在海軍博物館裏,講解員給同學們普及戰艦知識 :“蒸汽 彈 射有兩種彈射方式: 一種是前輪牽引式彈射,美國海軍 1964 年試驗成功。”
“我看過這方面的刊物,我知道 ,艦載機的前輪支架裝上拖曳杆, 前輪就直接掛在了滑塊上, 彈射時 , 由滑塊直接拉着飛機前輪加速起飛。”小聰悄聲說。
這樣 ,就不用 8 -10 甲板人員掛拖索和撿拖索了 。美國海軍核動 力航母 ,都採用了這種起飛方式。
“另一種是拖索式彈射 ,顧名思義 ,就是用鋼質拖索牽引飛機加速 起飛,這種彈射方式比較老。”講解員講。
劉傻子教授說,拖索式彈射時 , 甲板人員先用鋼質拖索把飛機掛在滑塊上, 再用 一根索引釋放杆 ,把其尾部與彈射器後端固定住 。彈射時 ,猛力前衝 的滑塊拉斷索引釋放杆上的定力拉斷栓 ,牽着飛機沿軌道迅速加速, 在軌道末端 ,把飛機加速到起飛速度 ,拋離甲板, 拖索從飛機上脫落, 滑塊返回彈射器 ,準備下一次工作。
王可博士說,有些航空母艦,在其甲板前端有一個“跳臺 ”幫助飛機起飛 ,即 把甲板的前頭部分做成斜坡上翹 ,艦載機以一定的速度滑跑後 ,沿着 上翹的斜坡衝出甲板, 形成斜拋運動,在剛脫離母艦的一段幾十米距 離內, 繼續在空中加速,以達到起飛速度。
劉傻子教授說,這種起飛方式 ,不需要複雜的彈射裝置 。但是, 飛機起飛時的重量,包括艦載機的載油量 、載彈量 、航程以及作戰半徑等 ,受到一定 的制約 。英國、 意大利 、印度和俄羅斯等國, 由於技術限制 , 無法研 制真正在技術和工藝上過關的蒸汽彈射器 ,所以, 只能在本國航母上採用滑翹甲板。 採用滑躍起飛艦載機的航空母艦,在載機起飛時 ,都 必須以 20 節(36 千米 / 小時) 以上的速度 ,逆風航行,以加大載機相 對速度 ,來幫助艦載機起飛。
夢弟夢見機器人驕子變成的飛機 ,載着他與小聰、小波 、小明、小燕子垂直起飛 。顧名思義 ,就是飛機不需要滑跑 ,就可以起飛和着 陸。機器人驕子說:“‘垂直起飛技術 ’是從 20 世紀 50 年代末期開始 發展的一項航空技術。 英國、 美國、 俄羅斯的一些航空母艦 ,採用這 種技術。 使用垂直起降技術的飛機機動靈活 ,具有常規飛機無可比擬 的優點。”
機器人驕子變成的飛機垂直落地後,小燕子、小波、小明、小聰、 夢弟開始議論垂直起飛的作用與意義。
“具有垂直起降能力的飛機 ,不需要專門的機場和跑道 ,降低了使 用成本。”小波說。
“垂直起降飛機 ,只需要很小的平地就可以起飛和着陸 ,所以,在 戰爭中飛機可以分散配置 ,便於僞裝 ,不易被敵方發現 ,大大提高了飛機的戰場生存率。”小聰說。
“ 因爲垂直起降飛機即使在被毀壞的機場跑道上, 或者是在前線的 簡易機場上也可以升空作戰 ,所以,對敵方的打擊具有很高的突然 性 。 ”小燕子說。
“ 由於要實現垂直起降 ,飛機的起飛重量只能是發動機推力的 83% -85%,這就使飛機的有效載荷大大受到限制 ,影響了飛機的載油量和 航程 。例如 ,‘ 鷂 ’式飛機的載重量爲 1060 千克時 ,作戰半徑只有 92 千米。”小明說。
劉傻子說,使用垂直起降技術的飛機,也有許多重大的缺點: 例如,垂直起落飛機在實戰中經常需要分散在野外 , 因此 ,它的維護也非常困難。
“我知道 ,通過在航母上安裝 12 度的斜甲板, 可以讓飛機滑跑躍 飛 ,再利用推力轉向 ,使飛機在推力不足的情況下 ,仍能在空中穩定加速。”小聰接着說。
垂直 / 短距起降飛機,是海軍青睞的機種 , 因爲, 艦船上的飛行 甲板的長度總是有限的, 垂直 / 短距起落技術就顯得尤爲實用。
驕子說:“垂直起降技術, 雖然不是一個新技術, 存在一些重大 弱點 ,但是, 它的優點十分突出 ,使人無法割捨。”
隨着航空科技的發展 , 垂直起降技術, 必將進入一個新的發展 高峯。“夢弟 ,又做夢了。”小聰打了一下夢弟的手臂,說。
夢弟醒來,小波與小明交頭接耳議論什麼。“我現在想瞭解什麼 是電磁彈射?”小燕子在問。
“ 電磁彈射 ,就是採用電磁的能量 ,推動被彈射的物體向外運動,與蒸汽彈射器相比 , 電磁彈射器的優點 ,主要是體積減小了很多 ,操 縱人數也要少百分之三十左右 。而且 , 電磁彈射器的彈射力度可控, 可以彈射無人機 ,缺點是耗電 ,但對於全電力推動的航母和核動力航 母來說不是太大的問題。” 指揮員李君說。
計算機姐姐說:“電磁彈射器是一個複雜的集成系統 ,其核心是 直線彈射電動機。這種電動機的概念 , 類似磁懸浮列車採用的技術, 與磁懸浮列車所不同的是, 磁懸浮列車的運動,是漂浮在空氣中, 而 彈射電動機帶有滾輪 ,帶着一個往復車沿彈射器軌道滑行。 工作時, 電動機得到供電 ,往復車在電磁力的作用下 ,拉着飛機沿彈射衝程加 速到起飛速度 。飛機脫掛後 ,往復車受到反向力的制動, 低速回到出 發的位置。”
指揮員說:“在技術方面, 蒸汽彈射器和電磁彈射器之間的差別, 如同老式蒸汽火車與現代磁懸浮列車之間的差別,這就決定了電磁彈
射器在性能上遙遙領先。美國海軍 cvn-21 級新型核動力航母 ,將取 代現役的 ‘ 尼米茲 ’級核動力航母 ,裝備 4 臺電磁彈射器的 ‘福特 ’ 號航母 ,正是該級航母的首艦。”
“觀察美軍的尼米茲級航母可以發現 ,航母上有兩條跑道 ,一條直 的、一條斜的 ,這是爲什麼?”夢弟問。
“斜的那條就是斜角甲板, 設置這兩條跑道的目的 ,是爲了便於航 母同時進行起飛和降落作業 。如果 ,只有一條直通甲板的話 , 飛機起 飛時 ,只得讓停放的飛機擠在飛行甲板後半部 ,而將前半部用作起飛 的跑道。” 指揮員李君說。
本來 ,只有一條直通甲板, 不僅影響了飛機的滑跑距離 ,還必須等飛機起飛騰出跑道 ,空中的飛機纔可以降落 。並且 ,稍有不慎 ,後降落的飛機 ,很容易碰撞到先降落的飛機上。
夢弟站在船上的欄杆邊做夢了 ,他看見船上的斜甲板自言自語:“爲什麼一定要安置斜甲板呢?”
“ 1952 年 2 月 ,英國人成功發明了斜角甲板。有了這角度 , 飛機降落 ,就可與停駐、的飛機和起飛作業區分流 , 同時 ,還可實現彈射和時進行。”機器人驕子與警犬小黑出現在他面前 ,驕子說。
警犬小黑在斜角甲板上跑動,夢弟細看,發現斜角甲板由斜 、直兩段式甲板組成 ,位於飛機甲板的左側,與艦艇艏艉中心線呈 6~13度夾角 。沒料到警犬黑子也說話了 ,它說:“回收區的角度相當重要。
角度愈大,對駕駛員着艦的難度就愈大。”驕子接着說:“此外 ,斜角甲板的設計 ,還可使降落區免遭左舷前彈從噴氣火焰擋板引出的熱氣流 ,從而降低空氣紊流的干擾。”
“通常 ,斜角甲板上只裝有供飛機降落用的阻攔索 。然而 ,極少數 航空母艦的斜角甲板上, 也裝有一兩座彈射器 ,其目的在於在沒有飛 機降落時供飛機起飛之用。” 夢弟居然聽見船上有一個救生圈在說話。 夢弟夢見自己坐在一架固定翼艦載機,在航空母艦上滑跑降落,
尤其是在夜間或在天氣不好的情況下,是最困難的,夢弟眼看飛機要 落在水裏 ,驚醒了。
夢弟述說了夢境 ,計算機姐姐笑了 ,要他聽指揮員說話。“以美國航空母艦爲例 ,降落過程是這樣的: 首先迴歸的飛機 ,要 進入環繞母艦的環型航線,以降低飛行高度和速度,有些時候 ,可能還需要脫離等待中的降落航線 ,去進行空中加油。”指揮員說。
“飛機在降落時 ,飛機的速度要降低到幾乎失速的地步 。飛行員將放下飛機的起落架 、襟翼與空氣減速板, 將攔阻鉤伸出 ,維持一定的速度和下滑速率。”計算機姐姐補充說。
指揮員李君說:“航空母艦上的降落官指揮飛機降落 ,他不斷地告訴飛行員 ,飛機離最佳情況的偏差是多少 。航空母艦上的降落指示燈提示飛行員 ,飛機下降時的角度是否正確。在航空母艦的飛行甲板後部,有四條攔阻索。”
指揮員李君又說:“飛行員必須讓降落的飛機在着艦的瞬間 ,用攔阻鉤掛上其中一條攔阻索。在最佳情況下 ,他應該掛上第三條 ,假如,他掛上前兩條 ,那麼 ,他的下降角度太平 ;假如 ,他掛上最後一條,
那麼 ,他的下降角度太陡。在着陸時 , 飛行員必須將飛機完全壓低,這樣 ,他可以保證鉤住一條攔阻索。”“假若飛機沒有勾住攔阻索呢?”小聰卻問。
指揮員李君回答: “在着艦的瞬間 , 飛行員必須將發動機開到最大, 這樣 ,假如他沒有掛上攔阻索的話 ,他可以在最短的時間之內, 加速 離開甲板復飛,以避免失速落入海中, 並重新回到降落航線 。攔阻索是由液壓制動的, 它在掛住飛機後 ,可以使飛機在 50 米內停下來。”
“假若飛機上的掛鉤壞了呢,有什麼方法讓飛機降落。”夢弟也提出一個問題。指揮員李君耐心解答 ,飛行員會依照甲板上的地勤人員的指示 ,將發 動機的推力降低到慢車 ,並且離開降落區。在緊急情況下 , 比如飛機 的掛鉤損壞了 ,飛機無法使用攔阻索降落停下來,在甲板上, 可以拉起攔截網來協助飛機迫降 。至於垂直 / 短距起降飛機 ,可不用攔阻索 降落 ,而是將飛機速度降低 ,直接在甲板上降落 ,並靠剎車停穩。 。