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最近感觉水贴越来越多,技术氛围有下降的趋势,发个科普贴吧。

既然是航母吧,就得多点航母相关的知识贴嘛,所以这次就发个与航母紧密相关的。

之前看到不少新人在讨论与航母相关的话题时,对航母有的认识有许多误区,所以汇总下,发个科普贴。今天上午手动排版人肉打字,难免有一些不好的地方,请各位多多包涵。

言归正传,就逐个说说这些误区吧。

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误区1. 飞机在航母上的起降, 只不过是把陆地机场缩短了点而已,其它方面是基本一样的。

新人常有这种认识。许多人认为,现代不少战机的滑跑距离都可以在500米内,要是再能缩短一些比如到350米,然后加长一点航母,就可以让战机像陆地机场那样自由起降了。

实际上,二者的区别是巨大的。

航母是一个海上六自由度运动的平台,它不仅在海平面上作平面运动,而且在海浪的作用下还会产生纵向和横向的摇动以及升沉运动。

航母甲板非常小,大如尼米兹也不过330米长,而这点甲板还分出了许多功能区:起飞区,着陆区,整备区,停机区,还有用来调度而留出的空间。真正用于起飞和着陆的甲板面积是很小的。尼米兹航母长330m,但实际起飞区只有100米左右的长度,着陆区也就那短短的一个斜角甲板,这个着陆区中也只有一部分长度可以用来飞机的着陆减速。

以上两点,导致了舰载机进行着舰时,必须进行十分精确的瞄准。这就需要一个很大的下滑角。飞机不再是平漂降落,而必须沿着一定轨迹从空中重重地砸下来,准确地砸在着舰区域中。这个区域是整个斜角甲板吗?No,比那还小得多,因为你不是落在甲板上就完事,你还要钩住拦阻索,你还要减速,万一没勾住,你还要加速复飞,所以必须在你着舰的位置后方还留有足够长度的甲板。事实上舰载机要在助降系统的引导下进行精确瞄准——瞄准第二道拦阻索。着舰的时候发动机不能减小推力,反倒要处于大油门状态,以防万一需要复飞。一旦钩不上拦阻索,飞机要立马用最大推力加速,利用降落甲板的最后一点距离将飞机加速到安全离舰速度,然后升空,重新调整姿势,再次尝试着舰。在气象条件较差以及夜晚等情况下,着舰复飞的概率非常高,经常出现连续复飞几次还落不下来的情况。

因此,舰载机整个着陆过程,从下降高度开始就与陆基飞机不同。陆基飞机一般是平漂式着陆,下滑角很小,而且对下滑轨迹要求比较宽松。而舰载机为了准确落在茫茫大洋上的一片小树叶的区域上,采用了大得多的下滑角,而且对下滑轨迹控制非常严格。在这种着舰方式下,飞机着陆的下沉速度要比陆基飞机大得多,引发撞击式着舰(也称硬着舰)。通俗点说,陆基飞机是轻轻飘落在跑道上,而舰载机是重重砸在甲板上。

看看下图的F18:

关于航母的一些常见误区,看你中招了没

这对舰载机的结构提出了很高的要求。普通的陆基飞机要是这么来一下,有可能直接给摔碎在甲板上了。有人称呼舰载机拦阻着舰为“可控坠机”。

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误区2. 弹射起飞适合重型战机,滑跃起飞适合轻型战机

一个很常见的典型误解。其实刚好相反。弹射器会限制飞机的大小,滑跃理论上反倒不限制。弹射器因为功率限制,只能弹射一定重量的飞机。太重的飞机只能将其加速到较慢的速度。而滑跃则是依靠战机自身动力,只要飞机的动力够强,推重比够高,理论上对飞机起飞重量并无限制。

关于航母的一些常见误区,看你中招了没

上图是C11弹射器的弹射曲线图。可以看出,随着起飞重量的增加,弹射速度直线下降,如果要弹射7万磅(31.7吨)的飞机,即使在最高的蒸汽压力下,也只能达到102节的速度,这个速度是相当低的,绝大多数战机无法在这个速度下飞起来。

滑跃真正限制的是,飞机的起飞推比。滑跃对起飞推比有较高要求。因为滑跃完全靠飞机自身动力来实现加速,所以飞机起飞时的自身的推重比就是至关重要的了。如果推比太低的飞机,无法在短短的滑跃跑道上将飞机加速到离舰速度,则就无法在航母上起飞。一架飞机的发动机推力是一定的,所以单就这架飞机来说,如果推比要高,则起飞重量就要降低。举个简单例子,假设一架舰载机发动机推力20吨,如果要求推比为1的话,则这架飞机只能以20吨的重量起飞,如果要求推比是0.8的话,这架飞机则可以以25吨的重量起飞。这就是广泛流传的“滑跃不能让飞机重载起飞”的由来。但要搞清楚两点:1.不能重载不是因为滑跃限制了最大起飞重量,而是因为限制了起飞推比。2.只要滑跃起飞距离够长,重载也是可以的。

所以用滑跃起飞的航母可能会出现这种情况:用十几吨的小飞机都无法满载起飞,但却可以起飞三十吨的大飞机(不限制绝对起飞重量,限制起飞推重比)。而弹射则可能会出现这种情况:太大的飞机的载弹量反倒比小飞机更小(不限制起飞推重比,但限制绝对起飞重量)。

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误区3. 弹射容易坏,所以实战中可能出现飞机无法起飞的情况,而滑跃没有这问题

弹射器是一个复杂的机构,当然有故障的可能。但是现代航母上一般都装有多部弹射器,同时坏掉的可能性很低。滑跃虽然没有故障问题,但是不代表它的可靠性就比弹射器高。它有其它的问题:最致命的就是对高海况的适应性。在风大浪大的高海况情况下,滑跃会变得很难起飞甚至无法起飞。而弹射对于高海况的适应性就远强于滑跃。

为什么?因为弹射器是约束起飞,飞机被固定在弹射器的滑块上,沿着轨道被弹射器牵引加速,飞机的轨迹被约束在一条直线上。而滑跃则是自由起飞,完全靠飞机自身保持起飞的轨迹。这样在侧风较大、舰体横摇、甲板被打湿等情况下,滑跃起飞的轨迹就可能难以保持在起飞滑跑线上,出现各种偏离,这种偏离过大就会导致事故。所以在高海况下,滑跃起飞不能出动的概率是远高于弹射的。

下图苏33的滑跃轨迹就已经出现了明显的偏移,如果海况再恶劣点,舰体横摇较大的话就很可能出事:

关于航母的一些常见误区,看你中招了没

另外,滑跃起飞占用的甲板面积远大于弹射。所以起飞区因为某些原因不能起飞的概率也高于弹射。比如甲板调度导致起飞区被占用的情况,滑跃出现的概率就更高。再比如因为某些原因甲板受损,滑跃不能出动的概率也高于弹射。

误区4. 弹射器重量太大,会占用很大的吨位,让航母变得更大更复杂。滑跃甲板结构简单,重量比较轻。

单纯对比弹射器和滑跃甲板,的确可以得出这样的结论。但当你和整艘航母放在一起考虑的时候,事情就反过来了。弹射可以大大提高甲板作业效率,而且弹射起飞占用的甲板面积远小于滑跃起飞。所以弹射虽然带来了增重和复杂性,但效率的提升却是巨大的。反过来说,在保持相同甲板作业效率的情况下,弹射只需要比滑跃少很多甲板面积。这样节约下来的重量,可比弹射器本身的重量大多了。滑跃虽然轻,但它却需要航母以更大的吨位来达到和弹射一样的作业效率。

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误区5. 弹射适合大航母,滑跃适合小航母

接上面第四个问题,其实道理是一样的。弹射器自己虽然重,但却为航母整体节约了更多的吨位。所以相同作业效率的前提下,用弹射可以让航母更小一些。因为滑跃起飞对甲板面积要求很高,只有在较大的航母上才能发挥战斗力。在小型航母上没有如此大面积的甲板,恰恰才更需要弹射器。二战时期美国大量建造的万吨左右的护航航母,就是因为有弹射器才能让其成为有效的航空平台。如果没有弹射器,这种微型航母的战斗力会大打折扣。

当然,如果使用鹞式这种VTOL或STOVL战机,则没有这个限制。但鹞式不仅结构复杂故障率高,而且其与常规起降的战机性能差距是巨大的。

至于F35B,有必要澄清一下,F35B是STOVL(短距起飞垂直降落)战机,而并非VTOL(垂直起降)战机。也就是说,F35B并非设计为垂直起飞的战机。当然,既然它具备了垂直降落能力,垂直起飞能力肯定或多或少具备一些,只不过这个能力实在惨不忍睹——假如F35B要垂直起飞的话,只能携带2.3吨的载荷(包括燃油和武器)。也就是说,F35B垂直起飞时,即使不带武器,也只能装37%的燃油,如果带了武器,燃油还得进一步减少。

所以垂直起飞的F35B,几乎没有多少战斗力而言。美军对其的要求是在两栖攻击舰上进行短距起飞。F35B在122米的滑跑距离上可以达到22.7吨的起飞重量,这样的话还有8吨载荷,可以携带6.1吨油和1.9吨的武器。但与真正在航母上弹射起飞的F35C比起来,还是差了很多。F35C可是能够以31.8吨起飞的,有效载荷达16吨,可以携带8.8吨油和7.2吨武器。

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误区6. 滑跃无法使用固定翼预警机

这是个伪命题。能不能起飞关键看你预警机怎么设计。

就像上面说的,滑跃对飞机的起飞推比有要求。预警机的推比一般较低,所以很多人认为滑跃无法起飞。但这个推比的要求具体是多少呢?不同飞机不一样,关键看你能不能在限定的滑跑距离内将飞机加速到离舰速度。这就涉及到一个离舰速度是多少的问题。虽然预警机的推重比相较于战斗机而言低很多,但它们的平直大展弦比机翼也使得其离舰速度比战斗机低很多,所以未必就不能用滑跃起飞。

美国在2005年有用鹰眼2000测试过,在12度滑跃甲板和25节甲板风下,E2可以在165米的滑跃跑道上以近25吨重量起飞。虽然这个数字还是有点不够漂亮,但至少说明了滑跃起飞预警机从技术上是没什么问题的。E2是为弹射起飞设计的预警机,如果能够专为滑跃而优化,相信表现会更好。

ok,先到这里吧。之后如果再看到其它的误区,我再收集汇总另外发帖吧。

大家能好好看完,能觉得对自己有帮助,我发这贴就值了。

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