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摘要：隨著自主研發(fā)的大型航空母艦“002”艦下水，我國向“深藍(lán)海軍”的目標(biāo)又邁出了堅實的一步。航母作為“大國重器”，擁有無與倫比的戰(zhàn)略意義。對這些龐然大物來說，能形成戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵是所搭載的艦載機(jī)可以最大限度發(fā)揮自己的作用，而這其中重中之重就是艦載機(jī)要能夠安全高效的在航母上起降。目前，鮮有研究針對國內(nèi)外艦載機(jī)的起降關(guān)鍵技術(shù)做深入的分析。本文首先對五項艦載機(jī)起降技術(shù)的原理進(jìn)行了介紹，分析了各項技術(shù)的優(yōu)缺點，然后通過對比分析歐美國家及我軍航母起降關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，明確了我國艦載機(jī)與國外艦載機(jī)起降技術(shù)的差距，并分析了各國未來艦載機(jī)起降技術(shù)的發(fā)展趨勢，最后針對我國航空母艦發(fā)展現(xiàn)狀，得出我國應(yīng)該加緊對電磁彈射技術(shù)及先進(jìn)艦載機(jī)的研制的結(jié)論。本文的研究內(nèi)容可為我國航母艦載機(jī)起降技術(shù)的發(fā)展決策及相關(guān)研究領(lǐng)域的學(xué)者提供參考。

關(guān)鍵詞：艦載機(jī)；起降技術(shù)；發(fā)展趨勢

引言

我國近年來對于航母的需求與日俱增，已經(jīng)有2艘航空母艦下水，目前仍有1艘在建。對于航母來說，艦載機(jī)就是航母的“心臟”，所以我國對艦載機(jī)的研究正持續(xù)深入，已陸續(xù)有新機(jī)型出現(xiàn)。與陸上起降不同，艦載機(jī)在航母上的起降方式更復(fù)雜多樣，也更具危險性和挑戰(zhàn)性。根據(jù)航母設(shè)計的起降技術(shù)的不同，艦載機(jī)的起降方式也不同。而更安全高效的起降方式，又能大大提升艦載機(jī)的戰(zhàn)斗力。在航母誕生早期由于飛機(jī)速度慢，對于起降方式還沒有系統(tǒng)研究，而現(xiàn)如今，飛機(jī)速度快，重量大，對于先進(jìn)起降技術(shù)的探索自然也更加深入。已經(jīng)有幾項技術(shù)得到應(yīng)用和正在研發(fā)。像滑躍起飛，蒸汽彈射起飛，垂直起降，電磁彈射起飛，攔阻索迫降技術(shù)等等。這些關(guān)鍵技術(shù)擁有各自的優(yōu)點，但也存在明顯缺陷。而如何研發(fā)出一種既高效安全又經(jīng)濟(jì)實用的起降技術(shù)仍然是起降技術(shù)發(fā)展的瓶頸。因此，有必要針對國內(nèi)外艦載機(jī)起降關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向進(jìn)行研究，為我國航母艦載機(jī)起降技術(shù)的發(fā)展建設(shè)及相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者提供參考。

1現(xiàn)階段艦載機(jī)主要起降技術(shù)

經(jīng)過大半個世紀(jì)的探索和發(fā)展，在艦載機(jī)起飛技術(shù)方面先后誕生了滑躍式起飛技術(shù)、蒸汽彈射起飛技術(shù)以及電磁彈射起飛技術(shù)，也有艦上垂直起降技術(shù)；在著艦技術(shù)方面主要有液壓攔阻索技術(shù)及電磁攔阻索技術(shù)[1]。

1.1滑躍式起飛技術(shù)滑躍式起飛技術(shù)主要是通過在艦首位置設(shè)置首斜曲面甲板（一般與水平面呈6°至20°斜面），艦載機(jī)依靠自身動力先在航母水平甲板上滑跑，經(jīng)艦首首斜甲板傾斜角度引導(dǎo)，在離艦瞬間被賦予一定航跡傾斜角和向上的垂直分速度，使艦載機(jī)躍向空中，實現(xiàn)離艦起飛。該技術(shù)成本和技術(shù)限制不大，對航母建造結(jié)構(gòu)來說較為簡單，故障率低，且對艦載機(jī)不需進(jìn)行較大程度的改造。該技術(shù)的缺陷主要體現(xiàn)在對艦載機(jī)起飛重量的限制，對發(fā)動機(jī)的起飛推重比要求較高，影響作戰(zhàn)半徑。此外，滑躍甲板占用面積大，影響全甲板的調(diào)動，降低了單位時間飛機(jī)出動效率，且對飛行員的操控要求較高。

1.2蒸汽彈射起飛技術(shù)蒸汽彈射起飛主要靠蒸汽彈射器實現(xiàn)，蒸汽彈射器則以高壓蒸汽推動活塞運動，帶動拖索拖拽艦載機(jī)在彈射軌道上加速至離艦起飛。蒸汽彈射器的組成較為復(fù)雜，可分為起飛系統(tǒng)、蒸汽系統(tǒng)、歸位系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、預(yù)力系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。蒸汽彈射起飛技術(shù)發(fā)展歷史較長，技術(shù)成熟度高，可靠性有保障，目前在役的多數(shù)航母仍采用該技術(shù)，但蒸汽彈射器配套設(shè)施多，系統(tǒng)煩瑣，其縫式缸體對加工精度和材質(zhì)要求較高，且U型密封條磨損嚴(yán)重導(dǎo)致更換頻繁，維護(hù)成本大，通常一艘同排水量的航母，有蒸汽彈射器的比沒有的費用要高約三分之一。

1.3電磁彈射起飛技術(shù)電磁彈射器的核心部分是長度達(dá)100多米的直線感應(yīng)電動機(jī)，直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以看作是將一臺旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿徑向剖開，并將電機(jī)的圓周展開成直線而形成的。其中定子相當(dāng)于直線電機(jī)的初級，轉(zhuǎn)子（電樞）相當(dāng)于直線電機(jī)的次級。初級中通以交流電，次級就在電磁力的作用下沿著初級做直線運動。該技術(shù)采用電氣結(jié)構(gòu)更容易與其他甲板上的作戰(zhàn)系統(tǒng)兼容，且彈射功率提高，有利于裝備大型作戰(zhàn)飛機(jī)，此外結(jié)構(gòu)相比蒸汽彈射器極大簡化，操作復(fù)雜度減低。但電磁彈射器技術(shù)過于復(fù)雜，研發(fā)成本過高，目前只有美國的福特級航母使用該技術(shù)。

1.4攔阻索迫降裝置攔阻索阻攔裝置涉及機(jī)械、電氣、液壓等諸多高新技術(shù)，是碩大而龐雜的大工程。阻攔鋼索需要直接承受艦載機(jī)尾鉤的沖擊力和阻攔力，又要具備較高的抗疲勞連續(xù)工作性能，硬度和韌性的要求對阻攔索材質(zhì)工藝提出嚴(yán)苛要求。目前世界各國航母上普遍使用的是液壓式阻攔裝置。飛機(jī)著艦過程對飛行員操控技術(shù)要求較高，有時會發(fā)生尾鉤未能勾上攔阻索的情況，則飛機(jī)需要加大發(fā)動機(jī)油門采取逃逸復(fù)飛措施，低空飛行后重新著艦。

1.5垂直起降技術(shù)垂直起降飛機(jī)由發(fā)動機(jī)提供的向上的推力來克服重力實現(xiàn)垂直起降，主要有三種形式，第一種是利用偏轉(zhuǎn)發(fā)動機(jī)的噴管提供升力，第二種是直接使用升力發(fā)動機(jī)提供升力，第三個是前兩種辦法的組合，同時使用升力發(fā)動機(jī)和主發(fā)動機(jī)。垂直起降技術(shù)減小了艦載機(jī)起飛所需甲板空間，有利于增大航母艦載機(jī)承載數(shù)量，但垂直起降飛機(jī)耗油量較大，作戰(zhàn)半徑較小，機(jī)動性相對較差。

2國外艦載機(jī)關(guān)鍵起降技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

航母技術(shù)起步較早的國家有美國、英國、俄羅斯、法國等，其現(xiàn)役航母的各項技術(shù)都為世界各國所看齊。本文針對國外較為先進(jìn)的在役航母，對其主要艦載機(jī)型及起降技術(shù)進(jìn)行對比分析，如表1所示。從表中對比數(shù)據(jù)可看出，在艦載機(jī)起飛方式上，大多數(shù)航母仍采用蒸汽彈射器及滑躍甲板，只有美國的福特級航母采用了較先進(jìn)的電磁彈射器，主要原因一方面是蒸汽彈射器及滑躍甲板的發(fā)展歷史較早，具有較高的技術(shù)成熟度及可靠性，且能夠滿足大多數(shù)艦載機(jī)型的起飛要求，另一方面是因為電磁彈射器的相關(guān)研究起步較晚，技術(shù)風(fēng)險和成本相對較高，這是各國目前大多數(shù)在役航母不配置電磁彈射器的主要原因[2-4]。在艦載機(jī)著艦方面，基本都是基于液壓技術(shù)的阻攔索裝置和垂直起降技術(shù)，只有福特級航母采用了電磁阻攔裝置，該電磁阻攔系統(tǒng)在飛機(jī)降落拉動攔阻索時，可回收電能，供電磁彈射器使用，結(jié)構(gòu)組成更簡單輕巧，便于操作，不僅縮短了反應(yīng)時間，還優(yōu)化了攔阻效果。

3我國航空母艦的發(fā)展

20世紀(jì)80年代中期，中國購買澳大利亞的“墨爾本”號航母，之后在廣州將其拆解，這是中國海軍科研人員第一次了解航母的結(jié)構(gòu)。此后，中國分別于1998年和2000年購買了俄羅斯退役的“明斯克”號和“基輔”號航母，加深了對航母的了解。2002年從烏克蘭購買的“瓦良格”號幾經(jīng)周折拖到大連，并由中國軍工部門開始研究、改裝。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著中國綜合國力的大幅提升，軍事工業(yè)能力也得到增強(qiáng)，航母研制開始進(jìn)入實質(zhì)性建設(shè)階段。2011年8月10日，改裝后的“瓦良格”號首次進(jìn)行航海試驗，之后交付給海軍。2012年9月，中國政府公布改造后的航空母艦命名為“遼寧”。2012年9月25日，遼寧艦正式入列。“遼寧”艦是一艘6萬噸級常規(guī)動力航空母艦，作為試驗艦并未實際配置艦載機(jī)，采用滑躍起飛技術(shù)。2018年5月13日，首艘國產(chǎn)航母“001A”型航空母艦，建造完成，離開碼頭，開始海試。“001A”型航空母艦仍采用滑躍起飛技術(shù)。據(jù)稱，中國第二艘國產(chǎn)航空母艦正在緊張建造中，且排水量遠(yuǎn)超“001A”型航空母艦，可能取消滑躍式甲板，采用電磁彈射器技術(shù)。

4國外艦載機(jī)起降關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢分析

美國作為世界霸主，對航母的研發(fā)更是不遺余力。在起降關(guān)鍵技術(shù)方面，美國的航母一直獨樹一幟，領(lǐng)先世界。在熟練應(yīng)用蒸汽彈射起飛技術(shù)后，率先研發(fā)出了電磁彈射器，并且把電磁彈射起飛技術(shù)應(yīng)用在最新的“福特”級航空母艦上，并用更加先進(jìn)的電磁式攔阻索替換了液壓式攔阻索。而有關(guān)如何改進(jìn)電磁彈射起飛技術(shù)的研究也在持續(xù)深入[5]。俄羅斯作為老牌軍事強(qiáng)國，早在2015年已明確提出建造新型航母的方案。據(jù)悉，此型航空母艦采用常規(guī)動力且擁有獨特的造型和起降技術(shù)，采用雙艦島，搭配有2條滑躍式起飛跑道，同時還擁有2具電磁彈射器，確保艦載機(jī)在惡劣氣候下安全起降[6]。英國方面，通過其最近下水服役的“伊麗莎白女王”號不難得出，未來主要繼續(xù)沿用滑躍起飛技術(shù)，同時采購垂直起降戰(zhàn)斗機(jī)，節(jié)省航母空間[7]。

5對我國艦載機(jī)起降技術(shù)發(fā)展路線的建議

我國對航母的研究起步較晚，相較于美國、英國等國家，技術(shù)能力和經(jīng)驗不足，更加需要加大投入力度，加緊研發(fā)新型起降技術(shù)，尤其是加大對電磁彈射器和電磁攔阻索加大研發(fā)力度，爭取早日在航空母艦上使用[8]。目前，我國由潛艇的“心臟”-發(fā)動機(jī)總設(shè)計師、海軍少將馬偉明院士主持航母艦載機(jī)電磁彈射器項目，相信在多部門的協(xié)同下我們很快能在國產(chǎn)航母上使用電磁彈射起飛技術(shù)。同時，對艦載機(jī)的研發(fā)也要深入，例如加緊“殲-31”的研制，盡快上艦，才能利用好新型起降技術(shù)，增強(qiáng)航母威懾力和戰(zhàn)斗力。當(dāng)然最為重要的是，建造核動力航母以增加艦載機(jī)數(shù)量并且能夠匹配新型起降技術(shù)，才能夠增強(qiáng)海軍綜合作戰(zhàn)能力。

6總結(jié)

綜覽各國艦載機(jī)起降技術(shù)，我們不難發(fā)現(xiàn)，今后起降關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展是朝著電氣化方向發(fā)展的。中國目前上艦使用的是滑躍起飛技術(shù)和液壓式攔阻索技術(shù)，離最先進(jìn)的電磁彈射起飛技術(shù)和電磁攔阻索技術(shù)有不小差距，但好在根據(jù)各方報道，我國正在研發(fā)新型電磁彈射裝置，有望彌補(bǔ)與國外領(lǐng)先技術(shù)的差距。但我們需要認(rèn)識到，技術(shù)永遠(yuǎn)在革新。我們不光要追隨別人的腳步進(jìn)行研發(fā)，更要融入自己的創(chuàng)新意識，作這方面技術(shù)的“領(lǐng)頭羊”

參考文獻(xiàn)：

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[3]曲東才，周勝明.艦載機(jī)起飛技術(shù)研究[J].航空科學(xué)技術(shù)，2004（04）：25-29.

[4]馬世強(qiáng).美俄艦載機(jī)起飛方式優(yōu)劣談[J].艦載武器，2004（11）：79-82.

[5]柳正龍.霸權(quán)的“鐵爪”—美國航母技術(shù)掃描[J].軍事文摘，2017（13）：19-22.

[6]孟光.航母承載的復(fù)興———俄羅斯新型航母發(fā)展綜合分析[J].軍事文摘，2017（13）：23-26.

[7]柳正龍.曾經(jīng)的輝煌———英國航母關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展研究[J].軍事文摘，2017（13）：15-18.

[8]陳傳明.未來航母選擇之路[J].軍事文摘，2018（13）：57-59.

作者：秦鑒國 單位：南京市中華中學(xué)