電影《壯志凌云》中,湯姆·克魯斯駕駛著F-14戰斗機在航空母艦上降落的鏡頭讓人難忘,據說這部電影吸引了許多美國青年加入美國海軍,可見其著實魅力不凡。駕駛著艦載機,尤其是固定翼艦載機在航母上降落,就像降落到大海上一片飄浮不定的樹葉之上,充滿了危機和不確定,歷來被稱作“有控制的墜落”。那么,這種墜落是怎么控制的呢?
航母提供廣闊空間
1914年,世界上第一艘航空母艦“皇家方舟”號由運煤船改造而來。而在此之前,實際上已經有軍艦搭載水上飛機了。自從飛機一出現,海軍界人士就想把它和軍艦結合起來使用。廣闊的大海是水上飛機最好的工作平臺,因此第一批艦載機也必然是水上飛機。早期的水上飛機作為軍艦了望哨的延伸,主要承擔偵察任務,軍艦并不給它配備跑道,只給它提供一個棲身的機庫。有的甚至連機庫都不要,飛機就露天固定在甲板上。水上飛機要使用時,先用吊車把它吊放到海面上,然后飛機自己在海面上滑跑起飛。任務完成后,飛機降落到軍艦附近的海面上,再由吊車把它回收上來。這個時候的軍艦為飛機付出的代價是最小的。
每次使用吊車都很不方便,人們開始想讓飛機直接在軍艦上起飛和降落。早期艦載機的起飛速度很低,只需要很短的距離就足夠了。人們在軍艦前面鋪設一段幾十米長的木制跑道就解決了問題。降落也一樣,只需要在軍艦后面鋪設同樣的一段跑道。
采用兩段局部的跑道,只能夠搭載為數不多的幾架艦載機。隨著航空技術的發展,艦載機的起飛速度和降落滑跑距離都增加了,短短的幾十米跑道再也不能滿足要求。同時人們也不滿足于只讓艦載機承擔偵察等輔助功能,需要大批量飛機上艦。這時候,有識之士讓軍艦做出了徹底的改變,拆除了甲板上一切多余的建筑,只保留一個島一樣的建筑作為指揮之用,這種甲板稱全通甲板,真正意義上的航母就這樣出現了。
航母為艦載機提供了盡可能寬廣的起飛和降落空間,然而航母的空間畢竟非常有限,將整塊甲板都給艦載機降落需要把整個甲板都清理干凈,代價實在很大,何況后來艦載機的速度增加到整塊甲板的長度也不夠了。
輔助降落設備出現
攔阻索就是這時候出現的。最早的攔阻索就是一根鋼索,它將艦載機的頭部絆住或者卡住螺旋槳從而使飛機停下來。后來攔阻索越來越復雜,先是在其兩端懸掛重物以吸收艦載機著艦的動能,后來改成了用液壓油缸和滑輪裝置吸收能量。今天,攔阻索已經成為了美國、俄羅斯和法國海軍的標準裝備。以美國海軍為例,著艦減速采用四根攔阻索,四根攔阻索間隔大約十多米,離地十來厘米。一般情況下,艦載機接觸航母后,尾部的著艦鉤鉤住第二根或者第三根攔阻索,液壓油受壓后壓縮氣瓶中的空氣,瞬間產生巨大的阻力讓飛機的速度急劇降低下來。
攔阻索雖然是標準裝備,但也有束手無策的時候,有時著艦鉤壞了無法使用,或者艦載機受損需要迫降,這時就只有靠攔阻網了。攔阻網是臨時性的措施,架設需要幾分鐘時間。艦載機需要迫降時,一頭扎進尼龍編織的大網里面去,很快就停下來。值得一提的是,攔阻網并不只是在航母空間上使用,在許多陸地上的軍用機場也有類似的裝置用于攔阻迫降的飛機,甚至有一些無人機就是以這種方式回收的。
有一點應當說明的是,第二次世界大戰之后,航母甲板的布局出現了重大改變。降落區甲板的方向從與航母航向一致變成了有一定的斜角。這樣艦載機的起飛和降落就互不干擾,如果降落失敗,艦載機前方也沒有別的障礙物,可以繼續拉起復飛。
海上降落困難重重
航母雖是人類建造的龐然大物,在大自然面前卻并不強大。海上不會風平浪靜,航母在茫茫大海中只是一葉扁舟,隨波逐流。要駕駛著飛機準確地降落在航母上,需要高超的技巧和無畏的勇氣。有了著艦減速裝置,只是解決了跑道短的問題。飛行員還面臨著許多挑戰。
首先在航母上著艦的速度比在陸地上著陸的速度要大,因為飛行員要考慮到著艦失敗復飛的情況,需要維持最小安全速度。其次在大海上尋找航母這樣一個目標并不容易,航母比陸地上的機場小多了,并且是在運動中的,這些都使得將飛機準確降落到航母甲板上十分不容易。因為這兩個因素,航母艦載機的降落被稱為“有控制的墜落”。
因為是“有控制的墜落”,所以著艦指揮控制系統是必不可少的。美國的航母通過雷達引導艦載機進入正確下滑航道,然后再發出著艦指令。最早著艦指令是通過手旗發出的,但后來飛機速度越來越快,手旗速度受到限制,為了確保安全降落,開發出了光學助降系統。
1960年,“富蘭克林”號航空母艦上正式安裝了第一套光學助降系統。光學助降系統由透鏡向飛機發出不同的光信號。在雷達引導飛機接近航母之后,飛行員通過看到的燈光判斷他是否位于正確的下滑航道上。在不同的方向和下滑角上,燈光顏色是不一樣的,飛行員可以據此調整飛行姿態。今天的光學助降系統比最初的有了很大進步,飛行員能夠在10海里之外看到激光指出的下滑航道,只要沿著下滑航道降落,艦載機就能準確降落在航母上。同時航母上也有飛行指揮官監視艦載機的降落過程,如果發現偏移會及時發出指示信號。
現在,大部分的固定翼艦載機都采用攔阻索加光學助降系統的方式。包括美國、俄羅斯和法國。但這種方式過于復雜,人們一直追求直接簡單的著艦方式。英國的“海鷂”是一個典型,“海鷂”通過可旋轉的發動機噴口可實現垂直和短距起降,在實際使用中一般是采用滑躍起飛,降落時通過旋轉發動機噴口在極短距離內不依靠攔阻索降落。但“海鷂。不具備超音速飛行的能力,蘇聯的雅克-141是第一種能夠超音速飛行的短距起飛、垂直降落飛機。雅克-141本來是要登上“庫茲涅佐夫”號航母的,遺憾的是,由于蘇聯解體,這個項目沒能繼續下去。今天,俄羅斯僅有的一艘“庫茲涅佐夫”號攜帶的是滑躍起飛、攔阻降落的蘇-33。
美國人也并不排斥垂直降落,在其“塔拉瓦”級和“黃蜂”級兩棲攻擊艦上,也采用了引進英國專利生產的“海鷂”,美國編號為AV-8B。V-22“魚鷹”可通過傾轉螺旋槳實現垂直起降,是一種介于直升機和固定翼飛機之間的飛機,美國海軍計劃用它取代大部分直升機。在美國新一代聯合打擊戰斗機F-35計劃中,海軍陸戰隊特別強調了垂直和短距起降性能,并不惜付出重量和金錢的代價。這表明,實現艦載機的垂直起降,仍然是人們孜孜不倦追求的目標。
[責任編輯]唐 宇