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让飞机在航母上起降通常有三种方式,一种是采用弹射/阻拦起降方式,一种是滑跃起飞/阻拦降落起降方式,再就是让使用垂直起降战斗机。二十多年前美国的一位青年工程师提出了这样的设想;用直升机吊着战斗机实现在普通军舰上起降,在中国十多多年的网上军迷关于中国如何发展航母的讲座中,也有人提出用这种方法实现中国海军拥有海上航空兵力的目的,如果这种设想能成为现实,则可以说这是让飞机上舰的第四种方式了。实际上在直升机技术发展成熟后的几年间,就已经有人在设想利用直升机帮助舰载机在舰上起降,从许多人的设想中可以看出,该设想在理论上没有问题,就是在具体实施上缺乏优化,不能充分体现该设想的闪光之处!本文在该设想的基础上进行了“实用性”的进一步完善,以使其更具有“可行性和利用的价值”完善后的方案完全可以使一个国家在少花钱的情况下就比较容易地获得一定的海上航空兵力。

用直升机帮助战斗机在舰上起降的原理非常简单;在大型直升机的机腹下设置一个长十多米的吊杆,在舰载机的机身上设置一个一米多长的挂钩杆。当舰载机起飞时,直升机率先起飞,悬停在位于甲板上舰载机的上方,通过人工或机械使吊杆与飞机上的挂钩对接,然后直升机开足马力将舰载机吊起,吊到一定高度后,直升机就开始和舰载机一起向前加速,待速度达到舰载机的最低飞行速度后,直升机就使吊杆松开挂钩让舰载机进入自由飞行。当舰载机返航时,直升机在舰载机的上方与舰载机一起同速飞行。设法使吊杆与飞机上的挂钩对接。对接过程“基本上”可采用空中加油技术来完成。对接完后,直升机就可吊着舰载机逐渐减速,接着悬停在军舰甲板的上方,直到将其吊放到军舰的甲板上。

用直升机帮助舰载机从舰上起降无论在技术上还是在战术上都有很大的吸引力,想一想还有比这个方法更简单有效的吗?只需在飞机上设置回收钩,就可让普通的飞机变成具有“垂直起落”性能的舰载机,而且飞机的性能不受影响,天下竟有这样的好事?直升机助降技术上可使改装的上舰战斗机避开常规舰载机为应付弹射/阻拦过载必须加强机身结构强度、增强起落架和提高起降性能等一系列影响飞机总体性能的措施,也没有垂直起降飞机所需要解决的低速操纵、废气吸入、发动机喷管转向、飞机总体性能协调等一系列复杂高深、难于预测的技术问题,大大“简化”了舰载机的设计问题。直升机助降的舰载机性能远远高出垂直短距起降飞机,使飞机上舰有了更为实际和迫切的意义。在经济上则为飞机上舰创造了一种新的道路,为航母的小型化创造了条件。用直升机帮助舰载机在舰上起降可以说在技术上没有大的困难,基本上可以采用现成的技术,实施起来也比较容易。实际上用直升机帮助舰载机完成起降过程的想法早在直升机被大量使用后,就产生在许多军人专家的头脑中,这并不是瞎猜,当喷气发动机刚发明时,马上就有人把它用到飞机起飞助推器上,世界发明史也说明,一个重要的发明或发现出现后,总会有人连想到它的其他所有用途,英国就有一分专利描述了用无人直升机帮助鹞式飞机增加起飞重量的方案,我国也有许多渴望中国海军拥有航母的军迷建议发展直升机助起降技术。

用直升机帮助舰载机实现垂直起降在技术上是比较容易实现的,那么为什么到目前没有实现呢?,在飞机发明后的几十年间,许多国家都进行过子母飞机的试验工作,试图用一架大飞机驼载一架小型飞机起飞,借此提高小飞机的航程。这种方法看起来挺有吸引力,但经过各国的试飞发现,这种方案有一个严重的缺点,就是要求驼载飞机要足够大,而被驼载的飞机要足够小,用直升机帮助舰载机起降也有这方面的限制。象美国的CH-53大型直升机,最大外挂重量为十吨,而许多舰载机的起飞重量都超过了十吨以上。大型直升机的最大飞行速度通常只有230公里/小时,而舰载机在实施加油时,为保证对接顺利,飞行速度最少也得在400公里/小时以上。飞行速度慢在吊挂战斗机起飞时到还没什么,在上百米的高度上把飞机投下,飞机自己完全可以安全地进入自由飞行,在回收时速度慢就是致命弱点了,在200公里/小时的速度范围内,战斗机尾翼气动操纵效率就太低了,保持平飞都很难,要完成与直升机吊杆的对接是相当不容易的。从使用的角度看,大型直升机机体庞大,专门为回收一架或几架战斗机配备一架重型直升机,效费比就得商榷。重型直升机飞行速度又慢,执行作业耗用的时间就多,如在航母上使用,就得为航母配备较多的大型直升机,这就会影响舰载机的装载量。正是由于多方面的原因削弱了直升机帮助战斗机起降方案的优越性。那位美国工程师设想的是在大型军舰上采用这种方法布置战斗机,碰到的问题会更多,而拥有多艘航母的美国海军对这种建议是不感兴趣的。

要想让直升机帮助战斗机实现垂直起降落的设想成为现实,还必须对这一方案作出进一步的优化!鹞式飞机能成为一种实用的舰载机,采用从跃飞甲板上滑跑起飞的方法功不可没,美国的F—35B能在现在的技术条件下成为现实,也是因为采用了“短距起飞、垂直降落”的设计思想,同样直升机帮助战斗机起降也可以依靠恰到好处的设计思想来弥补技术上的不足,也就是说需要对设想作进一步的完善。很显然短距起飞、垂直降落的设计思想可以帮助解决现有直升机起重力不足、配置数量受限制的问题。采用弹射起飞或滑跃起飞巳有现成的经验供使用,让战斗机全重起飞是不成问题的,由于燃油的消耗,许多舰载机的着陆重量都要比起飞重量轻60%或更多,只用直升机帮助战斗机降落,这就降低了对直升机起重能力的要求。直升机只用来回收舰载机,则工作量就可减少一半,一艘轻型航母上配备两到四架回收直升机就可满足需要了。这种配备了4架直升机的航母除了舰载机的数量少三四架外,在效费比上要比搭载鹞式飞机的航母高得多。当然还要解决直升机最大飞行速度与舰载机最小飞行速度有差距这个重要问题,这就不能光靠设计思想了,还需要对直升机作些改进。

帮助舰载机降落恐怕是直升机用途的最后一个领域,当然要对直升机提出一些特殊的要求。回收直升机不但要吊挂能力大。而且要飞行速度快,以便能缩短每次回收战斗机的作业时间。为达此目的,可以考虑在直升机的机体两侧各加装一台能绕轴偏转九十度的喷气发动机,它们所产生的推力可大于十吨。回收直升机如用这两台发动机产生推力。则直升机的飞行速度就可以大幅度增加,向下偏转产生的升力也可使直升机的提升力达到够用的水平。直升机的飞行速度快,不但可以满足回收飞机的需要,而且可以节省每架次作业的时间,这样一艘搭24架舰载机的轻型航母只需三到四架直升机就可满足飞机的降落需要。为了防止喷气发动机向下偏转时喷气流打在吊挂着的战斗机上,向下转动时的方向要稍向外偏,这样两台发动机的喷流就可向两侧斜下方向喷出。

辅助动力的采用可以使直-9这样的中型直升机成为合格的助降直升机。但对于专用的帮助舰载机起降的直升机来说,全新研制有着特别重要的意义。专用的回收直升机最好采用二十多年前美国提出的“共轴旋翼—前行桨叶”设计,这种方案巳证明可使直升机的飞行速度提高到每小时五百多公里,这种旋翼由于采用的是刚性结构,在旋翼直径一样的情况下,悬停和低速飞行时的升力是普通旋翼的两倍,操纵性能也很出色,特别适合用于回收直升机。在加装了辅助发动机后,这种直升机的尺寸不变,但提升能力可比同类型的机型增加两倍以上。

为配合直升机的回收,战斗机也可以适当改进,特别是应该采用矢量推力技术,这有助于降低最小平飞速度,以加快与直升机的对接。有了可靠的战斗机回收直升机后,搭载高性能舰载机的航母就不再是富国的专利了,该方案既可用以大型航母,也可用于中小型航母,更可使袖珍航母成为现实。最小的航母排水量可以小到8000吨以下,这种航母搭载十架高性能的舰载机,前甲板上设置两台弹射器或一个滑跃甲板,配备两架回收直升机就可以满足回收的需要。起重力巨大的直升机还可以作为舰队中的补给直升机,为加快补给效率作出贡献。关键时该也可将辅助发动机折除,换上短翼挂架执行攻击任务。

直升机助降的设想在有了合适的回收直升机后,就基本上是完善了,但为了进一步提高这种舰载机上舰方案的实用性和使其更有吸引力,还有必要将其进一步改进。弹射起飞时飞机本身的发动机推力也往往开足马力,而对于直升机助降来说,舰载机本身的推力没有被用上,不能不说是一种潜力的浪费,如果能让飞机的动力也能承担自身的一部分重量,不就可以让普通的直升机也能承担回收任务了吗?也许可以将飞机上的回收钩设置在座舱的前面,这样在两机对接后由于速度的逐渐降低,舰载机在直升机吊挂力的作用下就会逐渐抬头,迎角增大,到最后舰载机被呈垂直状吊挂在直升机的下方,此时舰载机的自身重量大部分由本身动力承担,回收直升机只提供舰载机机身的稳定性。由于气动力的急剧变化,战斗机在被吊挂飞行时可能倒出现前后摆动现象,此问题可以通过矢量推力和发动机的“一体化”控制来解决。机头上仰的舰载机怎么被吊放到甲板上呢?要解决这个问题也很简单,英国一家公司在十多年前提出了用起重机械臂帮助鹞式飞机起降的方案,就是用机械臂吊着鹞式起飞或在空中回收悬停的鹞式机,这种方法也可用于直升机回收舰载机,可在座舱的后部再设置一个起重吊钩,当直升机吊挂着舰载机飞到母舰甲板上空后,甲板上的起重机械臂抓住飞机上的起重吊钩后,直升机上的吊杆就可以下放开回收钩,此时起重机械臂开始负担舰载机机体的重量,随着直升机吊杆的下放,机身就可在起重吊钩的吊挂下回愎到水平状态,然后机械起重臂把飞机吊放到甲板上。

让舰载机通过滑跃起飞,只是用直升机帮助舰载机实惠“垂直降落“就使得军迷们的设想有了相当大的实用性和非常浓厚的军事意义。因此下面就根据以上思路提出了一种滑跃起飞、直升机助降袖珍航母方案。现有的各种航母,不论是大型的还是轻型的,一律都是把舰岛设置在舰舷右侧,无一例外,几百吨重的舰岛偏置在舷侧,会给航母的设计带来很多麻烦,存在着舰体振动、结构强度疲劳等缺点。本方案考虑到使用弹射(滑跃)直升机助降袖珍航母的飞行作业特点,把舰岛设置在舰体的中部,以避开舰岛偏置带来的麻烦,同时还能节省上百吨的加强结构重量。这样做也有助于提高飞行甲板的利用率,因为舰岛偏置,象无敌级这样的航母为了降低重量的集中,迫不得巳采用“拉长的舰岛”,设置在甲板中线上后,舰岛的截面形状就不必再拉长了,这就增加了甲板后部的可利用面积。航母动力排烟道垂直从轮机舱伸出,把机库中部一分为二,这样做并不会影响机库的装机容量,因为排烟道放在边上也会减少机库空间,放在中间会减少烟首长度,既节省空间和结构重,又能提高动力的热效率,优点是相当大的。如果是采用燃气轮机—电力推进,则不存在排烟道通过机库的问题。

袖珍航母排水量比较小,本方案排水量八千吨,舰体长度大约为180米,对于采用滑跃起飞的方案来说,充分利用舰体长度供飞机起飞滑跑是非常重要的,因此该设计方案引入了导轨滑跃起飞概念,就是为滑跃起飞的飞机准备了起导向作用的滑轨,这样一来,加速的飞机就可以让一侧机翼伸出舷外,起飞跑道占用的甲板面积就可以得到控制,两条起飞跑道总共占用的面积还不如巳有方案一半。导向滑轨可以固定甲板上,离舷边的距离在五米左右就可以了。可以通过一个滑块卡把飞机前起落架卡在滑轨上,当飞机离舰时,这个滑块卡自动脱落,掉入“回收角”。为了尽可能地增加起飞重量,滑轨可以从舰尾两侧一直延伸到舰首跃飞甲板上,这样来,滑轨就不是直线了,不过不要紧,在飞机加速开始阶段,速度不是很大,曲线处的离心力很小,飞机是可以安全通过滑轨的拐弯处的。为保险起见,还可以适当垫高曲线段外侧甲板,以让加速的飞机能顺利通过。让舰载机沿着导轨滑行起飞,这样飞行甲板面积和宽度就可以控制在比较小的范围内,有助于减少甲板的外伸结构重量。为增加起飞重量,还可以考虑采用喷气助推器,滑行距离达到150米,这就为发挥助推器的作用创造了条件。如果电磁弹射器重量能减轻到可用的程度,也可以再安装上两台电磁弹射器。为了尽可能提高舰载机的起飞重量,在起飞阵位处还采用了起飞轮挡式制动器,这种装置配合几乎和舰长相等的滑跑距离,就可以使FC—1这样的轻型战斗机能以陆地的起飞重量顺利起飞。为适应机群的快速起飞需要,起飞跑道的初始段分节设置四个喷焰挡板和六套轮挡式制动器,在临战时可以让六架飞机处在起飞状态下,可以在短时间内让这六架舰载机以每13秒就起飞一架的频率快速起飞。英国人为鹞式战斗机设计了帮助起飞降落的“天钩”,这是一种特殊起重吊臂,可以把鹞式战斗机从甲板上吊到半空中起飞,或者把鹞式战斗机从空中接住后放到甲板上,这种起飞降落方式的好处是整个飞行甲板不再受鹞式战斗机起降落时发动机喷流的吹拂干扰影响飞行作业了。本方案也采用天钩起降方式,同时结合舷侧放下的舷板,可以顺利完成舰载机从机库和飞行甲板之间的转移,与现有和飞机升降机相比,这种运输系统重量比较轻,运输效率高,升降飞机的速度要比升降机节省一倍的时间,还可以在甲板上把一架飞机从另外几架的头顶上吊运到起飞阵位,也提高了甲板的利用率。两台起重分别机可以沿着滑轨向后移动,这样一台起重机不但可以吊动两舷上的吊板上的舰载机,也可以向后移动起吊舰尾后部吊板上的舰载机。

航母具有相当大的战略和战术上的使用价值,对于技术相对落后国家来说,也是一种弥补技术不足的方案选择,但由于造价高昂,使得想拥有它的许多国家望而却步,用直升机回收舰载机的做法显然可以为发展出造价低廉的轻型和袖珍航母创造条件,也为发展造价相对低廉的大中型航母提供了可能,只要在平时做好相应的准备,靠采用这种方案甚至可以在急需的时候把合适的船舶改为应急航母。由于这种航母设计方案有别于现有的各种航母方案,也与搭载鹞式飞机的英国无敌级航母有本质的不同,因此我们可以把这种航母方案滑跃起飞/直升机回收航母。