航母舰载机起降方式特点分析及全球现役航母简介-广东造船-120期

假如他没有挂上拦阻索的话他可以在最短的时间之内 加速离开甲板，重新回到降落航线。拦阻索是由液压 制动的，它可以在两秒钟和60 ~ 90 m距离内使飞机停 下来。飞行员会依照甲板上的地勤人员的指示将发动 机的推力降低到慢车并且离开降落区。在异常情况 下，比如舰载机的尾钩损坏了，舰载机无法使用拦阻 索停下来，在甲板上可以拉起拦阻网来协助舰载机迫 降。又或者舰载机会再次拉起，重新降落。
滑跃起飞是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（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。由于该项技术把甲板尽头做 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，从而大大缩短了飞机的起飞滑跑距离。 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。
作者简介：吴家鸣（1957－），男，教授，博士 收稿日期：20பைடு நூலகம்1-08-15
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拖带的速度，四项速度合成，使舰载机只需滑行几十 米即可获得足够的升力而起飞升空。
蒸汽弹射有两种弹射方式：前轮牵引式弹射和拖 索式弹射。使用前轮牵引式弹射时，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。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。
采用弹射和斜板滑跳的航母都必须以20 kn以上的 速度逆风航行，来帮助飞机起飞。
垂直/短距滑跑起飞则是利用机载发动机的推力矢量 控制来实现起飞，由于英国的“海鹞”等类型的垂直/短 距起降战斗机的携载量和航程目前都难以满足大战术半 径的作战需要，这种起飞方式只在小型航母中使用。
蒸汽弹射器的主要优点是：对舰载机的要求不
Key words:Aircraft carrier; Carrier-borne aircraft; Takeoff and landing way
1 航母舰载机的起降方式及特点分析 1.1 舰载机技术与舰机适配技术
航母是现代科技的结晶，是一种高技术密集的军 事系统工程，主要的关键技术包括：航母本身及舰载 机的设计技术、舰机适配技术、弹射技术、拦阻技 术、武器技术、航母的动力技术、航母钢板制造与焊 接技术以及其他配套的各种设施保障技术等。
Analysis on Takeoff and Landing Characteristic of Carrier-borne Aircraft and Introduction on Global Active Duty Aircraft Carrier
WU Jiaming
( South China University of Technology, Guangzhou 510640 )
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和推重比相同的情况下，采用滑跃起飞方式比常规的 水平增速滑跑升空方式，可使滑跑距离减少60％；在 航母上采用滑跃起飞，飞机出动频率不受弹射器功率 和故障的影响，具有操作简单、安全性好等优点；取 消了弹射器，有助于简化航母设计、降低造价、节省 训练和维修费用。采用滑跃起飞是未来中小型航母发 展的方向之一。
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航母舰载机起降方式特点分析及全球现役航母简介
吴家鸣
（华南理工大学 土木与交通学院，广州 510640）
摘 要：对航空母舰的起源和世界上现役航母的概况进行了介绍、对航母的关键技术之一：舰载机不同 起降方式的特点进行了分析。
关键词：航空母舰；舰载机；起降方式
虽然与传统的蒸汽式弹射器相比，电磁弹射具有 容积小、对舰上辅助系统要求低、效率高、重量轻、 运行和维护费用低廉的优点。但是相对于蒸汽弹射器 已使用了半个多世纪，其高可靠性早已得到飞行实践 的验证和认可不同，电磁弹射器还未经过实践检验， 目前还很难做出它是否安全可靠的结论。
采用滑跃起飞方式的优点是：在飞机的起飞重量
目前， 除美、法两国航母舰载机采用弹射起飞方式 外，其余拥有航母的7个国家几乎都运用滑跃起飞方式。
2）舰载机的降落方式 目前，世界各国航母舰载机的降落方式基本为两 类 ：一类是着舰减速降落方式，另一类就是垂直降 落方式。 着舰减速降落方式采用拦阻索装置和拦阻网装 置。拦阻索装置在正常情况下是舰载机缩短着舰滑跑 距离的装置；拦阻网足在舰载机处于危急情况下着舰 时使用的应急设备。将在航母上降落的舰载机首先要 进入环绕航母的环型航线以降低飞行高度和速度，在 降落时舰载机的速度要降低到几乎失速的地步。飞行 员将放下起落架、襟翼与空气减速板，将尾钩伸出， 维持一定的速度和下滑速率。航母上的降落官指挥舰 载机降落。在航母的飞行甲板后部有四条拦阻索。降 落的飞行员必须让舰载机尾钩挂上其中一条。在着陆 时，飞行员必须将飞机完全压低，这样他可以保证钩 住一条拦阻索。同时他必须将发动机开到最大，这样
电磁弹射器的主要特点是：效率高，现役的蒸汽 弹射器效率只有5%，电磁弹射器高达60%；适应性 强，电磁飞机弹射系统具有不断监视自身的闭路系 统，连续调节速度和功率，以便适应每种飞机机型的 特点，适合弹射飞机的重量和速度的范围很广；可以 任意调节弹射推力，电磁弹射系统能够对弹射过程中 的弹射推力进行精确控制，因此它可以弹射包括无人 机一类的轻型飞机，而蒸汽弹射器无法精确调节弹射 功率，因此在弹射舰载机的过程中，对舰载机的推力 会有很大的波动；适应不同的助跑系统，电磁弹射系 统能很好地与水平跑道和滑跃跑道形状配合，蒸汽弹 射器不能装在滑跃甲板上。预计2014年服役的美国航 母“福特”号将采用电磁弹射起飞方式。
在航母的众多关键技术当中，舰载机技术和舰机 适配性技术显得尤为突出。对于舰载机本身来说，既 要具有良好的作战技术性能，又要适应母舰搭载和起 降，适合与本国其他航母衔接、过渡。与陆基战斗机 不同，舰载机首先要尽量节省航母的有限空间，舰载 机结构要紧凑，机翼一般采用折叠形式；舰载机要在 一个不稳定的平台上起降，要求它要具备较强的耐冲 击性能，舰载机的结构强度要求比陆基战斗机要高； 舰载机长期工作在海洋环境中，其抗腐蚀性能要比一 般的飞机好。
Abstract:This paper briefly introduces the origin processes of aircraft carrier and the current situation of active duty aircraft carriers in the world and analyzes the different characteristics of takeoff and landing ways of carrierborne aircraft.
电磁飞机弹射系统（Electromagnetic Aircraft Launch System，Emals）是正在研究中的下一代飞机 弹射装置，美国对其研究最早始于1982年，从那时起 到现在，美国已在电磁飞机弹射系统上花费了整整28 年的时间和32亿美元的经费。系统中电磁弹射器的核 心是长度达100多m的直线感应电动机，它推动与飞 机相连接的电枢高速运动，使飞机高速滑行一定距离 获得足够的升力后起飞升空。。直线电机的结构可以 看作是将一台旋转电机沿径向剖开，并将电机的圆周 展开成直线而形成的。其中定子相当于直线电机的初 级，转子（电枢）相当于直线电机的次级。初级中通 以交流电，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线 运动。电磁弹射器的初级要做得很长，延伸到弹射轨 道的末端，而次级则很短。电磁飞机弹射系统中电枢 是一个倒U形铝块，装在定子的3个侧面。
高，对现有的舰载机来说，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设计要求；多架 舰载机之间起飞时间间隔短，提高了舰载机的起飞效 率；弹射能量大、加速性好，能够在几十米的距离 内，把舰载机从静止加速到离舰速度。
蒸汽弹射器的主要缺点有：①弹射器占据空间 大，如“尼米兹”级航母上的4台C-13弹射器重量为 2 800 t，体积为2 265 m3，占用了90多米的飞行甲板 空间，影响其他武器装备的配置。②弹射器建造技术 难度大，战时受损难以修复。③需自制淡水，蒸汽弹 射器除了要在舱内留出设备位置外，还需要大型水箱 来存放淡水，弹射1架中型战斗机，大约要消耗1 t淡 水。如此一来， 整个航母的尺寸和吨位就不得不加 大。④能耗高，众所周知，蒸汽机的热效率是比较低 的。为了将淡水烧成蒸汽，必须耗费大量的能源，还 要为贮存燃料留出额外的空间。如果直接从舰上的动 力装置中引出热能，用于航行的功率就要大大降低， 舰速会相应减小。而在飞机起飞和降落时，正需要航 母以较高的航速逆风前进，减小航速自然对起降不 利。⑤为了适应弹射起飞的要求，飞机结构要做相应 的加强，使得空机重量有较大增加。不仅空机重量 大，而且造价也大为提高。
舰机适配技术主要包含这样一些内容：一方面作 为航母，它如何保障飞机正常地起飞、作战、回收，这 是航母要完成的任务。另一方面作为舰载机，它如何保 障在一个浮动的、漂泊不定的甲板上安全地起飞、降 落，舰载机本身如何去适应航母的环境的技术。
1.2 舰载机的起降方式和起降设施 1）舰载机的起飞方式 舰载机（这里指固定翼舰载机）的起飞方式是衡
滑跃起飞方式的缺点有：①推重比不高的固定翼 舰载机无法采用滑跃起飞方式，如预警机、反潜飞机 等。②使用滑跃起飞的舰载机需要较大面积的作业甲 板，这样就会造成航母上层甲板停机位的减少。③滑 跃起飞所需的跑道长度要大于弹射起飞的长度。④对 发动机推力的要求相对较高，舰载机要正常起飞就必 须减重，使得执行任务的能力大打折扣。