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快来扫肓:航母舰载机起降知识

舰载机要降落在航空母舰的甲板上,必须依靠一系列的辅助设备,而拦阻索、防冲网是必备的。在初期舰载机全是螺旋桨飞机,航空母舰的构造为直式甲板。甲板上设有10-15道拦阻索和3-5道防冲网,使飞机着舰在飞行甲板三分之二处停住,因为前方是停机区。舰载机进入喷气时代后,因降落速度太快而把航空母舰作了相应改进,采用了一些新式构造。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。美国海军备有4道拦阻索,第一道设在距斜甲板尾端55米处,然后每隔14cm设一道,由弓形弹簧张起,高出飞行甲板30-50cm。 当舰载机降落时,尾钩放下,其位置比起落架还低,着舰点在1、2道拦阻索之间为好,这就要求飞行员有很高的操纵技术。据美国海军统计,白天着舰的舰载机尾钩挂住2、3道拦阻索的合计约占62-64%,尾钩挂住第4道索的约为18%,尾钩挂到第1道索的约为16%。在夜间尾钩多挂住第3、4道索。如尾钩未挂住拦阻索,着舰机必须拉起复飞,这在白天约为5%,夜间则高达12-15%。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。舰载机停下后,拦阻索自动复位,迎接下一架着舰机的到来。

航空母舰上除了必备拦阻索、防冲网外,还需要信号和指挥系统及相应操作人员,最初航空母舰设有着舰引导官,当飞机降落时站在飞行甲板左端,双手持旗板打信号来指挥。随着重量大、速度快的喷气式舰载机出现后,如何使舰载机安全降落成为难题。1952年,英国设计出了早期的光学助降装置--助降镜。它是一面大曲率反射镜,设在舰尾的灯光射向镜面再反射到空中,给飞行员提供一个光的下降坡面(与海平面夹角为3.5-4度),飞行员沿着这个坡面并以飞机在镜中的位置修正误差,直到安全降落。而这项重要的发明有一段趣闻:这是英国海军中校格特哈特从女秘书对着镜子搽口红的动作中得到的灵感。

助降镜的出现为舰载机降落解决了重大的难题,使飞行员除了借助自己的目测和经验外有了更可靠的参照指示装置,英国在60年代又发明了更先进的“菲涅尔”透镜光学助降系统,现在成为航空母舰必备的降落辅助装置。它在原理上与助降镜相似,也是在空中提供一个光的下滑坡面,但比助降镜复杂多,透镜式光学助降镜的装置可发出5层光束。这5层光束与飞行跑道平行,和海平面保持一定角度,形成5层波面。这5层光束中间为橙色光束,向上向下分别为黄色和红色,两边为绿色基准光束。这些信号有利于飞行员判断着舰时的方位、角度,及时纠正偏差,保证正确的完成着舰动作。

当飞行员进入着舰空域时,开始观察助降镜提供的信号,当正准备降落舰载机的航空母舰一切正常允许舰载机降落时,打开一组绿灯,叫做切断灯,表示允许进入下滑的信号。飞行员开始进入着舰操作并继续观测信号,看见橙色光时表示方位正确能够安全的着舰降落;看到黄光表示方位过高而看到红光则表示方位过低,需要飞行员及时调整方位来避免失误或发生事故;看到绿光时表示偏左或偏右,需调整水平位置;当正准备降落舰载机而航空母舰上因特殊原因不能让其降落时,就需要打开在中央灯箱左右各竖排着一组红色闪光的“复飞灯”,同时关闭绿色基准灯和中央灯箱,舰载机飞行员这时迅速将发动机加力并拉升中止着舰动作并开始盘旋等待进一步指令。控制这些灯光的被称作着舰引导员,他们在舰后部左舷LSO平台上,分工观察着舰机的位置、起落架、襟翼、尾钩等的情况,一面与飞行员通话,一面操纵灯光信号。在舰岛上部左侧后部设有主飞行控制室,一名飞控官监视着飞行甲板和空中的情况,对着舰机的安全进行最后把关。在美国航母上,飞控官由老资格的中校级飞行员担任,并配有一名少校做为助手。

美国人在70年代雄心勃勃的实施了“阿波罗”登月计划,这是人类航天历史上的奇迹。美国人从“阿波罗”登月计划的实施中,发明研究了一系列尖端科技,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得到飞跃发展。美国人应用到航空母舰上研制了“全天候电子助降系统”。在航空母舰上装上精确跟踪雷达,测得飞机在降落过程中的实际位置和运动情况,将这些测得的参数输入计算机中心,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心进行比较,然后发射到舰载飞机的终端设备内,指令舰载飞机的自动驾驶仪自动修正误差从而准确着舰。“全天候电子助降系统”真正全天候使舰载飞机都能以几十秒的间隔不断地降落到狭窄的航空母舰甲板上。

美国在战斗机及相关技术方面的进展非常迅速,正在逐步实现战斗机自动降落。2003年4月22日美国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:1、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,在机头部位安装了大气数据系统(FADS)的试验平台,能提供AOA状态的速度、高度、温度和飞行姿态信息。2、推力矢量控制,使X-31A试验机能完成高难度机动动作。在离跑道2英尺高度完成了高精度、计算机控制的反旋机动(derotation maneuver),然后安全着陆。3、先进的高精度完全信标着陆系统(IBLS)。该系统将GPS信号与地面新标合成提供达到1.5厘米的定位精确度。美国海军估计ESTOL技术将降低着陆能量消耗38%,从而减少飞机和航母拦阻减速装置的磨损。

现代世界海军除了常规可折叠固定翼飞机外,又出现了一些设计先进的其他种类舰载战斗机,如美国的联合攻击战斗机F-35、V-22鱼鹰。F35将来可能是世界使用最多的战斗机,其中F35B是美海军陆战队和英国海军用的短距起飞垂直着陆型(STOVL)。F-35B、V-22鱼鹰现在都已经完成在航空母舰上垂直降落的实验,从飞机设计上降低着舰时的危险性、难度、条件限制。

舰载机着舰从单纯依靠飞行员的个人高超驾驶技术到完全由计算机自动控制、非常准确、高精度完成,这是技术上的飞跃,也是技术积累的结果。科技使过去复杂必须长期严格训练的着舰技术变得轻松简单,使蓝色海军之翼舰载战斗机能够更自由的飞翔。

对舰载机飞行员来讲,在航母上着舰是能展示自己高超的驾驶技术并使大伙略英雄本色的最佳机会.因航母上的着舰难度极高,甚至有人说在航母上的着舰是"人为控制的坠落".现在每个舰载机驾驶员都以自己的着舰次数来作为证明自己过硬本领的依据.这里就对大家感到好奇的着舰方式进行详细的叙述. VF-154在大海中驰骋的“跑道”上降落,比“登天”还难 对航母舰载机驶员来讲.弹射起飞并不难 。因为弹射器的压力调整 、弹射等几乎所有的操作是由飞行甲 板上的弹射器小组来负责进行 。难的是着舰 .着舰时驾驶员需要从很远处发现航母 ,确认着舰装置的状 态 .并与其他着舰机相互进行飞行状态的沟通。随着航母的航行而时刻变动的飞行航线 。不断摇晃的着舰 甲板 … … ,地上飞机驾驶员是无法想像飞行甲板上的着舰难度的。对飞行员来讲,远离陆上机场在一望无际的大海中进行的着舰是一个沉重的压力 。 弹射起飞中的雄猫着舰过程 根据离航母的距离可分为引导一待机一进场三个阶段。

着舰机从作战空域返回航母时,首先要接到来自 E-2C预警机的指示。但是 E-2C的主要任务是在作战空域里的警戒监视一旦E-2C忙于进行空中预警时,舰载机是无法受到E-2C的导航服务的,此时根据作战空域到航母的距离。增派一架E-2C预警机担当“导航参谋”的任务,以协助舰载机返航。舰载机从E-2C预警机得到的情报主要是离所属航母的位置和周边空中交通状况。

如果舰载机驾驶员发现自己的飞机出现燃料不足或机械故障.可直接与航母通话.使航母调整着舰机的着舰顺序.另外还能根据情况的需要,接受空中加油或通过航母与陆上基地取得联系进行紧急着陆.在正常状态下着舰时,着舰机在离航母200海里(1海里=1.85千米)远处接受航空飞行管制中心的航行管制和指挥,航空飞行管制中心设置在着舰甲板的舰桥下方的战斗指挥所的一角.航空飞行管制中心操作台的显示器上的黄色标志,是通过雷达捕捉到的航母周围200海里半径内的画面.从这里直接向着舰机或其他的己方飞机提供情报. 着舰机通过航空飞行管制中心获得离航母的距离 方位 高度 航母的航向.在周围飞行的其他舰载机的位置等情报.通过这些情报,着舰机可确认自己的正确位置,并利用导航计算机安全地接近航母.因为航母是时时刻刻移动的,因此驾驶员需要与航空飞行管制中心保持不间断的联系,不断修正航线.

航空飞行管制中心所在的战斗指挥所附近设有航母航空指挥中心(CATCC).在CATCC内设有指挥20~50海里以内空域的着舰机待机操作台,指挥20海里以内空域的着舰机进场操作台,它们由CATCC军官统一指挥.

着舰机待机控制台的操作人员向接近的着舰机传达现在的着舰方式,拦阻方式以及着舰开始的位置等.着舰机是从这一阶段开始进入真正的着舰过程.

着舰方式(一)天气状况良好,能见度很好时 在航母周围没有云,能见度超过5千米以上时,驾驶员运用目时的方式进行着舰.

采用目时方法进行着舰的着舰机在航母上空按长方形航线进行左回旋飞行.此时的航母位于长方形的右边线的中心,这一中心叫Point.1 。第二个边线中心叫Point.2,第三个边线中心叫Point.3,第四个边线中心叫Point.4。如果需要保持着舰待命状态,在不降低高度的情况下按这一长方形航线进行回旋飞行,每通过以次航母上空(Point.1)时与进场操作员取得联系,确认是否下达了着舰许可指示。

这一方式中的各种舰载机的飞行高度是F/A-18C是2000英尺(1英尺=0.3米),F-14A EA-6B是3000英尺,E-2C S-3B为4000英尺,各种舰载机互相保持着安全高度差。如果在同一高度上的舰载机数量太多,按1000英尺的高度差新增航线。考虑到这些舰载机在各自航线中回旋飞行时出现燃料不足的情况。在5000英尺的高度上特意安排了S-3B空中加油机。

一旦下达了着舰许可,着舰机从Point.4通过航母右侧直线上方把高度下降到600英尺的高度,在进入正式着舰状态(离航母正侧面1海里至2海里远处)之前一边维持600英尺高度,一边收回减速板。到达下滑位置后开始降低高度,逐渐加快下降率。在离后部指示灯(飞行甲板后端)3海里,高度325英尺处,目视确认菲涅耳光学助降装置(FLOLS),之后观察FLOLS的同时,一边按照飞机降落指挥官(LSO)的指挥靠近着舰地点。据说,此时着舰机驾驶员不能注视着舰甲板上的拦阻索,只允许观察FLOLS等仪器。 如果尾钩没有挂住4根阻拦索中的任何一根,LOS立即喊一声“bolter”,也就是重新着舰。着舰机上升到1200英尺高度后进行回旋飞行,等待再次下达着舰指示。

着舰方式(二)在1000英尺高度上云量增多时 从航母上看去在1000英尺~3000英尺高度上有云层。而且布满了5/8以上的天空时,则采用安全标准更高的方法。这一着舰方式的特征是因为云量很大,用目视确认是很危险的,因此在离航母15海里远处给每架舰载机设定叫“martial pattern”的航线。所谓的“martial pattern”是在6000英尺以上的高空按1000英尺的高度差设定的多层航线。在接到着舰许可指示之前,数架着舰机在“martial pattern”上的各自规定的航线上进行回旋飞行。接到着舰许可指示后在离航母12海里远的地点开始一边降低高度,一边进行左盘旋飞行。飞到离舰尾12海里远的地点开始降到1200英尺,保持1200英尺的高度到5英里处后,放下尾钩继续保持1200英尺的高度飞过航母直线上空。飞过舰首后向左转弯,降低高度,进入着舰状态。如果需要复飞,或需要改变着舰方式(因故障需要使用拦阻网)时,再次上升到1200英尺高度等待着舰着舰方式(三)航母周边的云层高度低于1000英尺以下时和能见度低于5千米时,以及夜间着舰时采用最安全的第三那种方式。 第三那种方式。进场和第二种方式一样首先在离航母15海里远处设定“martial pattern”。接到着舰许可指令后,从离开后部指示灯12海里远处开始降低高度,到了8海里处收回减速板,到了3海里远处确认FLOLS后,一边接受LOS和FLOLS的信号,一边进行着舰。如果第一次着舰失败,则用第二种着舰方式相同的方式进行从新着舰。着舰方式(四)在机体出现故障。燃料不足等意外情况下采用的紧急着舰. 着舰机在空中出现紧急情况时,飞机驾驶员直接与着舰军官取得联系听取解决方案。因尾钩或起落架发生故障而不能进行正常着舰时,如果接受空中加油后仍无法飞到地面机场,就不得不在航母上进行强行着舰。若故障机具备空中逗留能力尽可能先让其他着舰机进行着舰,并从航母上弹射起飞S-3空中加油加给故障机进行空中加油.此时,在着舰甲板上迅速把周围的舰载机牵引安全的停放区域里,在3号和4号拦阻索之间设置第5号紧急阻拦索,并立起阻拦网支架,展开尼龙拦阻网.

故障机在空中提前抛弃炸弹 导弹等搭载武器和燃料,最大限度地减少紧急着舰时发生火灾的可能性.全部准备工作结束后与通常着舰一样,引导故障机着舰.当故障机冲进拦阻网时一旁待命的P-18A消防车迅速靠近故障机前喷出防火剂,防止火灾的发生.救护小组迅速接近故障机救出机组人员,航空医疗负责人员用升降机把救出的机组人员送进舰内的医院里.

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