者这里有两点构思在此提供给大家参考,抛砖引玉以供评鉴。一:教练飞艇,飞艇具有比空气小的密度,所以能长时间逗留空中,使用费用低廉,安全性高,现代飞艇的速度也已经达到200到公里每小时。英国研制的天猫1000速度达到185公里每小时使用成本仅为飞机的5分之1直升机的10分之1。完全具备模拟现代舰载机的着陆速度的条件。可以设计制造一种单人动力半硬壳飞艇,直径6米,翼展13米,长26米重880公斤左右,净载荷200公斤即可。这样的体积长度都接近歼15。重量也压缩到最轻,降低了造价和使用成本。使用飞艇进行着舰训练的优点很多,一:经济性,由于飞艇的飞行原理直接导致了其使用成本相比其他飞行器都要低廉,可以长时间逗留空中达几个月时间,所以在无动力状态下可以长时间停留在空中,一次着舰失败后能够重复进行多次着舰训练。使用成本相比喷气式战斗机动辄每小时几万美金的费用真是天壤之别。二:安全性,由于飞艇速度较低,内部填充氦气,外部蒙皮如果使用高强度尼龙纤维的话就可以在受到撞击后保持较高的安全性。三:可控性好,相比喷气式飞机的300公里每小时的最低着舰速度,动力飞艇可控性非常好,能够将着舰速度控制在0到200公里每小时之间。这样就对飞行员的训练非常有利,飞行员可以用极低的速度从航母上空进行通场模拟着舰训练,然后逐建加快通场速度。从0到200公里之间以10公里间隔慢慢提高。这期间重复数百次通场复飞训练。等到完全熟练着舰技术以后再使用着陆勾。使用飞艇进行着舰训练尽管有以上诸多好处但也有自身的重大缺陷-就是不能使用着舰勾扣挂阻拦索。这是由于飞艇自身的结构强度所限,在200公里最大着舰速度下使用挂勾可能导致艇体变形散架,或者翻跟头,理论上也可以使用凯夫拉纤维来加强艇体,但这会导致造价急具攀升。用在最大着舰速度不能达到300公里的飞艇上实在得不偿失。作为替代还可以使用模拟勾进行扣挂阻拦索训练(使用一定强度的塑料勾扣索,扣索成功后塑料勾断裂,飞艇进行复飞,整个过程中使用多种仪器进行监控并评估着陆成绩)所以下一步就要进入着舰训练的第二阶段。乒乓机。顾名思议,乒乓机就是象乒乓球一样的飞机,能撞耐撞经撞,撞完后弹起来安然无恙。对于这种飞机有四点要求,1能达到最少300公里的飞行速度,以此模拟喷气舰载机的着陆速度2整机密度小于水,以保证栽入海中后能自行浮起来3安全弹跳性能良好,在着舰失败发生直接碰撞后既不能起火爆炸还要能弹起还原。4绝对安全性。这里的绝对安全性是对飞行员而言。要保证在300公里的撞击下人员不能发生大于骨折以上的伤情。听起来让人觉得不可思议,但实际情况中也是完全可以做到的。相信大家对一级方程式赛车并不陌生吧,在赛场上经常可以看到在两三百公里时速下赛车撞到跑道围墙上。车轮飞出车体四散五裂,冒烟冒火赛车手却能自己从残骸中爬出的情景。那是因为方程式赛车都是经过专门设计,撞击安全性世界第一,而且赛车手穿戴的都是专门设计的个人防护服,所以在正常碰撞情况下极少听说人员死亡的案例(达卡尔拉力赛倒是经常传出车手死讯,但那种车是越野赛车完全和方程式赛车不在一个级别上,而且人的伤害远多于车祸)。所以乒乓机从结构上来讲,就纯粹是为了安全而设计,对飞行性能并没有太多要求。(其实质就是一个会飞行的大乒乓球。飞行员座在包满阻燃棉花的座舱内)。机体由高性能弹簧钢圈作为骨架,高弹性材料做蒙皮,机体内部空间塞满特制高弹性气球,气垫。气球内填充阻燃惰性气体。飞机上不装备零-零弹射座椅而是换用弹簧气囊减震防撞座椅。仪表盘下装有类似汽车安全气囊的防撞气囊。飞行员穿的也不是常规的抗载荷飞行服,而是经过强化的个人赛车整体防护服--这种防撞服的头盔和身体是通过活性外挂支撑联为一体的,完全支撑起头盔的重量,并在颈椎后设有紧贴身体的柔性气垫,从而在剧烈撞击的情况下最大程度降低颈椎的负荷。保护好人体骨骼最脆弱的部位。另外飞行员也不配备航空氧气面罩,而是使用潜水供氧系统,这样在栽入海中以后也能使飞行员悠闲自在地观看舱外鲸鱼游过,听着海水涌进座舱里哗哗声,然后在慢慢地浮出水面。乒乓机的动力应选择螺旋浆发动机,制造使用成本可以大幅降低,毕竟只要达到300公里的飞行速度使用喷气动力太过奢华。发动机设置在飞机尾部后上方,使之在起降和发生撞击时能受到的影响最小。此外发动机的进排气管路也要进行特殊的单向阀门设计,使之能在飞机冲入海水中以后能自动全封闭,从而起到保护发动机的作用。油箱问题。飞机失事后爆炸起火都是因为油箱受撞击直接导致的。而军用舰载机又不能在正常着舰前采用民航机的放油保安全措施。所以油箱设计是乒乓机安全保障的重中之重。否则整机弹性再好受撞击后油箱爆炸燃烧照样机毁人亡。乒乓机油箱设计按技术难度从小到大,可以分为三类1柔性油箱,柔性油箱就是将燃油装在高弹性耐腐蚀气球内,气球外表由防刺穿纤维,中层由高弹性材料,内层由耐腐蚀材料构成。刚起飞时球内装满燃油,等到降落时燃料消耗到一定程度,受到猛烈撞击后也只是变形拉长不会破裂泄漏。除非直接被刺穿否则就不会发生意外。柔性油箱在技术成本上都是最容易完成的2海参油箱,海参有一个特别功能就是在遇到天敌时能够通过肛门把肠子等内脏喷射出来,在扰乱敌人视线时争取机会逃之夭夭。同样可以参照海参原理设计出一种油箱,外挂或内置在飞机体外,一但在着舰时发生超过其安全承受力的剧烈碰撞就通过火药或者其他动力装置弹射出去,把危险源抛出机体外,这样就不会发生碰撞后爆炸、燃烧的可能性了。乒乓机就成了一个纯粹的弹性球体。这种油箱和目前常用的外挂式可抛弃副油箱有一定相似之处,但也有很大区别。虽然都是可抛弃油箱,但前者是通过动力向飞机后上方或左右方抛掷出去,是作为飞机的主油箱使用的。而后者是以重力方式向下抛弃,是作为辅助油箱使用的。海参油箱尽管有以上种种优点,但也有个明显的缺点,就是不太适宜在狭小的着陆空间内使用,尤其是在航母甲板上,因为一但发生意外,抛出的油箱很可能砸到其他飞机和设备上,将自己的油箱粘在别人身上爆炸燃烧并不是个很好的选择。。。不过用在空军教练机上倒也是个很不错的选择。3二元阻燃油箱。目前世界上有二元化学武器,二元火箭燃料,都是由化学两种原料构成,在使用时将两者合成发生反应。二元阻燃油箱基于同样道理。在油箱中心设置一个小型储存容器,里面装有阻燃化学原料(阻燃剂)或能使航空燃油失效的原料。在飞机着舰失败油箱受到猛烈冲击时发生内爆,把阻燃原料喷射到航空燃料中,在极短时间内发生化学反应,使航空燃油彻底失效或钝化(闪点,燃点提高)。从而使其在受撞进后的高温高压环境中自身呈现出一种非常稳定的安全状态。即使燃料被撞击飞溅流出也不会燃烧起火。使用了上叙安全油箱后乒乓机将是一种非常安全的飞行器,可以在极端碰撞状态下有效地保护整个机体和飞行人员。此外乒乓机的机翼设计也很有讲究。有两种方案可供选择。一是弹簧钢作为机翼骨架,外包高弹性材料蒙皮。二是镍钛诺记忆合金作为机翼骨架。外包高弹性材料蒙皮。前者在受到剧烈撞击后弹性形变恢复能力非常好,基本不需要矫正就能恢复原状。技术性能成熟造价也比较低。但是由于弹簧的弹性太好反而导致了整个机翼的弹性过度,会在飞行中遇到强气流变化或剧烈机动时震颤过度(藕合性不好)从而导致飞机的可控制性下降,操作难度增加。使用记忆合金作为机翼骨架则可以保证机翼有足够的刚性提高飞机的飞行品质。更加易于飞行员的控制操作。在受到撞击变形后只要对机翼进行局部加热就能恢复到原先形状。(记忆合金有澳氏相体和马氏相体两种晶相,在不同的温度下加工出不同形状,稳定成型以后再变化温度就会自动变形。比如在常温20摄氏度时将记忆合金棒拉成直线,在100摄氏度时将其弯曲成螺旋形,那么在这两个温度之间重复变化时,其形状也将自动在直线和螺旋形之间变化。以此道理在常温下制造出平直机翼骨架在受到撞击形后用高温处理既可以自动恢复原状)所以记忆合金机翼就是被撞成了麻花状也可以轻松地恢复原状。在整个乒乓机中,只有发动机上的螺旋浆叶和油箱两部分是可损毁的其他部分都是弹性能复原的。乒乓机是最安全的一种飞行器,除了用在舰载教练机,也可以用在所有的民航,军用初级飞行教练机上。在此笔者还有一点建议:就是在进行舰载机飞行员着舰训练时不要使用真的航母,而是用报废油轮进行改装后训练,铺上等比例飞行甲板,削平所有上层建筑。建造一个充气或弹性材料舰岛,并在整个舰尾用弹性材料全包起来。以此提高安全性。结束语。如果我国的辽宁号航母上使用,飞艇、乒乓机、常规喷气式教练机三级训练体系就可以在很短的时间让航空联队形成战斗力。假如培训60名舰载机飞行员,每人每天着舰训练3次,那么航母每天着舰架次就为180架。以每1年200个训练日计算,每位飞行员就能进行600次着舰训练两年训练就可以着舰1200次。基本上都可以达到非常熟练的程度。(这期间就是栽到海或是撞到甲板上10几次也没太大关系)到第三年就可以直接驾驶战斗机在航母上精确着舰---也就意味着整个航母群形成战斗力!
太长了,没有看下的勇气
二楼小气,人家楼主码字的勇气值得学习
请楼主排一下版吧,看到一半眼睛就花了
看到飞艇就没敢看了,等无人机批量上舰,问题自然消失。
字太多,眼睛已瞎。。。。
顶楼主,可是能不能分多几段或穿插几张图?
多分几段,看得好累
楼主多虑了,着舰失败导致机毁人亡的几率本来就很小。
飞艇通舰根本模拟不了飞机,只能算观光。
所谓乒乓机如果太简陋第一无法保证飞行员安全第二达不到练习目的,没有什么优势,所以还是用常规舰载教练机就好
最后要说舰载机飞行员都是在成熟飞行员中选拔的,而楼主的设想似乎要从一个没接触过飞行的人培养飞行感觉做起。现有的培训体系是经过长时间的实践优选改进积累得来的,不是个别人拍脑门想出来的
写的还是很努力的,可惜没什么用
觉得文字太长简单啊,倒过来看就是了,前面是科普简介后面才是骨头精髓,飞艇通舰虽然不能完全模拟飞机,但成本极低,可以尽量模仿舰载机着陆过程。特别是它还有塑料挂钩可以完成挂钩练习,
乒乓机不存在太简陋的问题,它的第一任务就是保证飞行员安全,,这不就是优势嘛?,用常规舰载教练机撞一次就会机毁人亡。
乒乓球那个貌似有点欠考虑,F1保护车手的安全的前提就是让车体破碎来吸收撞击的能量。要考虑到能量的转换,如果做成完全能弹起来那种,我相信材料上面可以实现,但是里面的人弹一次以后很可能已经挂了。
才注意到,用飞艇模拟固定翼飞机着舰?还是转往军畅区吧。
以楼猪假设的800公斤飞艇,200公斤负载,140节降落速度进行动能计算,动能是一半的质量乘以速度的平方,质量单位是公斤,速度单位是米每秒,质量就算是1000,速度则是140节乘以1.8再乘以1000除以3600=70,那么结果就是1000*70*70/2=9.8*10的六次方,这个数值等于一发120MM脱壳弹的全部动能,如果有这种动能伤害下还玩不坏的技术还研究什么装甲技术
教练飞艇是不能用来直接着舰的,我不是说了吗,它只能用来通场飞行,做模拟挂钩的,真正用来着舰的是乒乓机,撞几下也没有关系,外面是高弹性材料,里面是防撞气囊,飞行员身上是充气护骨的防撞服,
楼主请你分段~~~