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11月23日，我軍飛行員駕駛國產(chǎn)殲-15艦載機(jī)首次成功降落航空母艦“遼寧艦”，一舉突破了滑躍起飛、阻攔著艦等飛行關(guān)鍵技術(shù)，受到世界空前關(guān)注。艦載戰(zhàn)斗機(jī)在運(yùn)動的航母上降落，風(fēng)險之高，難度之大，一向被喻為“刀尖上的舞蹈”。
這個“刀尖”有多?。繃a(chǎn)殲-15艦載機(jī)總設(shè)計師孫聰說：戰(zhàn)機(jī)以幾百公里的時速，必須精確落在甲板上4根阻攔索之間，每根阻攔索間隔10余米，有效著陸區(qū)域只有幾十米。
這個“舞蹈”有多難？統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：從1949年美國海軍開始大規(guī)模部署飛機(jī)到1988年，美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊損失了近1.2萬架飛機(jī)和8000多名飛行員。
軍事專家頻頻提到的“阻攔索”，究竟為何物？它如何幫助艦載機(jī)在航母甲板上“剎車”？請看本文解析。
艦載機(jī)“剎車”之難
一組對比數(shù)據(jù)，足以說明艦載機(jī)在航母甲板上降落“剎車”之難——
一般陸地軍用機(jī)場跑道長達(dá)千米，而航母飛行甲板一般不超過300米，可利用的降落距離只有100米左右，艦載機(jī)降落速度卻可達(dá)到300公里每小時。
此外，由于風(fēng)和艦尾氣流的存在，戰(zhàn)艦經(jīng)常出現(xiàn)持續(xù)的縱橫搖動和上下浮沉；降落過程中戰(zhàn)斗機(jī)的視界和下降軌跡存在誤差，也一定程度上限制了駕駛員視景——如此高的速度，如此短的距離，如此惡劣的環(huán)境，如果沒有阻攔索，艦載機(jī)安全著艦幾乎是不可能完成的任務(wù)。
阻攔索，更專業(yè)的說法應(yīng)為“航母阻攔系統(tǒng)”。它幫助飛機(jī)在有限距離內(nèi)強(qiáng)制制動，使最大過載和過載變化率保持平穩(wěn)，及時將系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。
航母阻攔系統(tǒng)內(nèi)部復(fù)雜，絕非眼睛看到的幾根阻攔索那么簡單。這一點，從其構(gòu)造原理可見一斑——
現(xiàn)代航母普遍使用的是液壓式阻攔系統(tǒng)，它由制動器械、液壓緩沖系統(tǒng)以及冷卻系統(tǒng)組成。其中，制動器械包括：產(chǎn)生制動力的阻攔機(jī)構(gòu)、保持制動缸壓力的控制閥、保證阻攔飛機(jī)后能夠迅速回位的蓄壓器；液壓緩沖系統(tǒng)，主要用于降低制動初始瞬間的過載，延長系統(tǒng)壽命；冷卻系統(tǒng)，則用來冷卻艦載機(jī)在阻攔過程中由巨大動能轉(zhuǎn)換成的熱能。
當(dāng)艦載機(jī)尾鉤掛上阻攔索后，阻攔索一邊通過滑輪阻尼器減緩飛機(jī)速度，一邊不斷把動能傳遞到壓縮空氣罐。此時，隱藏在甲板以下的整個阻攔系統(tǒng)同時工作，將沖擊帶來的巨大動能轉(zhuǎn)化為液壓油的熱能和壓縮空氣的勢能，使得飛機(jī)受到緩沖并實現(xiàn)制動。
降落阻攔步步驚心
雖然有了阻攔系統(tǒng)，艦載機(jī)的降落仍然令人提心吊膽。
對于飛行員來說，頂風(fēng)穿云駕駛飛機(jī)降落到搖擺不定的移動甲板上，無異于在鬼門關(guān)前走一回。這是一次從身體極限、飛行技術(shù)、意志品質(zhì)到心理素質(zhì)的極端考驗。在抵近航母的過程中，飛行員需要把航母甲板當(dāng)做一個移動坐標(biāo)原點，根據(jù)它不斷調(diào)整飛行姿態(tài)，爬坡、轉(zhuǎn)彎，觀察，控制飛行軌跡，保證準(zhǔn)確進(jìn)入降落航線，降落瞬間要完成收腹、收腿、繃緊肌肉等動作，否則強(qiáng)大的過載可能會造成脫臼、暈厥以及短時失明等損害。
艦載機(jī)也備受考驗。艦載機(jī)的載油量不能太多或太少，一旦發(fā)生事故，太多的燃油會引燃整個甲板，太少的燃油則會造成降落失敗后“逃逸復(fù)飛”計劃的夭折。飛機(jī)降落速度不能太快或太慢，太快容易引起過載而拉斷阻攔索，太慢則會導(dǎo)致飛機(jī)控制力減弱，不僅不容易鉤住阻攔索，而且一旦著艦失敗，很難再次拉起復(fù)飛。
阻攔系統(tǒng)驚險不斷。艦載機(jī)降落時事故最多的情況是阻攔索斷開。馬上拉斷還算幸運(yùn)，艦載機(jī)仍可保持較快速度立即復(fù)飛。如果在末端拉斷阻攔索，艦載機(jī)速度下降太多，就只有墜海一條路了。在飛行員發(fā)生問題、尾鉤放不下來、阻攔索斷開且艦載機(jī)必須降落等緊急情況發(fā)生時，阻攔系統(tǒng)中最后一道防線——阻攔網(wǎng)便會投入使用。它一旦使用，就會拉響警報，應(yīng)急人員會在最短時間做好救援準(zhǔn)備。使用阻攔網(wǎng)通常會造成人和艦載機(jī)的受損，一般不會危及生命安全。如果應(yīng)急人員使用阻攔網(wǎng)的動作慢了一秒鐘，后果就不堪設(shè)想了。
阻攔系統(tǒng)仍在進(jìn)化
目前，比較典型的阻攔系統(tǒng)，是美國航母普遍采用的MK7液壓阻攔系統(tǒng)。MK7使用了滑輪緩沖裝置，可充分消減飛機(jī)掛索的鋼索張力峰值，并消除阻攔過程中因滑輪轉(zhuǎn)速不同而引起的鋼索振顫。它適用范圍廣，重量變化較大的飛機(jī)可以在該系統(tǒng)作用下實現(xiàn)相同距離內(nèi)著艦降落。
隨著艦載機(jī)和無人機(jī)日新月異的發(fā)展，航母阻攔系統(tǒng)也正逐步提高相應(yīng)的靈活性和適應(yīng)性。
美國在“福特”級航母上使用的AAG電磁阻攔系統(tǒng)就進(jìn)步不少。在該系統(tǒng)中，滑輪阻尼器多了兩個測量拉力的傳感器。它可以直接把不同的拉力信號傳送給中央集中控制器，提醒其啟動相應(yīng)的控制程序，從而有效防止過載。此外，鋼絲繩卷筒替代了壓縮汽缸，它能通過控制初始電流和最終電流，達(dá)到均勻過載的效果。
電磁阻攔系統(tǒng)控制起來更靈活，特別是不同重量的飛機(jī)輪流降落時，只需按下按鈕，一切由自動調(diào)節(jié)裝置搞定。這就好比稱重時，磅秤需要人工不斷更換砝碼，而電子秤只需調(diào)整好測算狀態(tài)，即可連續(xù)工作。
總體來說，與液壓阻攔系統(tǒng)相比，電磁阻攔系統(tǒng)簡單輕巧，調(diào)節(jié)方便，操作容易，不僅縮短了反應(yīng)時間，還優(yōu)化了阻攔效果。不足的是，電磁阻攔系統(tǒng)發(fā)的電不易轉(zhuǎn)化使用，只能利用電阻消耗電量，節(jié)能方面不如壓縮汽缸。
采用電磁阻攔系統(tǒng)并不意味著能夠安枕無憂。它只不過在限制過載和反應(yīng)速度上有一些進(jìn)步，對降低事故率不會有太多幫助，特別是“逃逸復(fù)飛”和緊急情況處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，和液壓阻攔系統(tǒng)并無不同。
要徹底解決降落安全問題,垂直降落也是一種方法。它通過艦載機(jī)發(fā)動機(jī)方向可調(diào)的矢量推力來控制降落方向，能在不需要阻攔系統(tǒng)的條件下，實現(xiàn)垂直降落。但是垂直起降需要付出更大代價。除了飛機(jī)的作戰(zhàn)半徑和載彈量要打折扣外，著艦點甲板下面還要安裝復(fù)雜的散熱循環(huán)水管。事實證明，垂直起降飛機(jī)在航母上使用得不償失。至于這項技術(shù)在將來的發(fā)展前景，還需拭目以待。
接力導(dǎo)航
為了保證艦載機(jī)正確返航和著艦，現(xiàn)代航母都配備有戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航系統(tǒng)、空中交通管制系統(tǒng)和著艦引導(dǎo)系統(tǒng)。這是一場接力導(dǎo)航：當(dāng)距離航母300 公里時，歸航艦載機(jī)由戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航系統(tǒng)指揮引導(dǎo)；距離100公里時，由空管雷達(dá)接手；距離30公里時，再次由戰(zhàn)術(shù)空中導(dǎo)航系統(tǒng)引導(dǎo)；距離10公里時，自動著艦系統(tǒng)開始引導(dǎo)；距離3公里時，進(jìn)入艦上光學(xué)助降系統(tǒng)工作區(qū)域，最后據(jù)此著艦。
等待航線
這是一個直徑約為5海里的逆時針圓形航線。不同的飛機(jī)等待高度不同，最低的等待高度大約在600米左右。艦載機(jī)每次經(jīng)過航母上空的時候，與著艦指揮官聯(lián)系，以便獲得著艦許可?？紤]到有些飛機(jī)燃料不足，所以在高空還可能會安排空中加油。
著艦航線
在接到著艦命令后，艦載機(jī)在距離母艦10公里左右的地方脫離等待航線，高度下降到300米左右，在航母后方5公里處進(jìn)入著艦航線。此時，艦載機(jī)要關(guān)閉武器系統(tǒng)，確認(rèn)飛機(jī)的重量符合航母著艦的標(biāo)準(zhǔn)，然后打開減速板、放下攔阻鉤及起落架等，然后在航母左側(cè)再次轉(zhuǎn)彎，到達(dá)著艦中心延長線的后方，進(jìn)入光學(xué)助降系統(tǒng)的工作范圍，然后開始下滑降落。
“菲涅耳”透鏡
比起飛要難得多。著艦技術(shù)難度大、危險系數(shù)高，除了阻攔索裝置外，處于飛行甲板中部外側(cè)的“菲涅耳”透鏡等特種裝備，也起到重要作用。這是一組呈十字架狀的燈光組，在飛機(jī)進(jìn)行著艦訓(xùn)練時，這套燈光組會釋放出黃色、紅色和橙色三種不同色彩光的下滑坡面，并以這三種光來界定高低位置。黃色光是高的下滑坡面，紅色光是低的下滑坡面，橙色光是正確的下滑坡面。飛行員根據(jù)光所標(biāo)定的位置在橙色光區(qū)域內(nèi)下滑，就可以正確安全地著艦。飛行員如果飛得太高或太低，所能看到的只是黃色光或紅色光。
對中
戰(zhàn)機(jī)能否穩(wěn)定操控，準(zhǔn)確對正跑道降落，是任務(wù)成敗的關(guān)鍵。所謂對中，就是艦載飛機(jī)在著艦過程中，一定要盡量對準(zhǔn)甲板跑道的正中軸線，否則就可能撞上甲板上的其它建筑或停放在跑道旁的其它飛機(jī)。航母的飛行甲板均設(shè)計在靠左舷一側(cè)，與航母軸線形成一個向外的夾角。在艦載機(jī)下滑接近艦尾的過程中，由于航母不斷地向前行進(jìn)，造成待降的甲板跑道隨著航母運(yùn)動不斷向右前方平移。所以，飛行員在初次對中成功后，還要在下滑過程中根據(jù)跑道的平移情況，不斷向右修正航向，始終對準(zhǔn)跑道中線，直到艦載機(jī)安全降落在甲板上。
著艦指揮官
著艦指揮官，英文縮寫LSO，是向艦載機(jī)飛行員發(fā)出操縱指令、引導(dǎo)下滑道上的飛機(jī)安全著艦的軍官。著艦指揮是航母艦載機(jī)部隊的靈魂，艦載機(jī)飛行員必須無條件信任并服從LSO的指揮。美、俄、英、法等擁有航母的國家中，LSO著艦指揮官從成熟的艦載戰(zhàn)斗機(jī)飛行員中產(chǎn)生。他不僅飛行技術(shù)要讓其他艦載機(jī)飛行員欽佩和信服，還必須具備優(yōu)秀的指揮組織能力，同時對飛機(jī)的狀態(tài)和性能、飛行員的技術(shù)特點和性格必須十分了解，才能在第一時間指揮艦載機(jī)安全著艦。
逃逸復(fù)飛
為了最大限度地保證著艦安全性，艦載機(jī)著艦程序中還設(shè)計有非常重要的一環(huán)，就是艦載機(jī)的“逃逸復(fù)飛”。逃逸復(fù)飛機(jī)動是一種初速度不為零的加速直線運(yùn)動。在著艦時，為了防止掛索失敗，艦載機(jī)飛行員必須大油門下滑著艦，以保持“逃逸”速度。
