舰载机总体设计主要关键技术概述

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建造航母必须具备五大科技能力

建造航母必须具备五大科技能力

价 从 俄 罗斯 进 口 了4 6 吨 特 种 用钢 , 50 而整 艘航 母 却 需要 约2 万吨 这 样 的钢 材 。四 是 配 套 电 子设 备 能 否跟 上航 母 建 造 周
中国指数研 究院副院长 陈晟说 , 宅空置的现 象在上海或 住 多或 少地存 在 , 尤其是 在 高档住 宅领 域更 为突 出。他 身边 有 两三套房 子的人 已很普遍 , 些投 机者甚 至拥 有几十套 有 乃 至上百套 房源 , 源全 部 交给 中介 打理 , 房 有些房屋 房 主 看 都 没 看 到 过 。 “ 量 房 ” 要 是 二 手 房 中的 可 售 、 租 房 存 主 可
期 。美国航母使 用的 电子 配套 系统 , 一般在船体 建造前几 年便 已着手研 制和 生产 , 避免在 总装时 出现“ 等设备 ” 舰 局 面。“ 中国已经拥 有 ‘ 望 ’ 大型航 天测控船 队这样的超 远 号 强实力 , 配套 电子 设 备 运 用 于航 母 建 造 应 该 是 顺 理 成 章 的 事。” 内专家如是说 。五是最 关键的武 器— — 栽机 , 业 钡 也 不是谁都 能制造的 。舰载机 与常规 陆基 战机相 比。 机体结 构强度更 高 气候 的 腐蚀 , 机翼 能够折叠 。这些 苛刻要 求 , 常使得 那 些有心造 舰 , 无 力造 机 的 国 家 陷 于窘 境 。 同这 些 相 比 , 造 航 母 , 却 建
起到“ 立竿见影” 的效果 。比如 , 在一些打击投机、 增加供应 政 策 的 作 用 下 , 海 “ 上 房 地 产 ” 据 显 示 , 月2 上 网 数 5 8日上 海
二 手 住 宅挂 牌 量 为 149 套 , 周 以后 增 加 50 余 套 。 至 6 45 一 1 00 月7 , 加 到 1 4 5 套 。 而 同期 一 手住 宅 的供 应 却 增 减 不 日 增 299

固定翼舰载机的主要起飞技术

固定翼舰载机的主要起飞技术

固定翼舰载机的主要起飞技术(1)固定翼舰载机的主要起飞技术:包括局部/全通式甲板自主式滑跑起飞、弹射外力助飞起飞、滑跃起飞等技术,主要研究了弹射起飞和滑跃起飞技术的发展及特点,探讨了对航母舰载机起飞技术的未来方向及新的起飞技术。

舰载机是以航空母舰为基地的海上固定翼飞机,是航母的主要攻防武器,也是形成航母战斗群作战能力的基础和根本,因此,舰载机能否迅速、可靠地起飞是保证航母战斗力的最主要的技术条件之一。

在航母舰载机中,除垂直/短距起降飞机和直升机能垂直起飞外,其余的固定翼舰载机均要经过适当距离的滑跑,达到一定的末速度,才能离舰起飞。

舰载机的起飞技术经历了局部/全通式甲板自主式滑跑起飞、弹射外力助飞起飞、滑跃起飞等不同的阶段。

一、自主式滑跑起飞第一次世界大战前,受航空技术发展的制约,舰载机发动机一般为螺旋桨式,飞机重量较轻、起飞速度较小、机翼面积较大、单位翼载小、起飞滑跑距离短,舰载机只需在自身发动机推进下,在较短的舰船飞行甲板上即可实现离舰起飞。

因此,要实现在舰船上起飞,只要在舰船的前甲板上辅设一定长度和坡度的木质斜板,舰船抛锚后,飞机即可自主完成离舰起飞。

该阶段称为局部甲板自主式滑跑起飞阶段。

第一次世界大战后,随着航空技术的迅速发展,舰载机技术得到快速发展,专用舰载机得到研究发展,并建造了航空母舰。

舰载机对海战进程和结局产生重大影响,舰载机的飞行速度、航程、翼载荷等技术指标得到快速提升,起飞滑跑距离也大大加长,虽然舰载机推重比增大和加速性能得到改善,但如果仍采用较短的局部甲板自主式滑跑起飞,将会出现严重掉高甚至掉海危险。

为了加大甲板起飞长度,于是将航母甲板全部开通,配合舰载机较好的加速性能,舰载机仍能实现自主滑跑起飞。

由于舰船开通了全部甲板,因此称之为全通式甲板自主式滑跑起飞。

如二战期间日本海军的全部航母、英国海军的部分航母舰载机就采用了全通式甲板自主式滑跑起飞方式技术。

概括起来,二战前的早期舰载机大都采用了局部/全通甲板自主式滑跑起飞技术,二战之后,随着喷气式舰载机的重量和起飞速度急剧增大,需要滑跑较长的距离才可能离舰起飞,因此,再采用以前的起飞方式已不再适用,必须寻找新的起飞方法,赋予舰载机外力和离舰俯仰角的弹射起飞方式以及滑跃起飞方式便出现了。

两栖攻击舰关键技术

两栖攻击舰关键技术

两栖攻击舰采用直通甲板,能搭载数量较多的直升机和短距起降飞机,成建制运载登陆部队及坦克、装甲车等重型装备,是由海向陆投送作战力量的核心舰只。

由于其具有灵活而强大的装载能力和不依赖码头设施的物资转运能力,在反恐、维和、救灾、医疗支援等多样化非作战任务中表现出众。

与航母相比,两栖攻击舰技术简单、易于建造和维护,使用更加灵活。

我国海岸线长、岛屿众多,与周边国家素有领土纠纷,而随着经济实力的增强,我国越来越多地参与到国际事务中。

提高我国在世界舞台上的地位,需要发展两栖攻击舰这类优良的多任务平台。

两栖攻击舰的简要发展历程两栖攻击舰起源于美国,美国海军在基于实战经验和需求的基础上,先后提出“垂直包围”、“均衡装载”、“超视距登陆”的作战理论,两栖攻击舰的发展也随之大致经历了三个阶段。

第一阶段在1960年代,美国海军陆战队总结二战经验、提出利用直升机避开敌防御火力、加快登陆速度的作战理论。

为此,美国研制了世界上第一级专门用于搭载直升机和登陆部队的硫黄岛级两栖攻击舰。

该级舰满载排水量约18000吨,可搭载20余架中型直升机和17 00余名陆战队员。

由于该级舰没有携带登陆艇,在越南战争中暴露出登陆方式单一、无法输送重装备上岸的问题。

硫黄岛级两栖攻击舰第二阶段在1970年代,在总结硫黄岛级两栖攻击舰作战经验的基础上,美国海军提出了“均衡装载”的装备发展理论,即把陆战部队成建制装载在一艘舰上,包括陆战人员和各种轻重装备,一次投送就形成一个作战单元、达成一定的作战目的,塔拉瓦级两栖攻击舰就是依据此理论设计建造的。

该级舰满载排水量约40000吨,除搭载26架直升机、1700余名陆战队员外,还增加了一个可容纳4艘大型登陆艇或17艘小型登陆艇的坞舱及3000平方米的车库,形成了海、空均衡的登陆作战力量。

塔拉瓦级两栖攻击舰塔拉瓦级两栖攻击舰第三阶段在1980年代,新型气垫艇、“鹞”垂直/短距起降飞机等新型装备的发展,促进了第三代两栖攻击舰——黄蜂级的研制。

舰载战斗机发展历程及技术展望

舰载战斗机发展历程及技术展望

舰载战斗机发展历程及技术展望
舰载战斗机是海上作战中必不可少的武器装备。

随着航母的迅速发展和技术的不断更新换代,舰载战斗机也在不断演变和改进。

舰载机的起步发展始于20世纪20年代。

当时的飞机大多采用直线式起降方式,在速度和起降距离方面受到限制。

到了30年代,弹射起飞和阻拦着陆系统的引入,使得舰载机能够以更高的速度飞行,并在短距离内起降。

在舰载机的设计上,关键技术主要包括导弹武器系统、雷达系统和舰载机整体结构设计。

20世纪80年代,出现了首批装备有空对空导弹的舰载机,使得航母作战能力得到显著提升。

90年代晚期至21世纪初,出现了具有多种攻击能力的舰载机,例如可进行空中加油、电子干扰和侦察任务的歼-15,成为中国首款保密自主研发的舰载战斗机并已装备入役。

未来,舰载机发展的方向可能包括自主化、立体化以及机体材料和制造技术方面的研究。

自主化的发展对于提高作战效能和减少人员伤亡有重要意义。

舰载机也有望实现立体化作战能力,将针对陆、海、空三个平台进行攻击,提高其综合作战能力。

此外,使用新型机体材料和制造技术可以提高舰载机的性能和寿命。

总之,舰载战斗机的发展是与航母并行的。

只有不断推进技术创新和性能改进,才能更好地适应作战需求和战争形势的变化。

舰载机起飞与降落技术

舰载机起飞与降落技术

舰载机起飞与降落技术1.起飞一、蒸汽弹射使用一个平的甲板作为飞机跑道。

起飞时一个蒸汽驱动的弹射装置带动飞机在两秒钟内达到起飞速度。

目前只有美国具备生产这种蒸气弹射器的成熟技术。

在工作原理上,蒸汽弹射器是以高压蒸汽推动活塞带动弹射轨道上的滑块,把与之相连的舰载机弹射出去的。

它体积庞大,工作时要消耗大量蒸汽,功率浪费严重,只有约6%的蒸汽被利用。

为制造和输送蒸汽,航母要备有海水淡化装置、大型锅炉和无数管线,工作维护量惊人。

它的最大缺陷在于因为弹射功率太大而无法发射无人机,现役的无人机因为重量轻,在弹射时机体会被加速度扯碎。

蒸汽弹射有两种弹射方式:(1)一种是前轮牵引式弹射,美国海军1964年试验成功。

舰载机的前轮支架装上拖曳杆,前轮就直接挂在了滑块上,弹射时由滑块直接拉着飞机前轮加速起飞。

这样就不用8-10甲板人员挂拖索和捡拖索了。

弹射时间缩短,飞机的方向安全性好,但这种舰载机的前轮要专门设计。

美国海军核动力航母都采用了这种起飞方式。

(2)另一种是拖索式弹射,顾名思义,就是用钢质拖索牵引飞机加速起飞,这种弹射方式比较老,各方面都不如前者好,目前只有法国的“克莱蒙梭”级航母使用。

拖索式弹射时,甲板人员先用钢质拖索把飞机挂在滑块上,再用一根索引释放杆把其尾部与弹射器后端固定住。

弹射时,猛力前冲的滑块拉断索引释放杆上的定力拉断栓,牵着飞机沿轨道迅速加速,在轨道末端把飞机加速到直起飞速度抛离甲板,拖索从飞机上脱落,滑块返回弹射器起点准备下一次工作。

二、斜板滑跳有些航空母舰在其甲板前端有一个“跳台”帮助飞机起飞,即把甲板尽头做成斜坡上翘,舰载机起飞后沿着上翘的斜坡冲出甲板,形成斜抛运动。

这种起飞方式不需要复杂的弹射装置,但是飞机起飞时的重量以及起飞的效率远不如蒸汽弹射技术。

英国、意大利、印度和俄罗斯等国由于技术限制,无法研制真正在技术和工艺上过关的蒸汽弹射器,所以只能在本国航母上采用滑翘甲板。

航空母舰都必须以20节(36公里/小时)以上的速度逆风航行,来帮助飞机起飞。

国外舰载机滑跃起飞关键技术分析

国外舰载机滑跃起飞关键技术分析
关键词院舰载机;航空母舰;斜板;滑跃起飞
Analysis on the Key Technique of Ski-jump Takeoff of Oversea Carrier-based Aircraft
Wang Hao (Nangchang Naval Representative Office, Jiangxi 330024)
滑跃起飞方式使舰载机的结构简单、可靠性高, 这种方式既省去了舰载机相应的弹射结构重量,又 可以省去航母上的弹射器。但滑跃起飞也有一些缺
教练机 2018.NO.3 27
教练机
点,与弹射起飞方式相比,采用滑跃起飞的舰载机离 舰速度较低,一般低于最小平飞速度,为保证起飞安 全,限制了最大起飞重量,将影响飞机的载油量,对 舰载机的航程和训练效能会产生较大的影响。滑跃 起飞时,发动机一般需开加力,油耗加大,减少了飞 机的留空时间,并且飞机起飞所用时间较长,故导致 航母甲板的利用率低及影响机-舰战斗力[1]。
荫专题研究
国外舰载机滑跃起飞关键技术分析
王豪
渊中国人民解放军海军驻南昌地区航空军事代表室袁江西 南昌袁330024冤
摘 要院短距起飞方式是国外舰载机设计所面临的关键技术之一。本文主要介绍了国外舰载机滑跃起飞的 概念,揭示了滑跃起飞的原理及特点,跟踪并分析了国外滑跃起飞技术的现状,最后还分析了滑跃起飞过程及 影响因素,其结论可为工程技术人员提供参考。
Abstract: The short takeoff mode is one of key techniques for design of oversea carrier-based aircraft. The paper mainly introduces the concept of ski-jump takeoff of oversea carrier-based aircraft, reveals the principle and features of ski -jump takeoff, traces and analyzes the current situation of oversea ski-jump takeoff tech原 nique, finally also analyzes ski-jump takeoff and affecting factors. The conclusion can be considered as refer原 ence for engineers and technicians. Key words: Carrier-based aircraft; Aircraft carrier; Angled deck; Ski-jump takeoff

舰载机着舰导航与定位技术

舰载机着舰导航与定位技术

舰载机着舰导航与定位技术郝帅,程咏梅,马旭,王小旭(西北工业大学自动化学院,陕西西安710072)摘要:首先介绍了舰载机的重要性及舰载机安全着舰的困难性、复杂性,并详细论述了早期舰载机所使用的着舰技术,其中包括人工着舰引导和光学助降技术。

然后对舰载机安全着舰的关键技术——舰载机导航和定位技术进行了分析,其中主要包括舰载机捷联惯导传递对准、组合导航,以及舰载机相对航母雷达的跟踪定位、视觉辅助定位等技术,并总结了目前国内外对舰载机导航和定位技术的研究成果及动态。

最后,指出了舰载机着舰导航与定位技术未来的研究方向。

关键词:舰载机;着舰技术;导航与定位;视觉导航;组合导航中途分类号:U666.1 文献标识码:A Carrier-based Aircraft Landing Navigation and Positioning TechnologyHAO Shuai,CHENG Yong-mei,MA Xu,W ANG Xiao-xu (College of Automation, Northwestern Polytechnical University, 710072, Xi’an, China) ABSTRACT:First, the importance of carrier-based aircraft and difficulty, complexity of safe landing technology are introduced and the early landing technique is introduced in detail, including artificial landing guidance and optical auxiliary landing technology. Then carrier-based aircraft safe landing key technology is analyzed which includes carrier-based aircraft landing navigation and positioning technology. The research content mainly includes the strapdown inertial navigation transfer alignment technology of carrier-based aircraft, integrated navigation, tracking and location of carrier-based aircraft relative to aircraft carrier radar and visual auxiliary positioning. And research result and status of carrier-based aircraft navigation and positioning are concluded. Finally, carrier-based aircraft landing navigation and positioning technology in the future is pointed out.KEYWORDS:carrier-based aircraft; landing technology; navigation and positioning; vision-based navigation; integrated navigation1 引言航空母舰是当今世界上拥有最强大综合战斗力的海上“钢铁堡垒”,拥有全面的作战打击能力,凭借舰载机的强大作战能力可以使舰队的作战半径扩大到数百公里,对压制敌方空中和海上力量有着重要意义。

舰载无人机测控系统关键技术大盘点

舰载无人机测控系统关键技术大盘点

舰载无人机测控系统关键技术大盘点1、引言舰载无人机系统按功能划分一般包括飞行器平台、测控与信息传输系统(简称测控系统)、任务载荷系统、舰面综合保障系统、导航飞控系统等。

舰载无人机测控系统作为舰载无人机系统的重要组成部分,实现对舰载无人机的遥控、遥测、跟踪定位和信息传输,主要包括数据链和舰面控制站,其中数据链系统包括测量设备、信息传输设备、数据中继设备等。

无人机测控系统与航天测控系统相比有很大不同,航天测控系统主要针对大气层外的固定轨道飞行器,无人机主要是在大气层内飞行,测控环境复杂,而舰载无人机测控系统相比一般无人机测控系统,面临的测控环境更为复杂,更需要注重测控系统的实时性、互操作性、抗干扰性以及适装性。

本文通过研究舰载无人机测控系统的现有技术和新技术,对舰载无人机测控系统的关键技术进行综述,主要包括舰载无人机数据链通信技术、舰面测控站技术和天线设计技术。

2、舰载无人机数据链通信技术舰载无人机数据链是一种在舰面测控站、指挥信息系统、无人机之间,采用一种或多种网络结构,按照规定的通信协议和消息标准传递格式化战术信息的数据信息系统。

能够与测控站、无人机系统、指挥系统紧密结合,将地理空间上相对分散的探测单元、指控系统紧密地连接在一起,保证情报、指挥控制、无人机协同等信息实时、可靠、准确地传输,实现信息共享,便于指挥人员实时掌握目标区域情况,缩短了情报获取时间,提高了指挥速度和无人机系统的协同作战能力。

为了适应未来作战任务、无人机平台和任务载荷的发展需求,无人机测控数据链技术在数据传输能力、抗干扰能力、安全保密能力和网络化等方面面临挑战。

2.1 高速率数据传输技术无人机数据链的传输能力一般指下行链路传输速率,主要取决于任务传感器的分辨率、帧速率、数据链的作用范围、设备规模和安装条件等。

国外无人机视距数据链路传输速率一般为1.544Mbps、8.144Mbps、和10.71Mbps,能够满足一般战术侦察和监视的需求。

舰载无人机的设计与战术运用

舰载无人机的设计与战术运用

舰载无人机的设计与战术运用2.舰载无人机的设计与战术运用随着科技的不断发展,舰载无人机(Carrier-based Unmanned Aerial Vehicle,CUAV)在现代军事中的地位日益重要,并且在海上作战中发挥着不可忽视的作用。

舰载无人机具有灵活的设计和先进的战术运用,为海军提供了全新的作战手段。

本文将就舰载无人机的设计与战术运用展开讨论。

一、设计方面舰载无人机的设计要考虑到其在舰船上的储存和使用条件。

首先,舰载无人机必须具备可折叠翼和可收缩机身等特点,以便能够适应舰船上有限的储存空间。

此外,舰载无人机还应具备良好的防水性能和抗海洋气候的能力,以确保其在复杂海况下的正常运行。

同时,舰载无人机的起飞和着舰装置也需要进行特殊设计,以便能够在舰船上进行垂直起降或者短距离起飞和着舰。

在舰载无人机的设计中,无线通信系统也是至关重要的一环。

舰载无人机需要与母舰进行实时的通信,以便接收指令和传输图像等数据。

因此,在舰载无人机的设计中,应该充分考虑到无线通信系统的稳定性和抗干扰能力。

此外,舰载无人机还需要配备各类传感器和有效载荷,以便完成各类任务。

传感器可以为舰载无人机提供目标探测、图像识别和敌情侦查等功能,有效载荷则可以携带各类武器或者侦察设备,以满足不同作战需求。

因此,在舰载无人机的设计中,传感器和有效载荷的选择和搭配至关重要,需要根据实际需求进行合理的配置。

二、战术运用方面舰载无人机的战术运用主要可以归纳为侦察、打击和支援等几个方面。

首先,舰载无人机具备出色的侦察能力,可以在各类作战环境中快速侦察目标,并且通过高清晰度的图像传输,为指挥部提供实时的情报支持。

舰载无人机可以在舰船自身的雷达和其他传感器无法覆盖到的地区进行搜索和侦察,从而帮助海军掌握实时的战场态势,提前做出决策。

其次,舰载无人机还可以作为打击平台,执行对地和对海的打击任务。

舰载无人机可以携带各类制导武器,如导弹和炸弹等,精确打击敌方目标,对敌方舰船和陆地设施造成严重破坏,同时降低我方飞行员的风险。

舰载无人机作战使用及关键技术研究

舰载无人机作战使用及关键技术研究

舰载无人机作战使用及关键技术研究随着无人机技术的迅猛发展,舰载无人机已经逐渐在军事领域发挥重要作用。

舰载无人机作战使用及关键技术研究已成为当前军事科技领域的热点之一1.信息收集与侦查:舰载无人机可以搭载各种传感器,包括光学、红外、雷达等,能够搜集到敌方舰船、飞机等目标的情报信息。

无人机携带的先进传感器技术使得侦查能力得到极大提升,为指挥员提供了更加全面和准确的战场态势,有利于指挥决策的制定。

2.目标打击:舰载无人机可以进行精确导航和目标定位,能够对敌方目标进行精确打击,不仅可以对海军力量进行打击,还可以对敌方航空兵力进行打击。

舰载无人机使用弹射、抛投等方式进行起降,保证了无人机的持续作战时间,从而能够更加有效地执行任务。

3.电子战:舰载无人机可以携带电子战设备,如电子侦察、干扰设备等,对敌方雷达、通信等电子系统进行干扰、侦察,提供电子作战支援。

1.舰载平台设计与集成:舰载无人机需要能够适应海上复杂环境的平台。

舰载平台的设计需要考虑航母或其他舰艇的结构、强度等特点,确保无人机的起降、作战等操作安全可靠。

同时,舰载平台也需要与无人机之间实现有效的集成,确保无人机与平台之间的数据交流和操作协调。

2.自主导航与控制:舰载无人机需要具备自主导航和控制的能力,能够自主完成航线规划、自动起降以及避免障碍物等功能。

自主导航与控制的关键在于无人机的传感器技术、代码算法以及有效的数据处理与决策。

3.信息通信技术:舰载无人机需要与指挥中心、其他作战单位实现无缝的信息通信。

有效的信息通信技术能够保持指挥员对无人机的实时控制,为指挥决策提供准确的信息支援。

4.多无人机编队作战:多无人机编队的作战能力能够大幅提升整体作战效能。

因此,关键技术包括无人机之间的协同控制、编队指挥、任务协同等,能够保证无人机编队的高效作战。

5.电力与能源系统:舰载无人机需要长时间的航程和持续的作战能力,因此,电力与能源系统的稳定和可靠性至关重要。

舰载战斗机发展历程及技术展望

舰载战斗机发展历程及技术展望

详细描述
无人作战系统将与有人战斗机进行更加紧密的配合,实 现更加智能化的作战。同时,无人作战系统还将具备更 加先进的传感器和武器系统,以提高对目标的探测和打 击能力。
网络中心战的运用
总结词
未来舰载战斗机将更加注重网络中心战的运用,以提 高作战的协同性和信息共享能力。
详细描述
网络中心战将实现不同平台之间的信息共享和协同作战 ,提高作战效率和战斗力。同时,网络中心战还将为战 斗机提供更加全面和准确的信息支持,包括目标探测、 态势感知和决策支持等。
04
舰载战斗机面临的挑战 与对策
航母起降的限制与优化
总结词
航母起降对舰载战斗机的发展带来诸多限制 ,需优化起降技术和设备以提高效率。
详细描述
航母甲板长度有限,起降速度低,要求舰载 战斗机具备短距起降能力;滑跃起飞和垂直 着舰时,需要优化飞机设计和起降设备,以 降低对航母的依赖。
高强度作战环境下的维护与保障
总结词
高强度作战环境下,舰载战斗机的维护与保 障面临重大挑战,需加强作战能力与持久性 。
详细描述
高强度作战环境下,飞机损耗加剧,需要加 强维护与保障力量,提高作战能力与持久性 ;采用新材料和新技术,提高飞机的耐久性
和维护性。
新兴威胁的应对策略
要点一
总结词
面对新兴威胁,舰载战斗机需提高电子战和网络战能力, 增强多任务能力。
雷达与电子战技术的革新
总结词
雷达与电子战技术的革新将进一步提升舰载战斗机的作战能力。
详细描述
新一代的舰载战斗机将装备先进的雷达和电子战系统,具备更强的探测和识别能 力,以及干扰和反制敌方威胁的能力。这些系统将能够更好地支持空对空和空对 地作战,提高舰载战斗机的作战效能。

舰载机对海作战训练仿真系统设计与关键技术

舰载机对海作战训练仿真系统设计与关键技术

第42卷第3期2020年6月指挥控制与仿真CommandControl&SimulationVol 42㊀No 3Jun 2020文章编号:1673⁃3819(2020)03⁃0081⁃06舰载机对海作战训练仿真系统设计与关键技术王述运1,杨继坤2,柴守权1,岳付昌1(1.海军航空大学,山东烟台㊀264001;2.中国人民解放军92493部队,辽宁葫芦岛㊀125001)摘㊀要:为满足舰载机对海作战能力快速形成和体系对抗训练模式转变的急需,立足于海军实战化训练实践,明确舰载机对海作战典型任务场景和流程,解构开展作战训练的主要特点,深入分析训练仿真系统建设的需求和策略,结合系统建设提出了训练仿真系统的总体框架设计㊁功能模块设计和数学模型设计,并开展仿真流程和调用关系的研究,从想定与仿真控制㊁兵力行为模型支撑㊁基于LVC实时交互㊁导调裁决与评估等四个方面探讨了关键技术的实现途径,为舰载机对海作战训练的顶层设计和创新研究提供技术支撑㊂关键词:舰载机;对海作战;训练仿真;环境构建;关键技术中图分类号:V271 4+92;E926 392㊀㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀㊀DOI:10.3969/j.issn.1673⁃3819.2020.03.015TrainingSimulationDesignandKeyTechnologyforAnti⁃shipCombatofCarrier⁃basedAircraftWANGShu⁃yun1,YANGJi⁃kun2,CHAIShou⁃quan1,YUEFu⁃chang1(1.NavalAviationUniversity,Yantai264001;2.92493TroopsofPLA,Huludao125001,China)Abstract:Inordertomeettheneedsofthecarrier⁃basedaircraftanti⁃shipforceconstructionrequirementsandtraininggen⁃erationmode,basedonthepracticaltrainingreform,themission,appliesscene,trainingcharacteristicandconstructionde⁃mandaresystematicallyanalyzed.Combinedwithsystemconstruction,thegeneralframework,functionalmoduleandmathe⁃maticalmodelisproposed,includingsimulationprocessandinteractionrelationship.Onaccountofrealizationmethod,thescenarioandcontroltechnology,forcebehaviorsupportmodeltechnology,real⁃timeLVCtechnology,guidanceandevaluationtechnologyarediscussed.Theresearchprovidestheoreticalsupportsforanti⁃shipcombattrainingofcarrier⁃basedaircrafttesttopdesignandinnovationresearch.Keywords:carrier⁃basedaircraft;anti⁃shipcombat;trainingsimulation;environmentconstruction;keytechnology收稿日期:2019⁃09⁃28修回日期:2019⁃11⁃09作者简介:王述运(1972 ),男,山东高密人,硕士研究生,高级工程师,研究方向为模拟训练和飞行仿真㊂杨继坤(1985 ),男,博士,工程师㊂㊀㊀舰载机是航母编队夺取制空权和制海权的核心力量,主要担负肃清空域㊁压制防空㊁打击敌空中高价值目标㊁攻击敌水面舰艇㊁实施对陆空中遮断等任务㊂随着航母编队装备体系技术的革新和作战能力的提升,我军更加重视和强化以舰载机为基点的对海突击力量建设,相关研究主要集中在舰载机选型㊁机载反舰武器配备㊁舰载机编队力量编成㊁战术攻击阵位的配置㊁预警机/电子战飞机的配合,以及反舰作战能力评估等领域㊂当前,关于作战仿真的研究可大致划分为基于体系框架的理论方法构建和基于兵力实体的具象建模两大类,但从研究主体看,舰载机对海作战仿真的研究比较匮乏㊂同时,针对舰载机的训练仅仅停留在单一系统㊁单一受众㊁单一模拟器的环节㊂而美军早已把训练模式从基于单平台㊁单系统的个人训练拓展到以任务执行为核心的整体性训练,其组织方式㊁仿真系统㊁实施策略㊁环境构设和体系评估等方面均值得我军借鉴[1]㊂随着装备体系手段逐步丰富㊁强度日益增强,在仿真架构动态变化㊁快速建模技术㊁多分辨率自适应等方面,对传统仿真技术提出了巨大挑战,促使新的仿真技术不断涌现㊂同时,随着战斗力生成方式的转变和实战化训练能力的提升,基于体系的舰载机对海作战训练理念和方法将逐步走向实践,致使相关条件建设和总体规划成为必然㊂本文立足舰载机对海作战能力提升,根据典型任务流程,系统分析舰载机对海作战特点和训练需求,提出训练仿真系统构建的总体设计与关键技术,为航母舰载机分布式训练实践提供技术支撑㊂1㊀舰载机对海作战训练仿真需求1 1㊀典型任务流程受任务属性㊁敌我实力㊁战场态势㊁作战环境等因素共同制约,舰载机主要作战样式可分为连续对海突击和集中对海突击㊂航母的主要任务是保障舰载机的起降和指挥引导,根据实际作战需求,将舰载机的作业区域从远到近划分为任务区㊁引导区㊁待机区㊁进场区和着舰区㊂舰载机对海作战的典型流程可分为甲板作业流程82㊀王述运,等:舰载机对海作战训练仿真系统设计与关键技术第42卷和空中作战流程,按照逻辑顺序包括[2⁃3]:挂弹㊁热机㊁滑跃起飞㊁空中集结㊁引导出航㊁引导交接㊁攻击行动㊁效果评估㊁返航㊁敌我识别㊁进近管理㊁马歇尔等待㊁下滑道飞行㊁钩索㊁逃逸复飞㊁一站式保障,待下一个甲板作业周期重新起飞,如果发生战损即刻拉入机库进行维修作业,如图1所示㊂图1㊀舰载机对海作战流程1 2㊀作战训练主要特点分析舰载机对海作战的固有特征决定其训练仿真系统呈现以下特点:1)海空一体决定协同要求高㊂舰载机作战环境复杂㊁跨度大㊁机动性强㊁对象多元,对训练协同开展的影响因素众多;2)体系联动决定导调控制难㊂舰载机对海作战是态势㊁指控㊁打击㊁保障等综合集成的任务体系,参训装备多㊁人员多㊁环节多,按照典型流程,训练实施需要要素间实现紧密耦合联动;3)虚实结合决定技术难度高[4]㊂开展此类训练,完全实兵实装的方式成本高㊁风险大,充分利用基于LVC的技术体制是有效的途径,实装与仿真训练系统相融合,信息交互㊁态势共享等技术难度高;4)探索性强决定创新要求高㊂舰载机对海打击训练兼顾战法创新和部队训练的双重任务,必须在训练进程中强化创新意识,找到薄弱环节,不断反馈装备建设和战术战法改进㊂1 3㊀训练仿真系统建设需求及策略系统应能够满足闭环舰载机对海作战训练仿真所需,仿真对象应包括舰载战斗机㊁机载雷达㊁空舰导弹㊁反辐射导弹㊁制导炸弹和普通航弹㊁航空兵指挥系统㊁航空保障系统㊁编队作战指挥系统等㊂流程分辨率到平台级,数据分辨率到武器级㊂主要解决以下几方面的军事需求:1)运用飞行模拟器模拟舰载机起降过程,用以训练飞行员的驾驶技术;2)运用航空保障系统模拟器模拟对舰载机的指挥引导㊁起降监控,用以训练LSO和塔台指挥员的起降指挥控制能力;3)模拟航指系统㊁预警机指挥引导流程,用以训练航空兵指挥员㊁预警机指挥员对舰载机的引导能力;4)模拟舰载机对敌水面舰艇的跟踪识别㊁导弹打击过程,训练飞行员的实战能力;5)模拟区域防空群指对舰载机的归航识别㊁进近引导,训练舰机指挥员的态势感知能力㊂鉴于舰载机训练仿真系统组成复杂㊁地位重要㊁体系贡献突出㊁实现技术难度大㊁各方高度关注,其建设策略主要包括:1)使命牵引㊁能力递进㊁分步实现;2)资源统筹㊁虚实合成㊁综合集成;3)注重流程㊁强化态势㊁体现感知㊂2㊀舰载机对海作战训练仿真系统2 1㊀总体架构设计本文按照航母编队作战指挥仿真顶层设计要求,继承相关子系统研制成果,充分考虑舰载机对海作战训练需求,采用网络化㊁服务化技术,实现 一网六域 的应用架构设计,逻辑上由通信支撑网㊁资源管理服务域㊁想定生成域㊁导调控制域㊁环境构设域㊁训练执行域和认知评估域组成㊂架构上可进一步分为仿真资源第3期指挥控制与仿真83㊀层㊁支撑层和应用层[5],如图2所示㊂图2㊀仿真体系架构㊀㊀资源层㊂在联合训练环境构建支撑平台的框架下,通过通信支撑网将基础数据㊁计算存储㊁时空基准㊁安全保密㊁态势感知等资源连接形成的泛在网络,开展数据的实时交互㊁计算处理㊁联合分发㊂资源管理服务域通过对各类资源以及用户身份的联网共享㊁组网运用,提供体系化的资源管理和资源服务㊂支撑层㊂通过分布式交互中间件实现资源层和应用层的逻辑连接,集成与仿真训练相关的软件㊁数据㊁服务和界面㊂为应用层提供想定生成应用注册㊁导调控制组合交互㊁环境构设资源集成等应用服务,为训练执行和认知评估提供基础数据服务[6⁃7]㊂应用层㊂构建各类训练对象系统,包括飞行员起降训练㊁LSO引导训练㊁对海作战训练㊁舰长对空防御训练㊁航空兵指挥引导训练等㊂2 2㊀功能模块设计作战想定与剧情生成模块[8⁃9]主要从训练用户角度出发,提供舰载机对海作战任务的典型任务场景,包括任务筹划㊁模型编译㊁模型校验㊁想定生成㊁兵力生成㊁虚实环境初始生成㊁想定推演等子模块,具体承担任务背景和要求描述㊁参训人员装备体系构成㊁战场态势描述㊁对抗威胁条件设置㊁规则战术库装订等活动,最终通过计算机兵力与剧情生成,进行方案推演,评估训练实施计划的合理性和可行性㊂训练运行控制与管理模块主要从训练监管角度出发,为训练以及训练仿真的有效开展提供运行保障,主要包括导调控制㊁红蓝模拟㊁交战裁决㊁训练代理㊁分布管理㊁模型调用和行为支撑等子模块,具体从白方视角承担红蓝双方对抗行为监视㊁战术效果裁决㊁进程控制等工作,从训练管理视角开展训练仿真代理㊁分布式训练组织实施㊁具体训练评判准则制定等工作㊂目标特性与环境构设模块主要从假想敌的角度出发,解决以往训练对手不真㊁环节逼真度不高等问题㊂其主要包括LVC集成环境㊁模拟器㊁战术对抗环境㊁电磁干扰环境㊁气象水文环境㊁平台机动㊁目标探测等子模块,能够为舰载机对海作战提供海战场背景下所需复杂电磁㊁岛岸背景㊁海杂波㊁快速海面目标等环境,以及虚实合成的解决方案㊂数据采集与云端处理模块主要从训练产生的大量数据出发,解决数据采集㊁存储㊁计算㊁显示㊁维护和挖掘等难题,为开展训练评估做基础准备㊂主要包括数据订购分发㊁边缘计算㊁高性能计算㊁分布存储㊁综合显示㊁复盘支持和分析评估等子模块[10],数据类型涉及84㊀王述运,等:舰载机对海作战训练仿真系统设计与关键技术第42卷距离㊁方位㊁精度等格式化数据和视频㊁图像等非格式化数据㊂2 3㊀数学模型框架设计舰载机的作战使命和航母的特殊起降环境,对出动回收㊁飞行安全㊁指挥引导㊁效能评估等OODA环节有极为严苛的要求㊂鉴于此,本文提出由出动回收模型㊁指挥引导模型㊁预警探测模型㊁交战过程模型㊁弹道与毁伤模型㊁辅助决策模型构成的舰载机对海作战训练仿真模型框架,如图3所示㊂图3㊀数学模型组成框架㊀㊀出动回收模型利用工程模拟器解决舰载机运动㊁起降姿态㊁过载控制㊁座舱模拟㊁视景观测等构造模型,建立一整套气动力数据库和控制率参数,模拟舰尾流㊁低空紊流和舰面流场条件下的起降性能;利用数字仿真解决航母运动㊁起飞与着舰系统㊁甲板几何㊁甲板作业等虚拟模型,与舰载机相关模型进行交互㊂指挥引导模型利用航空管制㊁航空兵指挥与预警机等等效模拟器,通过数据链和语音建立与舰载机任务执行的交互关系模型㊂预警探测模型通过建立雷达方程㊁引入外部信息源接口,解决信息保障和目标识别问题㊂交战过程模型需要实时解算飞机航线㊁高度㊁航向和攻击角等要素,装订导弹飞行参数,准实时计算载机和导弹的突防概率㊂弹道与毁伤模型利用实验室资源实时计算导弹发射后直至命中目标过程中,导弹弹道仿真和目标易损性仿真㊂辅助决策模型解决典型的战术决策问题㊂2 4㊀训练仿真流程设计根据舰载机对海作战训练特点和要求,考虑设计空间㊁随机因素㊁训练层级和能力形成等因素,形成基于 训练要素识别㊁任务场景构建㊁红蓝战术映射㊁层次对抗训练㊁智能导调裁决 的业务流程,如图4所示㊂其中,训练要素识别是开展相关研究的基础,针对不同训练要素,任务想定不同,构成的装备体系也有区别,要素识别主要是对训练历程㊁对象㊁阶段和目标的界定;任务场景构建主要为整个训练仿真设定一个脚本,具体包括使命任务㊁环境构设㊁方案生成㊁态势模拟等步骤;红蓝战术映射通过双方的仿真模型交互,将宏观的能力和规则映射为可操作的战术和行动[11⁃12];层次对抗训练实现基于实装㊁半实物和虚拟构造系统的浸入性㊁分布式训练;智能导调裁决利用基于智能体的算法对整个训练任务进行规划和仿真控制,运用空间域模型进行数据分析处理㊂图4㊀训练仿真业务流程图3㊀系统关键技术3 1㊀想定与仿真控制技术联合训练环境的构建势必带来动用实兵多㊁组织效率低㊁周期不可控等问题,必须在任务开展前进行反第3期指挥控制与仿真85㊀复推演,实现基线想定目标,并逐步扩展能力边界㊂主要涉及想定演示推演技术㊁时空一致性控制技术和数据过滤匹配技术等㊂演示推演技术模拟在给定试验条件下,进行兵力行动和信息交互等关键环节的预演,发现方案缺陷,预估训练效果,进一步提出资源需求,采用基于插件的模型编辑和想定编辑动态生成技术,解决当前普遍采用人工计算㊁领域专家研讨的方式㊂时空一致性控制技术,采用时间自治策略,部分时戳和前瞻量设计,通过合理划分实时粒度,解决联合试验环境所集成的资源信息交互的时间异步性,控制资源协调运行㊁虚实仿真时空一致㊂数据过滤匹配技术主要采用基于区域㊁网格和排序三种数据过滤匹配算法,解决无效数据对上层应用的干扰,开展云端数据的自适应计算,减少批量数据的处理压力,提高传输效率㊂3 2㊀兵力行为模型支撑技术为支撑本仿真训练系统众多实体的行为控制和交战规则,以及虚实融合环境下的实时㊁准实时㊁非实时交互,提出了包含零编程资源封装与建模㊁基于规则的决策建模㊁虚实兵力互感互抗等兵力行为模型支撑技术㊂零编程资源封装与建模技术采用基于协议模板的内嵌式动态数据包编解码,解决用户在资源封装过程中的零编程和装备接口零修改的问题,能够按照统一模式对舰载机对海作战仿真训练资源进行描述㊁封装和转换,其协议识别㊁自动解析等关键环节对实时性要求较高㊂基于规则的决策建模采用认知域建模技术,利用使命任务㊁作战能力㊁威胁态势等条件空间与位置队形㊁战术决策㊁火力控制等命令空间的映射,解决蓝方兵力行为的智能性㊁灵活性等问题,经过多次训练形成想定库㊁规则库㊁战术库㊂虚实兵力互感互抗技术通过增强现实技术,将虚兵的状态和行为信息通过信号注入或辐射传感等手段传输给实兵上的虚实融合终端,实现实兵感知虚兵;虚兵通过相应的发布与订购策略能够自动完成对实兵的感知;实兵通过虚实融合终端向虚兵发送攻击参数,在虚兵上完成弹道和毁伤仿真,发布虚兵毁伤信息,完成实兵对虚兵的抗击;虚兵依据发布与定购机制能够直接与实兵代理成员进行对抗交互㊂3 3㊀基于LVC实时交互技术对抗训练仿真的重点技术实现途径是真实㊁虚拟㊁构造资源的异构集成,在时空一致的条件下,满足动态组合㊁按需介入㊁相互操作的要求,其基础和核心是多分辨率融合技术㊁实时交互技术以及异构互联技术等[13]㊂联合多分辨率邦联技术,采用一体化框架将体系级低分辨率模拟系统和实体级高分辨率模拟系统集成在一起,其中,体系级提供整个战场空间画面,实体级负责对试验空间内单个平台实体的战术行为进行仿真,并能够实现按需选择和更改㊂实时交互技术采用时间同步和事件调度策略,综合利用中间件技术㊁数据分发技术㊁数据传输技术㊁云计算技术,实现解耦条件下的模型快速响应,满足异类㊁分布式部署资源的映射交互㊂异构互联技术主要解决仿真训练领域异构集成问题,包括仿真数据㊁模型㊁系统㊁环境等集成,一般采用分系统独立并行开发㊁逻辑靶场基础平台统一加载㊁多个分系统同步控制的综合集成技术,关键技术涉及自动加载部署方案规划㊁基于协同仿真技术㊁任务资源本地和远程操控等㊂本系统典型资源以及模拟效果如图5所示㊂图5㊀训练仿真效果图3 4㊀导调裁决与评估支持技术训练仿真系统基于红蓝双方的对抗,产生一系列的数据㊁响应和效果,需要指挥控制系统进行采集㊁分析和处理,主要包括导调控制与交战裁决㊁复盘评估等核心技术㊂导调控制与交战裁决技术需重点开展信息互联互通接口标准研究,进行信息共享设计,打通试训战的指挥信息链路,实现红㊁蓝㊁白差异化信息服务,利用便携式和固定式裁决终端,实现录取设备㊁测量设备㊁环构设备等数据快速融合和判读,包含自适应数据采集技术㊁认知辅助控制模型和快速智能判决算法研究等㊂复盘评估技术主要对训练仿真过程中各类兵力行动㊁关键事件㊁导调控制㊁打击效果运用数字化手段进行回放和追溯,并采用基于能力和基于任务两个维度进行指挥控制㊁机动㊁火力打击㊁全维防护㊁电子对抗㊁86㊀王述运,等:舰载机对海作战训练仿真系统设计与关键技术第42卷综合保障等方面的评估,主要能够支持数据关联复盘㊁过程复盘㊁同步复盘㊁协同分析和综合评估等工作㊂4㊀结束语本文系统研究了舰载机对海作战训练仿真系统设计与关键技术,明确了系统建设的需求,提出了初步设计方案,探讨了关键技术途径㊂该系统涵盖了舰载机对海作战从起降㊁引导㊁指挥㊁打击㊁评估等各个环节,训练受众覆盖飞行员㊁LSO㊁舰长㊁航空兵指挥人员等,采用基于LVC集成的技术体制,实现异构训练资源的体系集成,能够为舰载机对海作战训练㊁战法研究和流程改进提供有效的手段㊂下一步将进一步细化仿真粒度,提高关键事件的实装接入和响应感知程度㊂参考文献:[1]㊀田永亮,王永庆,熊培森,等.面向战斗机云作战的构造仿真平台架构[J].北京航空航天大学学报,2019,43(8):51⁃57.[2]㊀柯鹏,徐成林,柳松杨,等.舰载机起降过程中飞行员响应的视镜仿真[J].系统仿真学报,2019,31(1):59⁃65.[3]㊀张豪,郑茂,初秀民,等.舰载机高强度作业流程仿真研究[J].舰船科学技术,2019,41(6):147⁃154.[4]㊀王宗杰,侯学隆,罗木生.舰载机对海突击仿真模型框架设计[J].指挥控制与仿真,2017,39(5):76⁃80.[5]㊀陈嘉勋,肖兵,刘凤增.基于Agent的建模与仿真技术在军事系统中的应用综述[J].飞航导弹,2019,29(3):65⁃69.[6]㊀贺荣国,杨继坤.水面舰艇设计定型试验项目规划与实施研究[J].装备学院学报,2016,27(4):68⁃71.[7]㊀徐享忠,杨建东,郭齐胜.作战仿真试验理论体系研究[J].装甲兵工程学院学报,2018,32(2):98⁃103.[8]㊀刘万洪.航母战斗群通信作战应用及对抗策略分析[J].舰船电子对抗,2015,38(1):58⁃63.[9]㊀杨继坤,王娜,肖飞.航母编队体系作战试验设计与评估[J].指挥控制与仿真,2019,41(4):91⁃98.[10]尹肖云,皱强,冯佳晨.航母舰载机反舰作战能力评估分析[J].火力与指挥控制,2017,42(12):40⁃45.[11]张翠侠,周新,方冰.红蓝双方攻防仿真建模技术[J].指挥信息系统与技术,2012,3(6):10⁃14.[12]杨继坤,张传有,常秀丰.海军试训蓝军体系建设与运用研究[J].现代防御技术,2017,45(2):22⁃28.[13]张灏龙,谢平,赵院.体系对抗仿真面临的挑战与关键技术研究[J].计算机仿真,2019,36(5):1⁃5.(责任编辑:张培培)。

大型航母之关键技术-- 蒸汽弹射器

大型航母之关键技术-- 蒸汽弹射器

[资料共享](转贴)大型航母之关键技术--蒸汽弹射器从技术分类的角度看,航母舰载机的起飞方式是一种边缘学科.边缘学科最大的特点是把两种或更多种不同的成熟技术结合在一起形成实用技术,中国虽然没有航母及舰载机的使用经验,但通过几十年来军内外专家的全心关注,人们已经对航母及舰载机起飞方式比较熟悉了,对许多关心国防建设的读者来说,只要是对航空技术和舰船方面有一定的了解,边缘学科的这种特点就导致他们能对舰载机的起飞方式作出比较专业的分析和评价,专家更不例外。

从近年来发表在军事刊物上关于舰载机起飞的文章及网上帖子可以看出.关于舰载机弹射起飞和滑跃起飞优缺点的分析已经到了面面俱到的程度,但也正是由于边缘学科的这种特点,在弹射起飞与滑跃起飞谁优谁劣的争论上“仁者见仁,智者见智”情况也就显得特别的突出。

就目前情况来看,认为弹射起飞好的观点已经占了上风,但支持滑跃起飞的观点仍然有挖掘不尽的“活力”,往往会使支持弹射的一方产生“底气”不足的感觉。

在航母发展的初期,弹射器研制者和海军中一些有远见的军人在向美国海军推荐航母弹射器时曾列出弹射起飞有如下好处·使小型航母能起飞重型飞机、可提高航母飞行甲板的载机数量、可简化飞行作业程序、可以节省燃油增加飞机的航程、能使飞机在横甲板风和零风速时顺利起飞、为设计高性能飞机创造了条件。

本文就从这几点出发,再结合这几年关于两种起飞方式的评论对这个话题进行一番总结讨论,以期使朋友们对这两种起飞方式的优劣长短能有个全面和整体的认识。

起飞方式在舰载机具体设计上的影响在探索滑跃起飞的初级阶段,出现的最大误区就是认为滑跃起飞舰载机结构可以避开弹射起飞的结构加强,重量相对轻,一些西方国家的媒体就曾把这一点当成是滑跃起飞优越性的最大筹码,这并不完全是西方国家的误导,美国波音公司在确定F一32的布局时也曾犯过类似的错误,公司中的专家轻易就得出了短距(滑跃)起飞/垂直降落方案将会在控制飞机尺寸及重量上有优势的结论!以至于他们在设计之初曾打算把F-32设计成三军通用的垂直起降型。

航母的舰载机起降技术

航母的舰载机起降技术

航母的舰载机起降技术作为现代海军中最强大的舰艇之一,航母拥有强大的实力和战斗能力。

而航母的核心装备之一,就是舰载机。

舰载机起降技术是航母运用舰载机实施起降的一套复杂而又精密的程序。

本文将从舰载机的分类和特点、起降流程、技术挑战及突破等方面论述航母的舰载机起降技术。

一、舰载机的分类和特点舰载机是专为在航母上起降和作战而设计的飞机。

根据用途和型号,可以将舰载机分为多种不同的类型,如战斗机、侦察机、直升机等。

舰载机相对于陆基飞机有着独特的特点。

首先,由于舰载机需要在有限和狭窄的空间上进行起降,因此其起降时所需的速度、重量和弹药配置等都需要进行特殊设计。

其次,由于舰载机的起降受到舰船在海上运动的影响,舰载机必须具备良好的适应性和稳定性。

最后,舰载机需要在不同的气候和海况条件下进行起降,因此对于其风阻、耐水性和对恶劣环境的适应能力也有较高要求。

二、舰载机起降流程舰载机的起降是一项高危、高难度的任务,需要舰载机飞行员具备高超的飞行技术。

起降流程一般可以分为准备阶段、出舷、接管和起降四个阶段。

首先,在准备阶段,飞行员需要进行飞行准备、通信和导航等工作。

其次,出舷阶段是指飞行员将舰载机从停放区驶离并进入起降区的过程。

然后,在接管阶段,飞行员需要与甲板上的甲板柜员进行无线电联系,确保起降过程的安全顺利。

最后,起降阶段是舰载机在甲板上进行起飞和降落的过程,飞行员需要准确地掌握速度、高度和角度等参数,以保证成功完成起降任务。

三、舰载机起降技术挑战及突破舰载机起降技术面临着诸多挑战。

首先,由于起降甲板狭小,飞行器在起降过程中需要克服成倍增加的风阻和阻力,飞行员在飞行姿势和技术上都需要有较高的要求。

其次,起降过程中舰船的颠簸运动会对舰载机的稳定性产生影响,飞行员需要准确判断舰船的姿态来进行相应的调整。

最后,海况和气候也是舰载机起降的重要考虑因素,飞行员需要根据实际情况做出智能化判断和决策。

为了突破舰载机起降技术的挑战,科学家、工程师和飞行员们进行了大量的研究和改进。

舰载战斗机发展历程及技术展望

舰载战斗机发展历程及技术展望

舰载战斗机发展历程及技术展望舰载战斗机是航空母舰上的作战主力,承担着对空、对海和对地攻击等多种任务。

随着航母的发展与壮大,舰载战斗机的研发和技术水平也在不断提升。

本文将对舰载战斗机的发展历程及技术展望进行探讨。

一、舰载战斗机的发展历程舰载战斗机的历史可以追溯到20世纪20年代,当时美国海军研制了第一款舰载战斗机F4B-1,这标志着舰载战斗机的诞生。

随后,随着航空母舰的发展,各国纷纷开始研发自己的舰载战斗机,例如英国的海燕、法国的雄鹰、日本的九七式舰载战斗机等。

在二战期间,舰载战斗机在太平洋战场上发挥了重要作用,如美国的F6F地狱猫、F4U 海盗等战斗机都展现了强大的作战能力,成为了对抗日本海军的重要武器。

在冷战时期,苏联研发的米格-29K等舰载战斗机也具有了相当的实力,成为了美国海军F/A-18大黄蜂的主要对手。

随着科技的不断进步,舰载战斗机的性能也在不断提升,例如F/A-18超级大黄蜂、苏-33舰载战斗机等,都拥有了更加先进的雷达、导航和武器系统,具备了更强的作战能力。

未来,舰载战斗机的发展方向将主要体现在以下几个方面:1. 隐身技术:随着航母作战环境的不断发展,未来的舰载战斗机将更加注重隐身性能,以应对复杂的电子作战环境。

未来的舰载战斗机将采用更加先进的隐身材料和设计,提升对抗性能。

2. 高超音速:未来的舰载战斗机将会更加注重高速性能,以适应快速变化的作战环境。

高超音速技术将成为未来舰载战斗机的重要发展方向。

3. 智能化:随着人工智能技术的不断发展,未来的舰载战斗机将更加注重智能化作战能力,例如自主飞行、自主攻击等功能将得到进一步的发展。

5. 全球联网:未来的舰载战斗机将更加注重全球联网和信息化能力,以提升作战效能和打击能力。

舰载战斗机作为航空母舰的主要作战力量,其研发和技术水平的持续提升将会对舰舰载机作战能力产生重要影响。

随着科技的不断发展,未来的舰载战斗机将会拥有更加先进的性能和作战能力,成为航母作战的重要支撑力量。

国外航母舰载无人机关键技术及作战运用

国外航母舰载无人机关键技术及作战运用

国外航母舰载无人机关键技术及作战运用作者:周磊徐明郑震山来源:《无人机》2017年第05期2013年5月、7月,美国海军舰载无人作战飞机验证机X-47B先后在“布什”号航母上成功完成弹射起飞和拦阻着舰,标志着航母舰载无人机技术取得了根本性突破,引起世人的广泛关注。

美国海军从2000年开始提出航母舰载无人机研究计划以来,先后历经航母舰载无人作战飞机先进技术计划(UCAV-NATP)、联合无人空战系统(J-UCAS)、舰载无人作战飞机系统演示验证(UCAS-D)、舰载无人空中监视与打击系统(UCLASS)和舰载无人空中加油系统(CBARS)等5个阶段。

按照《美國海军航空兵2030愿景》,2025年美国海军舰载无人作战飞机将开始取代F/A-18,与F-35混合编成,舰载无人机将成为编队海空作战的主力之一,大幅度提升海上态势感知、高危区域突防以及远距离空中打击等能力,将会给航母编队的作战样式带来巨大变革。

国外航母舰载无人机发展情况基于全球战略调整和海上作战需求考虑,美国海军在航母舰载无人机技术发展方面起步较早、投入较大,其整体技术上已远远领先英、法、俄等军事强国。

2000年,美国国防预研局(DARPA)与海军启动UCAV-NATP计划。

2003年,美国国防部将UCAV-NATP计划和空军无人作战飞机(UCAV-ATP)计划合并为J-UCAS计划,但由于海军、空军需求的巨大差异,2006年,J-UCAS项目终止。

从2006年起,美国海军独立开展UCAS-D项目。

2011年2月,X-47B验证机实现首飞。

两年后,2013年5月14日,X-47B从“布什”号航母上完成首次弹射起飞,7月10日完成拦阻着舰。

至此,美国航母舰载无人机技术取得了根本性突破,具备转入型号研制的条件。

在开展技术验证的同时,2012年,美国海军启动了首个航母舰载无人机系统研制项目——UCLASS。

波音公司、洛马公司、诺格公司、通用原子航空系统等4家公司参与竞标工作。

现代航空母舰的核心总体设计技术

现代航空母舰的核心总体设计技术

现代航空母舰的核心总体设计技术首先应该是现代航空母舰的核心总体设计技术。

我们知道,现代新型航空母舰不但排水量巨大,而且整体结构复杂,是一个完整的系统工程。

虽然我国已能够设计和制造数十万吨排水量的民用船舶,但军用舰船由于要考虑防护、隐形、武器综合布局、动力、复杂的综合电子设备、内部合理的结构等等方面,因此,建造难度远远高于民用舰船。

其次应该是航空母舰的动力技术。

虽说我国早在上世纪七十年代初就已经成功的掌握了大型舰艇用核动力技术,但不知什么原因,我国的舰艇用核反应堆技术仅限应用于核潜艇,不知是技术的原因还是核安全的原因或者其它原因,从来没有应用于其它水面舰艇。

也许考虑到核动力舰艇的敏感性(有些反核国家拒绝核动力舰艇进出其主权水域),我国在近期服役的大型水面舰艇上也没有使用核动力技术,因此,估计新设计的航空母舰也不会使用核动力技术。

那么,以前制约我国航空母舰发展的动力技术就是常规舰用发动机了。

本世纪初期,我国与独联体国家的乌克兰(俄罗斯不愿意向我们提供)签订了引进技术制造DA-80(用于国产大型舰船)和DA-100(用于万吨级以上和航空母舰)大型船用发动机的协议,并在上海某工厂国产化成功,填补了我国大型舰艇用常规发动机的空白!由此,我国就具备了为国产大型舰艇提供国产‘心脏’的能力。

再次是舰用飞机起飞弹射器技术。

我们知道当今世界上航空母舰固定翼飞机起飞有两种方式:弹射式起飞和滑跃式起飞(美英等国的AV-8B‘海鹞’式战斗机垂直起飞另当别论)。

美国、法国等拥有的大型航空母舰都是采用蒸汽弹射器弹射起飞,这样起飞的战斗机不但载荷量大,作战半径远,还有起飞弹射速度快的优点,是现代舰载作战飞机起飞的主流。

而象英国、西班牙、意大利等拥有中小型航空母舰的国家,大都采用简便易行的滑跃式起飞方式起飞自己的舰载战斗机(主要是使用‘海鹞’式飞机),但这样起飞的飞机耗油量大,需要携载较多的燃油才能维持一定的作战半径,武器携载量较弹射起飞要少不少,因而主要用于近距作战和舰队自身的防空。

舰载无人机作战使用及关键技术研究

舰载无人机作战使用及关键技术研究
无人机可为舰艇炮火和导弹 选定攻击目标 、测定目标参数 , 协助舰载火控系统计算射击诸 元 , 进行目标分析 ; 还可用激光 目标指示器照射目标 ,对激光制 导武器精确制导 。攻击过后 , 可 测定弹着 、校正参数 、检查目标 的毁伤程度 。利用无人机还可转 发情报 、通讯 、导弹控制指令等 信号 , 满足现代海战作战区域广 而产生 的 对 信 息 传 递 、指 挥 控 制 、导弹攻击的更高要求 。
可装载视频放大器 , 增强雷达反 射信号 ; 也可对无人机做特殊设 计 , 再配上适当的电子设备 , 模 拟有人驾驶飞机雷达发射特征的 信号 , 或转发对方雷达信号 , 吸 引对方预警系统 ,实施诱骗 。 2. 4 执行空中作战任务
无人机体积小 , 结构紧凑 , 大量使用模块化的电子设备和微 型武器系统 , 造价仅为有人驾驶 飞机的十分之一甚至百分之几 , 而且不存在人员伤亡或被俘的危 险 , 因此 , 逐渐担负起空中作战 的任务 。执行空中作战任务的无 人作战飞机包括无人战斗机 、无 人轰炸机和无人攻击机等 , 主要 用于发现 、识别和摧毁敌固定和 移动目标 ,用火力压制敌防空力 量以及与空中目标进行格斗 。 2. 5 用作反辐射攻击武器
无人机具有续航时间长 、飞 行高度高 、不易被对方发现与攻 击的特点 。机上可搭载电视摄像 机 、光电 /红外 /紫外 、前视红外 传感器 、激光指示器 、合成孔径 雷达等多种传感器 ,对可能发生 武装冲突 、局部战争的海域进行 长时间的实时侦察 、监视 ; 一旦 发生冲突和战争 , 便可实施多批 量 、大纵深 、全天候 、立体化的 全向侦 察 , 搜 集 敌 方 的 作 战 情 报 , 及时传送到己方舰载或岸基 指挥控制中心 。 2. 2 空中电子压制和干扰
2) 目前各国配署的舰载无 人机的 最 大 负 载 、最 大 活 动 范 围 、最大留空时间等受到一定的 限制 , 因而它们的使用功能比较 单一 , 无法成建制 、成系统地形 成战斗力 ;

I先进舰载战斗机设计要求

I先进舰载战斗机设计要求

附件I 先进舰载战斗机设计要求1.飞机主要特点1)可完成舰队防空、掌握制空权、配备高精度武器全天候打击水面和地面目标等多中战斗任务;2)通过采取有效的增升技术措施,使飞机能在更低的起飞速度和着舰速度下在尺度有限的航母飞行甲板上安全起降;3)要充分考虑到限于舰载机装载数量对多任务的需要比陆基飞机更迫切;4)选择现有发动机型号,降低平台总体的研发成本;5)采用先进的设计方法和材料技术,尽可能低的维护维修费用;6)适应舰载环境的特殊要求(如防霉菌、防湿热、防盐雾及抗电磁兼容性)。

2.总体设计要求1)最大航程:3000km(最大内油,无武装);2)最大飞行速度:2.2Ma(标准内油,无武装);3)巡航高度:11km4)实用升限:19km5)载荷能力:●乘员1人;●正常状态下利用内置弹舱可携带(4枚200kg级中距空空导+弹2枚90kg级近距空空弹)/6枚200kg级中距空空导弹;利用外挂点挂载2枚800kg级反舰导弹。

6)起飞:滑跃或弹射起飞,海平面标准条件下,短点起飞距离110m,长点起飞距离200m;7)降落:可用距离100m。

3.隐身设计要求总体设计中应包含并体现在隐身性能方面的综合考虑,包括对声、光、电磁、热等发面可能的技术应用。

4.结构设计要求航空母舰要求舰载战斗机占据的容积尽可能小,因此,机翼/垂尾应考虑具备可折叠功能,应考虑由此带来的对结构重量的影响;针对舰载战斗机具体的起飞方式(弹射起飞或滑跃起飞),重点研究对舰载战斗机飞机品质的要求及其设计技术。

在着舰拦阻技术上,主要研究舰载战斗机下滑时的飞行控制规律以及对飞行品质的要求。

5.适航要求应在设计过程中考虑《军用飞机结构完整性大纲——飞机要求》、着舰规范中的相关要求(含着舰轨迹的控制、复飞和逃逸等),并适度参考美国MIL-HDBK-516《军用航空器适航性审查准则》中相关要求。

6.作战效能评估结合可能获得的资源,进行必要的单机作战效能评估和航母编队舰载机群的效能评估,说明设计方案的优势。

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的前下视角为 13b, 而安全着舰迎角约为 8b。典
型的舰载机在航母进场视线见图 2。至此, 关于
舰载机起落性能的基本参数均可一一确定了。能
否安全着舰是舰载机设计的首要关键。
413 结构质量
由于舰载机着舰要比陆基飞机在固定的地面
上着陆艰难得多, 就机体结构强度而言, 对机体
影响最大的是飞机的起落装置。而决定起落架结
K ey w ord s: carrier- based a ircraf;t a ircraft design; adaptab ility
舰载机除了具有陆基飞机应有要求外, 由于 受外界环境限制而形成了它特有的特殊要求。首 先它必须要在航母这个活动机场上完成起落和存 放, 又要在海上气候环境中使用, 这些均对舰载 机的使用提出了比陆基飞机苛刻得多的要求, 因 而形成了它不同于陆基飞机的设计特点。舰载机 设计的主要关键技术都是围绕着在航母上起飞和 着舰的, 所以舰载机与航母的适配性成了机体设 计的主要问题了。
具备防潮湿、防盐雾、防霉菌的 / 三防 0 措施。 置以及维修对于主要子系统也有主要影响。而其
舰载机在起飞和着舰及停放在甲板或机库中 他则是中等影响或是轻微影响, 详见表 2。
均应能具备抗航母在风浪中运动的能力, 例如
表 2 航母独特工作模式对设计因素的影响
表 1。
表 1 福莱斯特级航母 ( 78000kg吨位级 )的甲板运动情况
Abstract: Critical techno logy im p lem entation prob lem s associated to the launch and recovery operating m atch ing the carr ier in f ixed- w ing carrier- based a ircraft design and developm ent are d iscussed in the present paper. L aunch and recovery characterictics for various ex isting sing le- and tw in- eng ine configuration sh ip- based a ircraft are statistica lly invest igated for design reference.
机的起落速度成了舰载机的主要问题, 特别是进 场着舰速度更是关键。飞机进场着舰 速度 Vjc 公 式为:
Vjc =
2[m cosC- T sin( A+ D) ] QSCy
式中: m ) ) ) 飞机进场着舰质量; T ) ) ) 发动机推力; S) ) ) 机翼面积; Q) ) ) 空气密度; Cy ) ) ) 飞机升力系数; C) ) ) 飞机着舰航迹角; A) ) ) 飞机迎角; D) ) ) 推力线与飞机水平基准线夹角。
舰载机在航母上的独特工作模式是弹射起飞
刻飘浮在 海面上, 其气 象水文 条件 是大 风、台 ( 或滑跃起飞 )、着舰、甲板操作、维护修理和海
风、海雾波 浪和 潮汐等。舰和机 均面 临大 气腐 上环境。影响飞机设计的因素是外形、结构、气
蚀、盐和潮湿天气。这对舰载机材料的限制是不 动、独特装置、座舱、燃油系统、推进系统、武
# 6#
飞机设计第 2期 2005年 6月
舰载机总体设计主要关键技术概述
王钱生
(沈阳飞 机设计研究所, 沈阳 110035)
摘 要: 概述了舰载机 (固定翼舰载飞机 )总体设计中与航母 (航空母舰 )适 配的起飞、着 舰等的关 键技术 问题。文中还统计分析了国 外现有舰载机单、双发动机布局的 情况, 以供 舰载机设 计中考 虑起落 安全性 的参 考。
中等 中等 中等
轻微 中等 况下, 远距飞行和作战, 这就要求舰载机的 航程要大, 也就是飞机载油量要大。
4 对舰载机的性能要求
3 航母上独特工作模式对舰载机设计的影响
411 航程及留空时间 由于舰载机是在海洋环境中以航母为基地来
由于舰载机要在地处海洋环境中的狭小航母 使用的。所以要求舰载机比陆基飞机要装载更多
舰载机与陆基飞机最大的区别就在于要在有 限距离的航母甲板上完成飞机起落。目前世界上 舰载机在航母上起飞, 有弹射起飞和滑跃起飞两 种方式。飞机着舰均靠钩住舰上的拦阻索减速到 停机。在应急情况下靠拦阻网回收飞机。
当前比较普遍使用的舰载机在航母上起飞是 用弹射起飞方式。由于弹射 器的制造精度很高, 技术复杂, 现在弹射器生产 厂家只有美国一家。 如以弹射能力最大的 C13- 1型湿式储气罐弹射器 为例, 其弹射行程是 92 m。从弹射静载质量与弹 射末速度的曲线可知, 在最大末速为 315 km / h时静 载只能小于 18614 kg。当最大静载为 38 590 kg 时末 速只能小于 233 km /h。
构质量的主要参数是飞机使用下沉速度。陆基飞
机标准规定的着陆设计质量对应的使用下沉速度
为 3 m / s, 而舰载机却是该速度的 2倍以上, 具
体数值取决于海情和飞机着舰速度。以 F /A- 18
为例其舰载型 F /A- 18A 与陆基型 F /A- 18L 起落 装置质量的比较见表 3。
王钱生: 舰载机总体设计主要关键技术概述
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图 2 飞机着舰进场平飞下滑道上前下视角示意图
表 3 舰载型与陆基型起落装置质量比较
下沉速度
质量 /kg
机型
/m# s- 1 主起落架 前起落架 拦阻钩 总计
YF- 17
31 05
276
581 6
3341 6
5 单、双发动机布局问题
舰载机的动力装置采用单发或双发不是绝对 的。但双发布局的舰载机从安全性考虑要比单发 布局的舰载机要好。因为飞机在舰上起飞和着舰
关键词: 舰载机; 航母; 适配性
Critical Technologies in Carrier- Based A ircraft D esign and D evelopm ent
W ang Q iansheng ( Shenyang A ircraft Design & R esearch Institute, Shenyang 110035, China)
215b左右下滑离地高 1~ 015 m 拉 平着地, 而 舰
载机均以 4b或 315b的航迹角直 线下滑不拉平 着 舰。而且在离舰一定的距离和高度上转入下滑航
迹处要看到航母舰艉坡道下的红色信号灯。具体
舰载 机 在设 计 时 要 根 据 飞 机 视 界 标 准 如 美 标
M IL) STD) 850B要求, 结合 航母的尺寸和舰 上 助降系统位置来确定安全着舰迎角。如 F /A- 18A
主要
主要
中等
)
主要
中等
轻微
中等
主要
)
轻微
)
主要
主要
轻微
)
中等
中等
轻微
中等
天候飞行和作战能力。为了协助飞行员适应海上
燃油系统 中等 中等
)
中等
)
/ 海天难分 0 的目视环境, 舰载机应有自动驾驶 能力。
在茫茫大海中执行任务的舰载机应有远距自 主导航能力, 以便在失去母舰引导及海上无地标
推进系统 中等 武器设置 中等 主要子系统 中等
列与陆基飞机不同的限制。
收稿日期: 2004 10 28
王钱生: 舰载机总体设计主要关键技术概述
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图 1 航空母舰飞行甲板上 的着舰设施布置
2 海上环境对舰载机的额外要求
式, 产生了许多苛刻的要求, 对舰载机设计提出 了许多关键技术, 增加了飞机设计的难度。
与陆地不同的海上自然环境使载机的航母时
飞机库甲板宽度
3018~ 33 m
飞机库甲板高度
7162~ 8108 m
飞机库甲板舱门长
23 m
飞机库甲板舱门宽
7162 m
升降机长 ( m )
1518 m
升降机宽 ( m )
1912~ 2519 m
典型的航母俯视简图见图 1[ 1] 。
显然, 航母的尺寸对舰载机要在航母上完成
起飞和着舰以及飞机在舰上的操作等遇到了一系
对于着舰拦阻索来说, 从美国的拦阻能力最大 的 MK7MOD3型拦阻装置看, 最大钩速为 269 km /h, 此时最大的飞机着舰质量为 18160 kg。如钩速减小 则着舰质量可以增加。
上述情况说明了飞机起落质量与速度均直接 影响飞机在航母上的弹射器或拦阻装置能力的配 置。这是机-舰的适配性之一。而飞机质量往往是 根据战技要求中作战使命来确定的, 然而飞机起 落速度主要取决于飞机的升力特性。能否降低飞
甲板状态
时间
中等风浪
11级暴风
横滚
8s
? 10b
? 25b
俯仰
41 5 s
? 2b
? 4b
因而对于停放在机库或甲板上的飞机必须设 计有系留点用绳索与航母缚住。
为适应海上多变的气象环境, 舰载机应有全
设计因素
外形 结构 气动 独特装置 座舱
起飞 主要 主要 主要 主要 中等
航母独特工作模式
着舰 甲板操作 维修 海上环境
能用镁和铍, 还要考虑如不同类型金属相互接触 器设置和主要子系统。这些因素将影响飞机的规
要采取防电化腐蚀措施; 铝合金等金属与碳纤维 划、质量、成本、复杂性和试验工作。
复合材料相接触应采取防护措施; 为防湿气侵入
其中弹射起飞和着舰对外形、结构、气动和
蜂窝结构应使用无孔蜂窝芯等。所以, 舰载机应 独特装置有主要影响; 甲板操作对外形和独特装
由上式可见, Vjc 与
m S
成正比,
Vjc 与
Cy 成
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