《舰载机归来》M1.pdf

舰载机归来——浅谈舰载机着舰尹敦兵航空母舰是就具备强大综合战斗力的海上“钢铁堡垒” ，但同时，这个漂浮的小城也是世界上最危险的工作场所， 试想一下， 在如此有限的空间内要实现一个常规军用机场的全部勤务功能， 难度可想而知 就拿舰载机着舰而言， 这就不是件容易的事 从舰载机座舱向下看去， 起伏不定的洋面上那游移的飞行甲板不会比一片树叶更大， 舰载机就必须竭力设法降落在这长度和宽度都很有限的飞行甲板上， 为了解决这个棘手的问题， 人们开发了一系列相关技术， 这些技术都是什么，它们又是怎样工作的？别着急，慢慢看信号灯 +信号旗最初的舰载机全是嗡嗡叫的螺旋桨式飞机， 当时航母也都采用直通甲板， 早期航母飞行甲板与机场相比过短和过窄， 因此飞机着舰点必须非常准确 靠前了飞机会冲出甲板洗“海水浴” ，靠后了则可能一头撞在航母舰尾上，毫厘之差都可能酿成大祸 能否准确掌握好着舰时的接舰点， 最为关键的因素是必须沿着合适的下滑轨迹降低飞行高度直至接舰 在相当长的一段时间里， 舰载机着舰主要依靠飞行员个人高超的驾驶技术， 但即便这些飞行员都是遴选出来的精英， 也常常难免忙中出错，造成着舰事故在总结了一些经验教训后， 人们设立了专门的 着舰引导官 （ LSO） 和飞控官，并配备了一些基本辅助降落信号灯， 引导舰载机着舰。

舰载机着舰时， 引导官会站在飞行甲板后部左舷平台上，对舰载机的飞行状态和舰船的运动状态作出判断， 并通过手中的信号旗， 及时将信息传达给飞行员； 飞控官在舰桥上部的主飞行控制室，监视空中舰载机和飞行甲板的状况，为舰载机安全着舰把最后一关引导官和飞控官非常人可以胜任， 要求具有良好的目测能力、 敏锐的判断能力和丰富的实践经验 在美国航空母舰上， 引导官和飞控官一般由老资格的飞行员担任，并配有一名助手，这种着舰引导方式一直沿用到 20 世纪 50 年代初光学助降镜从喷气式舰载机登上航母那天起， 新的麻烦也随之到来 由于喷气式飞机着舰速度太大， 即便对于经验丰富的引导官， 他也无法赶在事故发生前作出及时的判断和修正建议这个问题颇让人挠头，直到 1952 年，一道灵光闪过了英国海军中校格德哈特的脑海 当时这位中校走进办公室， 一位女文书正拿着小镜子抹口红， 女文书的这个动作激起了中校的灵感， 他立即回到自己的房间， 找来一面镜子， 把口红涂在镜面上作标志， 然后把镜子放在办公桌上， 对着镜子用自己的下颚接触办公桌的桌面很快， 格德哈特设计成功了第一代反射式光学助降镜 它是一面大曲率的反射镜， 从舰尾发出的灯光经反射镜反射到空中， 为飞行员提供一道与海平面夹角为 3.5～ 4 度的光束，飞行员沿着这道光束下滑，并根据飞机在镜中的映像修正飞行状态， 就可以顺利着舰。

反射式助降镜为舰载飞机着舰提供了良好的视觉参照物， 但是由于在海面行驶的航母舰体存在复杂的横摇和纵摇运动， 因此在飞行员看来这道光束无异于一根在空中乱舞的 “柱子” ， 要准确沿着这样的光束下滑，还真的需要娴熟的技术和过人的勇气随着舰载机飞行速度的进一步提高，反射式助降镜也开始“力不从心” ，人们开始研制新的助降装置 英国人再次开动脑筋， 于 20 世纪 60 年代发明了更先进的透镜式光学助降装置——“菲涅尔”助降镜（ FLOLS） ，这成为当前航母必备的降落辅助装置 “菲涅尔”助降镜通常设置在航母飞行甲板中部左舷，由 5组灯光组成， 一组为中间竖排的 5 只来源数据灯 （上面 4 盏琥珀色灯， 最下面一盏红色灯） ，两侧从外至里，各横排一组 7 只绿色基准灯，竖排一组 3 只应急禁降复飞灯以及竖排一组 4 只禁降复飞灯， 在应急禁降复飞灯和禁降复飞灯上部并排一组两只绿色切换灯（见文后图一） 5 只来源数据灯在引降过程中全部打开，但是由于菲涅尔透镜和双凸透镜的作用， 以及这些灯的排列设计， 飞行员只有在特定的下滑角度范围内才能够看到相应的灯光 （ 通常是最适宜的下滑角 3.5 度上下 1.7 度范围内能够看到。

整个 5 个灯室组成的菲涅尔指示灯组件为飞行员提供垂向约 1.7 度和横向 40 度的视场 ） 也就是说，飞行员在某一角度只能看到一盏数据来源灯 数据来源灯和绿色的基准灯配合， 就能帮助飞行员确定自己的下滑角度是否正确 如果飞行员看到的琥珀色灯光位于基准灯上方， 则说明自己下滑角度过高， 如果琥珀色灯光位于基准灯下方， 则位置偏低， 如果看到的是红色的灯光，那么自己必将和航母尾部“接吻” 飞行员最希望看到的，就是琥珀色灯光和绿色基准灯连成一线，这时飞机下滑角度不大不小，最惬意不过了光学助降镜又可分为近程的常规光学助降镜和远程的可视激光光学助降镜常规光学助降镜因其具有直观、稳定可靠、技术成熟、成本低、近距离性能好等优点而广泛应用于各种载机舰船上 同时近程的常规光学助降镜存在作用距离较短的缺点， 在良好的天气条件下， 也只能达到 4 海里， 因此留给驾驶员的反应时间很短， 一定程度上影响舰载机航迹的及时调整 特别是在雨雾等不良天气条件下， 作用距离更会大大降低 远程激光助降镜利用激光波束的直观性和精密性的特点并采用不同颜色和闪光频率特征，为舰载机驾驶员提供直观而精确的指示该系统的有效作用距离为 10 海里， 最远可达 15 海里， 即使在大雾的不良天气条件下， 其作用距离仍可达 3 海里， 而此时常规光学反射镜己无法工作。

飞行员利用激光光学反射镜可在 8～ 9 海里处切入下滑道，在 6 海里时即可较准确地捕捉到正确的下滑道， 因而有充分的时间进行航迹调整， 保证以正确的航线和姿态接近近程引导航路 由于进入近程光学引导系统作用范围时有较好的起点， 无需进行大的调整即可从容地安全着舰总之， 光学助降镜的应用是舰载机进行安全着舰的重要手段， 是航空母舰必备的舰载机着舰引导装置 它的出现使舰载机在夜间着舰成为可能， 并大大缓解了飞行员在黑暗和短小的甲板上着舰的紧张心理， 大大提高了舰载机着舰的准确率自动的期盼光学助降镜虽然有效， 但是一旦遇上风雨和浓雾， 其作用就会大打折扣 为此人们仍然需要新办法 要克服海上恶劣天候， 光凭光学仪器已经难以奏效， 此时美国人凭借先进科技逐渐找到了着舰引导的新途径20 世纪六七十年代的“阿波罗”登月计划，除了让美国人踏上了月球，还促使美国在此过程中开发了一些列先进技术， 如高精度雷达技术、 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等 美国将这些技术应用到航母上， 开发出了全天候电子助降系统 该系统由航母上安装的精确跟踪助降雷达和飞机上的相应终端设备组成 舰载机着舰过程中， 航母上的精确跟踪雷达实时测得飞机的实际位置和运动情况， 并将这些参数输入计算机， 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进行比较， 然后将修正指令发送到舰载机的终端设备，利用舰载机自动驾驶仪修正误差，完成准确着舰。

到 80 年代中期，全天候电子助降系统有了新的突破，美国麦道公司的 F/A-18A飞机，在进行了 64 次自动着舰试验后，终于将着舰误差控制在 6.7 米以内有了全天候电子助降系统， 不论白天黑夜还是雨天雾天， 舰载机都能够以几十秒钟的间隔不断地降落到狭窄的航母甲板上，实现全天候盲降全天候自动着舰引导系统的基本工作原理为： 当舰载机准备着舰时， 由舰载交通管理系统引导飞机至雷达截获窗口， 舰上精确跟踪雷达捕获飞机并确定舰载机的相对空间位置， 将所测得的信息输入舰上的着舰引导计算机； 与此同时， 由敏感舰船运动检测装置测得的航母运动信息也实时的传入着舰引导计算机 着舰引导计算机是全天候自动着舰引导系统的核心， 它根据收集的航母运动信息， 实时预报出航母在未来舰载机着舰过程中的运动姿态， 以此确定舰载机的理想下滑轨迹； 然后， 将飞机当前下滑轨迹与确定的理想下滑轨迹进行比较， 所得误差信息经导引律计算后， 以数据链的形式发送至舰载机， 由舰载机上的飞控系统不断纠正飞行轨迹，以实现沿着所设置的理想下滑轨迹着舰美国在战斗机及相关技术方面的发展非常迅速， 正在逐步实现战斗机的自动降落 2003 年 4 月，美国的 X-31A 试验机在帕塔克森特河海军航空站成功完成世界上首次完全由计算机控制的短距起飞和着陆 （ ESTOL） 机动。

实现全自动降落主要采用和改进了一些新技术， X-31A 试验机上装有高性能机载计算机组成的自动操控系统，机头安装了大气数据系统试验平台，能提供着舰过程时的速度、高度、 温度和飞行姿态信息 由于采用了推力矢量控制技术， X-31A 能完成高难度机动动作此外，先进高精度完全信标着陆系统将 GPS 信号与地面信标进行合成，提供了 1.5 厘米的定位精确度美国海军估计 ESTOL 技术将降低着陆时能量消耗的 38%，从而减少飞机和航母拦阻减速装置的磨损自动着舰指导作为一门综合性学科技术， 仍在不断发展 研究人员正在不断的探索着将新型控制理论与技术应用于着舰引导， 以期待有更高的着舰精度与安全保障 但这并不意味着舰载机在着舰过程中能够消除风险， 毕竟， 在浩瀚大海上，不由人类技术掌控的因素太多了拦阻装置一般而言， 航母上辅助舰载机着舰的设备除了着舰引导系统外， 还设有拦阻装置， 它包括有拦阻索和防冲网等， 拦阻索是在正常情况下缩短舰载机着舰滑跑距离的装置， 防冲网是在舰载机处于危急状况下着舰使用的应急装置 在螺旋桨飞机和直式甲板航母时代， 飞机着舰后必须在飞行甲板三分之二处停住， 否则就会冲入前方停机区， 所以在直式甲板航母上设有 10－ 15 道拦阻索和 3－ 5 道防冲网； 而现代航母上的喷气式舰载机降落时并不关闭发动机， 情况不好可以马上复飞， 所以拦阻索大大减少。

现代航母上一般配备 4 道拦阻索， 第一道设在距斜甲板尾端约 50-55 米处， 然后每隔 10-12 米设一道， 由弓形弹簧张起， 高出飞行甲板 30 到 50 厘米左右 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 米停止防冲网一般设置在第 3 根拦阻索处，平时并不设置，而放在跑道的舷边跑道两侧各有一根可以悬挂防冲网的支柱，放倒在槽内， 与飞行甲板平齐 通常如果着舰需要， 甲板人员可以在两分钟内支起防冲网 防冲网在每次拦阻后都会受到很大损伤， 所以所有国家航母上的防冲网每次使用后都要重新更换，决不允许重复使用技术 +规范引导和 拦阻 ？ 设备都有了， 舰载机也不一定能成功着舰， 没有严格的规范和技术要求， 数量众多的舰载机恐怕等不到着舰就会在空中乱作一团 在良好天气下， 也就是航母周围云量很少， 能见度超过 5 千米以上时， 驾驶员会采用目视方式进行着舰 此时他会驾驶飞机在航母上空按长方形航线逆时针飞行 此时的航母位于长方形的右边线中心 ,这一边的中心称为 P1 点，按逆时针方向，长方形航线其他三边的中心点依次称作 P2、 P3 和 P4 点。

在保持着舰待命状态时，舰载机飞行员会驾驶飞机在不降低高度情况下沿这一长方形航线回旋飞行， 每次通过P1 点时会与进场操作员取得联系，确认是否下达了着舰许可航母上的舰载机数量较多， 大家一起围绕这样一个长方形航线飞行绝对等于玩命儿， 因此如果准备着舰的舰载机较多， 会按 330 米的高度差新增长方形回旋航线， 也就是让多架飞机在不同的高度上盘旋等候为了防止有人不幸用光了燃油，往往在 1700 米左右的高度安排了空中加油机待命在得到着舰许可后，着舰机会从 P4 点开始结束无聊的回旋航线，开始下降高度飞抵航母的右舷上空，在 250 米高度左右以 550 千米 /小时到 650 千米 /小时的速度从舰尾方向进入，沿直线飞行一段时间，打开减速板， 180 度向左转到航母左舷侧，并放下尾钩和起落架，表示要着舰；速度降到 450 千米 /小时时收回减速板， 以 200 米高度。