選單

戰機降落減速妙招多

戰機降落減速妙招多

點選進入,招募ing......

戰機降落減速妙招多

戰機降落減速妙招多

作者:侯知健、沈業宏、王姣

前不久,有訊息稱,美國洛克希德·馬丁公司獲得一份價值6200萬美元的訂單——為一部分出口的F-35戰機安裝減速傘系統,強化戰機在惡劣條件下著陸能力。

早期,螺旋槳戰機飛行速度慢、著陸距離短,對降落條件要求並不高,即便在航母上降落,100多米長的甲板也夠了。進入噴氣式時代,戰機飛行速度節節攀升,著陸距離相應增加,降落難度也有所提升。

如何縮短戰機著陸距離?戰機降落有哪些途徑和方法?艦載機又如何在航母甲板上降落?請看解讀。

戰機降落減速妙招多

以色列空軍F-15戰機降落時開啟減速板

空中減速

機體變形增阻擾流

戰機降落時,我們看到機背上方會豎起一塊方形板。

這塊方形板有何作用?

二戰時期,轟炸機需要從高空以大角度俯衝投彈,時速超過300千米。以這麼快的速度衝向地面,飛行員很難操縱戰機改變方向,更別提精確瞄準目標了。於是,飛機設計師萌生出一個想法:在戰機上安裝減速板,增大空氣阻力。

那麼,減速板應該安裝在哪個部位呢?

一開始,減速板安裝位置五花八門——機翼兩側、機身背部、機腹下方……德國“斯圖卡”轟炸機將減速板安裝在機翼下方,如同向外伸出的“衣架”。然而,這一設計影響戰機氣動外形,導致機動效能下降。

綜合考慮外形結構、重量分佈、飛行姿態等因素,設計師得出結論:將減速板安裝在機身背部更為可靠。

為什麼有時候我們看不到減速板的身影呢?

為避免破壞氣動外形,減速板被嵌入機身背部,與機體表面融為一體。戰機俯衝飛行時,飛行員按下開關鍵使機體變形,減速板彈起形成一定角度,增大迎風面積,起到增阻擾流作用。

然而,減速板體積較大,佔用戰機不小空間,如果能找到替代裝置是更好選擇。

隨著航空新技術和新理念誕生,設計師決定改變機體佈局,透過飛行控制系統(簡稱飛控系統)操縱鴨翼、垂尾和襟翼等部位變形,取代傳統減速板。

別看這個小小變化,戰機降落時,有了飛控系統控制,空中減速難題迎刃而解。比如,蘇-35S戰機取消減速板結構,成功“瘦身”100多公斤,節省的機體空間被用於增加油箱,續航能力大大提升。

戰機降落減速妙招多

地面制動

開傘剎車雙重保險

戰機觸地後,飛控系統的減速功能會逐漸消失。此時,減速傘系統開始大顯身手。

減速傘系統由主傘、引導傘和傘袋組成。經過打包,該系統放置在機尾傘艙內。戰機觸地時,飛行員按下按鈕開啟傘艙門,引導傘率先彈出,並拽出傘袋。隨即,主傘迅速張開,拖拽戰機實現減速,最終自動拋落。

有拋傘就有疊傘。每使用一次減速傘,都需要撿取、摺疊和打包,過程耗時費力。

難道沒有其他方法代替減速傘麼?

當然有。

我們知道,遇到突發交通情況,汽車駕駛員通過鬆油門、踩腳剎實現短距離剎車。戰機也有類似功能——機輪剎車系統。

機輪剎車系統啟動後,旋轉盤與定盤相互推壓,阻止機輪滾動,機輪與地面劇烈摩擦產生阻力,實現制動剎車。

眾所周知,航空領域的應用材料需要經受高壓、高溫等多重考驗。機輪剎車系統,也不例外。戰機制動負荷遠高於汽車,剎車部件的重量和體積也有著嚴格要求。

過去,機輪剎車系統常因溫度過高而不堪重負,失去制動能力。隨著航空材料迭代升級,採用碳纖維材料的機輪剎車系統可以承受2000℃的高溫,制動能力顯著提升。

那麼,既然有了機輪剎車系統,為什麼還要採用減速傘系統呢?

事實上,機輪剎車系統並不是萬能的。高溫條件下,機輪剎車系統會發熱;高寒條件下,機輪剎車系統會打滑,減速效果都會大打折扣,而減速傘系統不會受到環境因素影響。

與可回收利用的減速傘系統相比,機輪剎車系統造價高、損耗快、維修難。為節約軍費開支,不少國家空軍選擇將兩種系統配合使用。

甲板降落

刀尖起舞步步驚心

茫茫大洋,航母猶如一葉扁舟,艦載機飛行員要想在甲板上安全降落,猶如在刀尖上舞蹈,每一步都驚心動魄。

相比長達千米的機場跑道,航母甲板長度約為300米,可用距離只有100多米,戰機時速高達300千米。短距離高速降落,對飛行員飛行技術、身心素質都是嚴峻考驗。

為保證艦載機安全降落,設計師巧妙地設計出阻攔索和防衝網,為飛行員保駕護航。

1911年,美國飛行員尤金·伊利駕駛400多公斤重的戰機,首次在賓夕法尼亞號巡洋艦上降落。降落過程中,尤金將甲板看作一個移動座標原點,不斷調整戰機飛行姿態,控制飛行軌跡。

戰機準確進入降落航線,接觸甲板一瞬間,準確鉤住甲板上的阻攔索,數秒鐘後,戰機穩穩地停靠在甲板上。此時,阻攔索自動與戰機分離,回到初始狀態。

倘若戰機未能鉤住阻攔索,那該怎麼辦?

這時候,防衝網派上用場,將沒有鉤住阻攔索的戰機“一網打盡”。

阻攔索佔用空間小,工作方式比較“溫柔”,戰機尾鉤只需鉤住阻攔索,就能穩穩停住,對戰機不會造成任何損壞。相反,防衝網佔用空間大,阻攔方式不是拉住而是擋住,戰機會一頭撞入網中。隨著噴氣式戰機誕生,阻攔索成為戰機主要減速手段,防衝網逐漸被時代所淘汰。

早期,航母使用的是液壓阻攔系統,阻攔索常因過載而斷裂,需要定期保養更換。即便如此,因阻攔索斷裂引發故障的數量仍佔到系統總故障的80%以上。2003年,美國海軍華盛頓號航母阻攔索發生斷裂,導致1架F-18戰機墜海;2016年,俄羅斯庫茲涅佐夫號航母曾兩次出現戰機拉斷阻攔索的事故。

為進一步提升戰機著艦安全係數,有的軍工企業研製出新型電磁阻攔系統——透過測量拉力數值,將訊號迅速傳至中央集中控制器,自動啟動相應程式,防止阻攔索因過載而斷裂。當不同型別戰機降落時,航母工作人員只需按下相應按鈕,一切問題都由電磁阻攔系統自動搞定。這好比稱重,磅秤需要人工更換秤砣,而電子秤只需要調整測算模式,即可算出準確資料。