舰载机着舰七大关键环节 CFP/图

陈雪松

　　新闻背景

　　近来，航母辽宁舰回坞维护的照片在网上曝光：甲板和船身都已刷涂了新的防护漆，前甲板并没有出现“大改”的迹象。由此，网络上持续了一段时间的辽宁舰换装弹射器传言也不攻自破。针对读者的一些疑问，我们约请海军军事学术研究所研究人员，揭秘航母舰载机的起降方式究竟有哪些区别？

　　目前，世界上共有8个国家（美国、法国、巴西、中国、俄罗斯、意大利、印度、泰国）拥有17艘现役航母（除美国10艘外，其余均为1艘）。由于各国航母排水量、搭载战机及采用技术各不相同，固定翼舰载机的起降方式也各异。

　　一般而言，各国现役航母固定翼舰载机的起飞方式主要有两种，即弹射起飞和滑跃起飞；着舰（降落）方式也主要有两种，即阻拦着舰和垂直着舰。先进的弹射和阻拦设备因为可以极大提高舰载机的作战效能，所以受到拥有大型核动力航母的军事强国的青睐，这些国家的航母使用的均为弹射起飞和阻拦降落方式。

　　弹射起飞 技术先进造价高

　　弹射起飞使用的主要设备是舰载机弹射器。这是航母的关键装备之一，可帮助各种舰载机快速起飞，提高航母的快速反应能力，扩大作战与预警范围，对航母战斗力具有“倍增器”的作用。

　　蒸汽弹射器的历史最早可以追溯到上个世纪50年代，英国首先在“英仙座”号航母上安装了一台BXS-1型蒸汽弹射器，后由美国海军发展成熟并广泛使用。其工作原理是，以高压蒸汽推动活塞，带动弹射轨道上的滑块，将与之相连的舰载机加速到离舰速度。目前共有3个国家的现役航母在使用，且均为蒸汽弹射器，因只有美国具备相应的成熟技术，这些弹射器均由美国生产。美国“尼米兹”级航母装备的弹射器有C13-1型和C13-2型，长76.3米，弹射速率为20秒/架，每分钟可弹射2架重量达37.7吨的舰载机，每分钟最多可弹射4架飞机。法国“戴高乐”号航母装备的为2台C13-3型，分别设在轴向甲板和斜角甲板的前端，可以140节的速度弹射22吨重的飞机。巴西“圣保罗”号航母装备的为Mk BS5型，可在2秒内将舰载机加速到270公里/小时的速度。

　　总的来说，弹射起飞具有四个方面的优势：一是可提高舰载机的对空和对海打击能力。蒸汽弹射器允许舰载机增加载弹量与燃油携带量，可增大作战半径、延长续航时间和提升对空、对海和对岸打击能力；二是可提高舰载机的出动架次率。由于弹射起飞距离较短，甲板空间可被最大限度利用，可设置4条起飞跑道，同时在后部设置降落跑道，从而提高舰载机出动架次率，在对空和对海作战中占有优势；三是可提高航母编队的预警、反潜和探测能力。蒸汽弹射器可弹射舰载预警机、侦察机、反潜机、电子战机及中型运输机，从而增加整支航母编队的预警和探测距离，提升其预警、反潜、指挥和防御能力；四是可提高航母的全天候作战能力。蒸汽弹射器不受恶劣天气的限制，舰载机可全天候升空作战。

　　不过，弹射起飞方式也存在一些缺点，如蒸汽弹射器技术复杂，制造费用高，体积、重量、能耗及占用航母甲板的面积大；需要配备一支庞大的维护队伍；对舰载机的升力特性、纵向过载承受能力及精确轨迹控制能力要求较高。因此，这种方式并不适用于所有类型的航母。

　　滑跃起飞 出动架次率较低

　　滑跃起飞的现役航母使用的主要设备是12度-14度滑跃甲板。滑跃甲板最初是战后由英国在其“无敌”号航母（已退役）上首先装备的，后来俄罗斯、意大利等国也相继仿效。目前共有5国在航母上使用滑跃甲板，即俄罗斯“库兹涅佐夫海军上将”号、中国“辽宁”号、意大利“加富尔”号、印度“维拉特”号（原英国“竞技神”号）和泰国“扎克里·纳吕贝特”号，其中，俄、中航母的滑跃甲板为14度，其余均为12度。

　　滑跃起飞的原理是，舰载机依靠自身动力并借助航母舰首带坡度的甲板获得爬升航迹角和向上的速度实现离舰起飞。相对于弹射起飞，滑跃起飞所采用的滑跃甲板技术简单实用，其研发和风险控制成本相对较低，比较适用于排水量较小、跑道较短的航母，受到拥有航母的发展中国家的青睐。

　　但是，滑跃起飞方式也存在一些问题：一是舰载机对空和对海打击能力有限。由于滑跃起飞方式对舰载机的起飞重量有一定限制，其载弹量与燃油携带量受限，从而制约其作战性能的发挥。二是舰载机出动架次率较低。滑跃起飞对跑道长度的要求较高，舰载机起降必须分别进行，起飞准备时间较长，出动架次率较低，航母整体作战能力受到一定程度影响。三是航母编队预警与反潜能力有限。固定翼预警机、反潜机、电子对抗机因机体重量（超过30吨）和翼展长度等因素无法从滑跃甲板起飞，从而削弱了整个航母编队的预警与反潜能力。虽然可搭载卡－31和“海王”舰载预警直升机以及SH-60B/F舰载反潜直升机等旋翼舰载机，但预警和探测的距离和效果与E－2C这种固定翼机型相比有较大差距，反潜能力则仅与两栖攻击舰相当。四是对舰载机的推重比（发动机推力与飞机重量之比）要求较高。滑跃起飞时，舰载机必须在较短的距离内滑跃升空，对其加速性与升力特性的要求较高，必须在设计上进行针对性的改进。五是对飞行员的操控要求较高。滑跃起飞时，飞行员必须精神高度集中，根据情况随时调整姿态，如果没有过硬的生理和心理素质以及高强度的长期艰苦训练，这一过程是无法完成的。

　　舰载机着舰 尾钩阻拦居多

　　目前，现役航母舰载机的着舰方式有两种，即阻拦着舰与垂直着舰。

　　阻拦着舰是在飞行甲板着舰区设置3-4道阻拦索，舰载机着舰时由尾钩勾住任一条阻拦索，在数十米距离内减速直至停下来，从而完成着舰。目前，世界上采用阻拦着舰的国家有5个，即美国、法国、巴西、俄罗斯、中国，其中弹射起飞的舰载机使用得较多，如美国、法国、巴西；另外一部分采用滑跃起飞方式的舰载机也在使用，如俄罗斯和中国。

　　阻拦着舰使用的主要设备是阻拦装置，全称为液压式耗能及吸收系统，分为缓冲系统、控制系统、阻拦机、钢索系统和辅助系统等几个子系统。由于舰载机着舰时产生瞬态大能量冲击，阻拦装置既要有一定的强度、刚度和防磨损性，又要有足够的韧性、自润滑、防扭转和耐高温等综合性能。符合这些标准的阻拦装置才能保证舰载机着舰时的安全，如美军所使用的Mark 7 Mod 3型阻拦装置，其A类事故率仅为2%。另外，阻拦着舰要求舰载机具备高承载起落装置和逃逸复飞特性。

　　垂直着舰方式使用的主要是美、英20世纪联合研制的AV-8“海鹞”系列舰载机。该机一般搭载于中、小型航母或大型两栖攻击舰，用于执行近距空中支援和侦察等任务，历史上为多国海军所青睐，目前仅有意大利、印度和泰国在使用。该机可短距滑跃起飞、垂直降落，在航母飞行甲板长度有限的情况下，这种技术尤为实用，具有对母舰适应性广、出动时间短、作战使用灵活等优点。不过这种舰载机也有一些先天缺陷，如航程和作战半径较短、载弹量和燃油携带量较少、陆上使用时后勤保障困难等。

　　更改起飞方式

　　现役航母尚无先例

　　舰载机的两种起飞方式在航母的舰体设计、起飞原理和舰载机机型等方面均存在较大差异，如果航母建成并服役后再改变起飞方式，不仅工程量和耗资巨大，而且在实际应用中将产生各种不可估量的风险，因此目前为止在各国海军的实践中尚无类似先例。而在设计与建造阶段更改起飞方式的倒有过先例，如前苏联尚未建成就因苏联解体而拆解变卖的“乌里扬诺夫斯克”号和英国在建航母“伊丽莎白女王”号（今年7月4日下水）。

　　“乌里扬诺夫斯克”号最初设计是采用蒸汽弹射器，但在建造过程中因受到各种技术限制，最终改为滑跃起飞。“伊丽莎白女王”号最初设计采用滑跃起飞，后改用新一代电磁弹射器。但在分段建造舰体阶段，由于电磁弹射器技术复杂，航母不仅需要进行重新设计与改装，舰载机也要改为相应的F-35C型，导致成本大幅上涨（从最初预计的10亿英镑增至20亿英镑）及航母推迟3年服役，因此最终又重新调整为滑跃起飞，舰载机仍然使用可短距滑跃起飞和垂直降落的F-35B型战斗机。

　　延伸阅读

　　电磁弹射 效率比蒸汽弹射高10倍

　　美国在建航母“福特”号（2013年10月下水）使用的是新一代电磁弹射器。电磁弹射器是一个复杂的集成系统，核心是带有滚轮、可带往复车沿弹射器轨道滑行的直线感应电动机。电动机供电后，往复车在电磁力的作用下，牵引舰载机沿弹射冲程加速至起飞速度。目前，美海军已在陆上进行了452次飞机弹射测试，成功测试了EA－18G“咆哮者”电子战机、F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机、C-2“灰狗”运输机、E-2D“先进鹰眼”预警机以及F-35联合攻击战斗机等机型，并计划于2014年夏对该系统进行首次舰载机舰上弹射试验。

　　与蒸汽弹射器相比，电磁弹射器具有技术性能先进、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特点。具体来说，电磁弹射器有以下三个方面的优势：一是可提高舰载机出动架次率。电磁弹射系统不仅体积小，而且反应迅速，准备时间短，无需提前预热，利用效率比蒸汽弹射高10倍，舰载机日出动量可达到160架次，高峰时可达270架次，远高于使用蒸汽弹射器时每日正常120架次、高峰时220-240架次的出动量，可应付各种紧急情况。二是可起飞不同类型舰载机。电磁弹射器的推力输出可精确控制，可弹射不同类型与重量的舰载机，包括X-47B等型号的舰载无人攻击机，提升航母打击能力。三是节约人员，并减轻飞行员身体不适。电磁弹射系统仅需90名舰员即可操作，而蒸汽弹射系统需120余名。另外，舰载机使用电磁弹射器弹射升空时较为平稳，可减轻飞行员因过载较大而产生的身体不适。