中国又掌握一项舰载机关键技术 全球仅两个国家吃透

航母是微缩的机场,舰载机从飞行甲板上起飞相对容易,而要归航着舰却面临着极大的困难。尤其是在高速的喷气式战机应用到航母上之后,这种局面更是有增无减。现代的常规起降喷气式舰载战斗机,均采用拦阻着舰的方式。其下沉的速度非常之快,相当于陆基飞机的2倍,与其说是落到航母上,不如说是直接“砸”到航母上的。

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因此,外界往往将舰载机在飞行甲板上降落称为刀尖上的舞蹈。在航母上实现漂亮的起降,一则需要舰载机飞行员胆大心细,有着高超的驾机技能,另一方面则要求舰载机有足够的强度。两者缺一不可,否则会造成极为惨重的事故。飞行员的技能是通过长期培养形成的,而舰载机的结构强度要求,除了长期的技术摸索,也需要可靠的模拟实验。

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我国的第一种舰载机歼-15其实很大程度上就是仿制的苏-33舰载机的原型机T-10K,一方面原因是这种机型相对成熟,另一个方面是我国另起炉灶研制舰载机花费的时间多,技术风险大,对舰载机的结构强度没有很好的把握。美国之所以能够研制出高质量的舰载机,长期对结构强度的认知和积累贡献不小。而这些积累的重要来源之一,就是进行舰载机的全机落震试验。

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全机落震试验的难度非常之大,多年以来掌握这种试验技术的国家仅仅有美国一家。而根据我国官方媒体的报道,航空工业强度所已经在2017年12月15日完成了对某型飞机的全机落震摸底试验。根据我国最近几年的研究论文,很容易判断出进行的全机落震试验就是针对舰载机进行的试验。我国掌握全机落震试验,从规划到完成仅仅用了4年的时间,试验的成功也意味着我们成为世界上继美国之后第二个掌握这种技术的国家。

那么舰载机的全机落震试验究竟是什么试验技术呢?它就是要在实验室的环境之下进行大型的动态全机试验,模拟舰载机的真实着舰环境,以及着舰时的姿态控制、下沉速度模拟、航向速度模拟和机翼升力施加等等因素,并记录相关数据,从而为保证舰载机的结构强度服务。一般情况下,全机落震试验的步骤包括:检查试验飞机状态、飞机的起吊、检查试验飞机的姿态、确认试验飞机的高度、确认升力模拟系统的压力、开启机轮带转装置并确认着舰速度、开启投放装置、出发测试采集设备并记录试验数据。

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由于全机落震试验是一种模拟的实验室状态下的试验,因此没有办法像航母上那样来一次真正的拦阻着舰,而主要依据的是相对运动原理。进行试验的时候,由机轮带转装置使舰载机的起落架轮胎沿着飞机本身进行逆航向的转动,然后通过航向速度监控装置来监控飞机的机轮转动速度。达到预定值之后,舰载机被释放做自由落体运动撞击地面的测试平台。这个试验的原理看起来很简单,但实现起来非常困难。

首先是模拟舰载机着舰时的升力存在着巨大的技术难点,主要需要满足三个要求,即舰载机下降过程中不能因为施加升力而影响舰载机的着舰姿态、机翼升力大小应当保持恒定不变、施加机翼升力不能降低飞机接触测试平台瞬间的垂向速度。其次是舰载机着舰时的下沉速度不好掌握,而这个速度直接会影响到飞机承受的垂向冲击能量的大小,也直接关系到进行的模拟有没有实际参考价值。第三个方面是模拟舰载机航向速度的技术困难,起落架的机轮转速必须达到近似于舰载机在航母上着舰的转速,否则同样不具备实际意义。而仅仅是获得舰载机在航母上着舰的转速参数,没有长期的实践经验和积累是根本无从谈起的。

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正是由于上面的这些原因,很多国家都没能掌握舰载机的全机落震试验。我国能在短短四年时间里掌握这种试验技术,足以见得中国的科学家们有多么了不起。而全机落震试验技术的掌握,仅仅是中国掌握的诸多航母舰载机基础应用技术的缩影之一。随着时间的推移,相信我国科研人员能够在越来越多的舰载机研发领域取得更大的成果。(作者署名:云上的空母)

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