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。

二、弹射起飞弹射起飞是指用弹射器（蒸汽型或液压型）给舰载机施加外力，使其迅速增速而“弹射升空”。1950年8月，英国海军在“英仙座”号航母甲板中线上安装BXS-1型蒸汽弹射器（动力冲程45.5m）进行弹射飞机试验，并获得初步成功。美海军购买了英国专利并进行研究发展，基本达到了技术成熟。目前，美海军舰载机全部采用这种起飞方式，法国、巴西、阿根廷等国的航母上亦采用了该种起飞技术。蒸汽弹射器是以高压蒸气推动活塞带动弹射轨道上的滑块把联结其上的舰载机投射出去，其简要弹射过程是：飞机就位后拉好拖索并张紧，接到弹射指令后，储气罐中的高压蒸气经迅速开启的阀门进入开口汽缸，推动气缸中的活塞带动往复车，往复车通过拖索牵拉飞机在甲板上高速滑行，在较短的甲板长度之内，使舰载机迅速增速，达到离舰起飞的最小速度而完成起飞，之后，通过制动缸等部件使往复车制动、复位，为弹射下一架飞机作好准备。 1.弹射方式依据舰载机与滑块的联结方法，弹射方式可以分为拖索式弹射和前轮牵引式弹射两种方式。（1）拖索式弹射。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弹射。（2）前轮牵引式弹射。该方式在1964年由美国海军试验成功。拖曳杆安装在舰载机前轮支架上，前轮直接挂在弹射器滑块上，弹射时由滑块直接拉着飞机

前轮加速起飞。该种弹射方式的优点是：可减少10名左右的甲板工作人员，缩短了弹射时间，飞机的方向安全性好。但舰载机前轮要专门设计。目前美国海军核动力航母都采用这种起飞方式。舰载机要采用弹射起飞方式，必须解决弹射器这一关键装置的技术问题。弹射器可分为压缩空气式、液压式、蒸汽式等，其中蒸汽式应用尤为广泛，如英国的BXS-1蒸汽弹射器（弹射能力为27.63*105kg*m），美国的C-13蒸汽弹射器（弹射能力达10.4*1016kg*m）。C-13已成为美海军现役航母的定型产品，实际上是一种动力冲程达100m 的往复式蒸汽机，可使20多吨的飞机在短时间内获得185kn的末速度。

固定翼舰载机的主要起飞技术（2）

2009年11月02日星期一 10:47 A.M.

图1为美海军航母上的弹射器和导流板。 2.弹射起飞主要特点（1）降低了对舰载机的要求。对目前的舰载机，无论是什么型号、种类、起飞重量多大、推重比多少，均可通过弹射器的弹射离舰起飞，这大大降低了对舰载机的要求。（2）保证多架舰载机以较短时间间隔起飞作战。如美国“尼米兹”级航母上配置的4台C-13弹射器，在同时工作时，可使起飞间隔仅为15s。用弹射起飞不仅要求掌握弹射起飞装置技术，而且要具备一套完整的经过实战检验的舰机配合规程，从西方海军大国近40多年使用来看，这种起飞方式可满足实战需要，并受到各国用户好评。（3）弹射器技术难度大。目前世界上仅有一家

英国公司在设计制造弹射器。在使用和维修过程中，弹射器的关键部件——开口气缸和密封带的冷作加工、形状校准、密封恢复等操作过程不仅需要高超技术，而且还应具有相当的经验。为保障舰载机可靠起飞，常规航母一般装2台以上弹射器，而对小型航母通常也要有备份，这对于空间和载机数量都较小的小型航母无疑是一种浪费。（4）弹射器重量重、体积大。如“尼米兹”级航母上的四台C-13弹射器重量为2800t，体积为2265m3，占用了70多m的甲板舱室空间，影响其他武器装备的配置。美“中途岛”号航母在弹射60架舰载机时，两台弹射器消耗的能量占主机功率的25%左右，如短时间内连续弹射，消耗的能量会更大，这会降低航母战斗力。但对核动力航母，这一问题不太突出。

三、滑跃起飞滑跃起飞又称斜板跃飞或斜曲面甲板起飞。它是指舰载机先依靠自身动力首先在航母水平甲板上滑跑，后经航母舰首斜曲面甲板（一般与水平面呈6°～20°斜面，又称滑跳式甲板和滑橇式甲板），使舰载机在离舰瞬间被赋予一定航迹倾斜角和向上的垂直分速度，使舰载机跃入空中，实现离舰起飞。目前采用滑跃起飞的国家有英、俄、西班牙、意大利、印度等。滑跃起飞技术是由英国海军军官道格拉斯·泰勒首先发明创造的，他将该技术最先应用在“无敌”级航母上，使“海鹞”垂直/短距起降飞机起飞重量、载弹量、作战半径均得到较大提高，从而提高了其作战能力。 1.滑跃起飞原理滑跃起飞原理可用作一简要说明：假如甲板是水平的，当飞机滑跑至舰首时，如速度不够大，飞机升力小于重力，法向过载ny∠A，飞机加速时间长，因此，较水平甲板容易飞起来。在斜板倾角一定时，飞机能否飞起来取决于飞机的推重比。随着飞机推重比的加大，水平加速度将加大，飞机速度与升力增大较快。当飞机推重比增大到一定值时，飞机就飞起来了。目前的岸基和模拟试验表明，在当前舰载机推重比下，当斜板倾角为12°时，既能最大限度地提高起飞性能，又能限范围内，因此斜使飞机结构载荷保持在极板的上翘倾角取为12°。

固定翼舰载机的主要起飞技术（3）

2009年11月02日星期一 10:50 A.M.