海上彎弓：艦載機(jī)的騰飛之路

　　海上彎弓：艦載機(jī)的騰飛之路

　　■趙鳳權(quán) 姜子晗 趙 楠

　　上個(gè)月，印度“光輝”艦載機(jī)在“維克拉瑪?shù)賮啞碧?hào)航母上完成首次航母著艦試驗(yàn)。雖然印度國防部已宣布將大批量采購國產(chǎn)“光輝”戰(zhàn)機(jī)，但囿于其有限的作戰(zhàn)性能，印度海軍明確表示該機(jī)僅作為艦載教練機(jī)使用?！　?/p>

　　海軍航空大學(xué)某基地組織晝間航母資質(zhì)認(rèn)證，飛行學(xué)員駕駛殲-15戰(zhàn)機(jī)著艦。新華社發(fā)

　　對(duì)于海上作戰(zhàn)來說，航母是制勝重器。它的最大優(yōu)勢(shì)是具備立體攻擊能力，這種攻擊能力很大程度上來源于艦載機(jī)。可以說，艦載機(jī)是現(xiàn)代航母的靈魂，其自身及配套設(shè)施的研發(fā)制造水平考量著一個(gè)國家國防工業(yè)發(fā)展水平。

　　目前，世界上僅有少數(shù)國家具備打造艦載機(jī)體系的能力。那么，如何提升艦載機(jī)作戰(zhàn)能力?又需要攻克哪些技術(shù)難題?本期，海軍航空大學(xué)高級(jí)工程師張廣興為您解讀——

　　？ “利箭”鋒從磨礪出

　　百年海權(quán)爭(zhēng)奪，艦載機(jī)這枚“利箭”的鋒刃被一次次淬火磨礪，走過了漫長的發(fā)展之路。

　　時(shí)光撥回至1910年一個(gè)清晨，“伯明翰”號(hào)戰(zhàn)列艦上，船員們急匆匆地搬開甲板上的物品，為一架螺旋槳戰(zhàn)機(jī)清理出一條筆直跑道。午時(shí)，飛行員尤金松開剎車，猛推油門，駕駛戰(zhàn)機(jī)滑出跑道一飛沖天——這一次，他駕機(jī)完成了人類歷史上的首次艦載飛行。

　　30多年后，麥克唐納公司成功研制出世界上首架噴氣式艦載機(jī)FH-1，將艦載機(jī)發(fā)展帶入噴氣式時(shí)代。不過，無論是螺旋槳還是噴氣式，艦載機(jī)飛行技術(shù)攻關(guān)始終是航空設(shè)計(jì)師為之頭疼的難題。

　　如何讓艦載機(jī)順利起飛?各國航空設(shè)計(jì)師首先在“力”上下功夫。麥克唐納公司汲取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在F2H艦載機(jī)(FH-1升級(jí)版)上搭載2臺(tái)加強(qiáng)型發(fā)動(dòng)機(jī)，有效解決了舊機(jī)型動(dòng)力不足的問題。法國一家飛機(jī)制造公司另辟蹊徑，通過改造“北風(fēng)”艦載機(jī)翼面氣動(dòng)布局，“巧借東風(fēng)”實(shí)現(xiàn)快速起飛。

　　然而，御風(fēng)而行只是入門，要想磨礪海上“利箭”，還要攻克3道難關(guān)：

　　一是強(qiáng)度關(guān)——增強(qiáng)機(jī)體結(jié)構(gòu)韌性。如果將陸基飛機(jī)起降比作放風(fēng)箏，那么艦載機(jī)從航母上起降就像扔標(biāo)槍——僅用2秒鐘，艦載機(jī)就要從0加速到300公里/小時(shí)，機(jī)體承受巨大過載，面臨解體風(fēng)險(xiǎn)。

　　如何讓艦載機(jī)這把“利箭”變得“剛?cè)岵?jì)”?科研人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“妙方”——使用新型復(fù)合材料。20世紀(jì)80年代，“大黃蜂”艦載機(jī)的設(shè)計(jì)師通過改變合金元素比例和提高熱處理制備工藝，既提高機(jī)體韌性，又減輕整體重量。“大黃蜂”艦載機(jī)裝備航母后，直到現(xiàn)在仍是美軍航母艦載機(jī)的主力機(jī)型。

　　二是耐力關(guān)——減少海洋環(huán)境腐蝕。長期處在高濕高鹽的海洋環(huán)境，艦載機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)會(huì)加速老化，導(dǎo)致電子元器件故障頻發(fā)，機(jī)械構(gòu)件強(qiáng)度下降。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，美軍F-14艦載機(jī)服役到2000年后，前起落架等多處構(gòu)件出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕問題。

　　如何防止“利箭”“生銹”?有消息報(bào)道稱，國外一家航空制造公司將自動(dòng)化纖維鋪放技術(shù)應(yīng)用到耐腐蝕蒙皮制造，為艦載機(jī)穿上“防護(hù)套裝”，并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)表面進(jìn)行鍍膜防護(hù)處理，減少海上潮濕空氣對(duì)機(jī)體腐蝕。

　　三是收納關(guān)——解決折疊存放難題。航母甲板可謂“寸土寸金”，要想在有限空間內(nèi)停放更多艦載機(jī)，折疊機(jī)翼技術(shù)十分關(guān)鍵。蘇霍伊設(shè)計(jì)局設(shè)計(jì)師將“折疊機(jī)翼”這個(gè)想法應(yīng)用到蘇-33艦載機(jī)身上。

　　蘇-33艦載機(jī)取消了機(jī)翼油箱，巧妙地繞過了折疊管路的設(shè)計(jì)難題。隨后，科研人員又研發(fā)了全自動(dòng)折疊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)翼、尾翼和尾椎的彎折，使航母搭載艦載機(jī)的數(shù)量得到大幅增長。我們熟知的俄海軍“庫茲涅佐夫”號(hào)航母，最多可搭載20架蘇-33艦載機(jī)。

　　？ 一收一放見真功

　　在指定空域，部署一個(gè)由12架“大黃蜂”艦載機(jī)組成的飛行編隊(duì)，需要用多少時(shí)間?

　　“福特”號(hào)航母給出答案：5分鐘。航母如同強(qiáng)弓，艦載機(jī)一收一放的速度決定戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)走向。

　　為了達(dá)到“彎弓連射”的戰(zhàn)斗目標(biāo)，艦載機(jī)這枚“利箭”被多次鍛造升級(jí)，鋒利程度和“箭頭”重量交替攀升，但“射箭”越來越困難——重型艦載機(jī)的短距起飛是科研人員要解決的頭等難題。隨著科技發(fā)展，現(xiàn)代航母上的艦載機(jī)主要采用彈射和滑躍起飛兩種方式，實(shí)現(xiàn)快速“發(fā)射”。

　　彈射起飛，顧名思義是像彈簧一樣將艦載機(jī)彈射出去，使其快速達(dá)到起飛速度。這種彈力，來源于蒸汽或電磁彈射器釋放出的強(qiáng)大動(dòng)能。

　　雖然彈射器高效便捷，但研制耐高溫、高壓的儲(chǔ)氣罐和復(fù)雜的電磁系統(tǒng)十分困難，對(duì)一個(gè)國家工業(yè)制造水平要求很高。目前，世界上只有少數(shù)國家掌握這一尖端技術(shù)。

　　因此，并不是所有國家海軍航母都配備彈射器。沒有“彈力”加持，如何把動(dòng)輒數(shù)十噸重的艦載機(jī)送上天?1972年冬天，正在觀看跳臺(tái)滑雪表演的英國皇家海軍中校道格·泰勒突發(fā)奇想：“滑雪運(yùn)動(dòng)員可以從跳臺(tái)邊緣滑躍彈出，艦載機(jī)能不能實(shí)現(xiàn)滑躍起飛呢?”

　　翌年，道格·泰勒提出滑躍起飛的概念。5年后，“海鷂”艦載機(jī)首次在英國“無敵”號(hào)航母的滑躍式甲板上實(shí)現(xiàn)滿載起飛。自此，滑躍式甲板成為很多國家航母的主流設(shè)計(jì)，并得到廣泛應(yīng)用。

　　此外，采用垂直起降方式的F-35B艦載機(jī)成為航母的另一種選項(xiàng)。垂直起降艦載機(jī)有著油耗大、作戰(zhàn)半徑小等弊端，但是在輕型航母作戰(zhàn)方面具有很高價(jià)值。

　　艦載機(jī)飛起來的問題解決了，那么如何讓艦載機(jī)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定降落呢?

　　在航母的各項(xiàng)作業(yè)流程中，艦載機(jī)著艦被視為最危險(xiǎn)的一個(gè)環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，80%的艦載機(jī)飛行事故發(fā)生在著艦階段?？煽康闹翟O(shè)備和攔阻裝置是保證艦載機(jī)著艦安全的關(guān)鍵。

　　當(dāng)艦載機(jī)高速飛向“母艦”時(shí)，航母上的光學(xué)助降系統(tǒng)會(huì)向艦載機(jī)發(fā)出引導(dǎo)光束，幫助飛行員判斷飛行姿態(tài)是否正確。經(jīng)過一系列復(fù)雜飛行操作后，艦載機(jī)將沖上甲板，用尾鉤勾住4條阻攔索中的一條，數(shù)秒鐘后減速至0。如果掛索失敗，飛行員會(huì)順勢(shì)復(fù)飛，再次嘗試著艦。緊急情況下，艦面工作人員會(huì)升起攔阻網(wǎng)，穩(wěn)穩(wěn)“兜”住艦載機(jī)，確保艦載機(jī)和航母的安全。

　　助降設(shè)備和攔阻裝置的研發(fā)，需要攻克機(jī)械、電氣和液壓等諸多技術(shù)難關(guān)，艦載機(jī)一起一降是國家工業(yè)實(shí)力的集中體現(xiàn)。印度首艘國產(chǎn)航母“維克蘭特”號(hào)于1999年立項(xiàng)，直至今年1月才安裝好阻攔索開展起降試驗(yàn)，其難度系數(shù)之高可見一斑。

　??？ 人器合一“弓箭手”

　　進(jìn)入新世紀(jì)，越來越多軍事專家開始關(guān)注一個(gè)問題：艦載機(jī)與航母快速迭代升級(jí)，保障人員的能力素質(zhì)是否跟得上武器裝備的發(fā)展速度?

　　去年11月，英國F-35B艦載機(jī)在“伊麗莎白女王”號(hào)航母上起飛時(shí)發(fā)生墜海事故。經(jīng)調(diào)查，事故原因是勤務(wù)人員未將進(jìn)氣道擋板取下，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量不足。

　　這一問題劍指現(xiàn)代化航母保障體系。武器裝備再先進(jìn)，人員依舊是戰(zhàn)斗力建設(shè)的關(guān)鍵因素。

　　換弓當(dāng)換強(qiáng)。為培養(yǎng)出駕馭艦載機(jī)的一流飛行員，潛心修煉至關(guān)重要。一般培養(yǎng)1名合格的艦載機(jī)飛行員需要經(jīng)過航空學(xué)校、補(bǔ)充訓(xùn)練中隊(duì)和作戰(zhàn)中隊(duì)3個(gè)階段的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，學(xué)員在數(shù)名艦載機(jī)教官的指導(dǎo)下通過著艦考核后，才可以登上航母“角斗場(chǎng)”。

　　此外，國外科研人員還研發(fā)出自動(dòng)著艦技術(shù)，輔助艦載機(jī)飛行員更好更穩(wěn)地實(shí)現(xiàn)著艦。

　　在艦載機(jī)的騰飛之路上，同樣少不了艦面保障人員的陪伴。他們身著“七彩戰(zhàn)衣”，奮戰(zhàn)在不同的保障戰(zhàn)位，通過獨(dú)特的手勢(shì)和標(biāo)志來輔助艦載機(jī)的起降。這套艦面工作人員管理辦法名為“彩虹服裝系統(tǒng)”。2012年火爆網(wǎng)絡(luò)的我海軍遼寧艦“航母style”手勢(shì)，便是他們的杰作。

　　執(zhí)行艦載機(jī)起降任務(wù)期間，艦上噪聲高達(dá)140分貝，“彩虹戰(zhàn)士”可以通過這套管理系統(tǒng)進(jìn)行無障礙交流，讓世界上最繁忙的“移動(dòng)機(jī)場(chǎng)”變得井然有序，有力保障艦載機(jī)在甲板上“騰轉(zhuǎn)挪移”。