苏33战斗机(中国六代机歼40)
从航空母舰闪亮登场的那一刻,这种“海上移动机场”,就注定会被各国重视,成为战略级武器。因为 它能够让战机获得巨大的作战空间!
然而,大海并不总是那么平静!狂风、巨浪都是战斗机起落要直面的问题。何况,在平稳的陆地上,机场跑道长度为3000m,航母飞行甲板最长也只有300m!如何让战斗机在航母上“出入平安”,就成了各国都在头疼的问题!而我国仅用4个月,就交上了解决这个问题的答卷!
首先,先来说为什么会出现起降困难的问题。
一战和二战的时候,各国战机以螺旋桨为主流,个头娇小、分量轻盈,飞行所需要的速度不高!
德军二战中的主力战斗机
所以无论是加速到起飞、还是滑行道静止,随便找段公路或者原野就行,比如电影敢死队3中就有飞机在楼顶降落的画面,当时的航母甲板虽只有百来米长,应付它们的起降还是易如反掌!
但二战之后,喷气式战斗机成为新的主角,它们搭载的先进装备越来越大,自身的重量就越来越大。要让战斗机翱翔长空。就得增加它们的速度。只有飞得更快,才能飞得起来!
飞行速度一旦提升,起落时加速减速的难度就跟着飞升,一开始。人们解决的方式简单粗暴——延长机场跑道嘛!三百米不行,加到五百米;五百米不行,那加到一千米。
时至今日 我国机场的航空跑道,一般都在三千米左右!
陆上机场航空跑道
然而 世界上哪有光是甲板就三千米的航母啊!甲板太长,既增加舰体负担,又容易损坏,目标还特别大。就差写着“快来打我”了!
二战时期日本的“零式”战斗机,其全重不到2.7吨,速度不过500多公里。它的航母甲板长度是200多米,美国现役航母的主力——“尼米兹”级航母 ,甲板长度也是200多米。这就意味着海军航空兵们,必须用差不多长度的甲板,去对付快得多的速度!
飞行员不仅需要在短时间内,将原本高速飞行的战机慢下来,还必须保证慢下来的时刻,能准确停在小小的航母甲板上,否则,降速太猛了,还没到甲板就得直接坠入大海或者更惨撞上航母!降速太缓了,在航母区区百余米长的跑道上没来得及停下,那又是一头冲出甲板 栽进大海!
怎样让如此快的飞机在如此短的甲板上顺利起飞、降落,成为无数军方科学家绞尽脑汁的大难题!
飞机从航母起飞
一开始 大家的想法很简单,继续用直升飞机不就得了,别说航母甲板的长度,就算是巡洋舰、驱逐舰的甲板,也能轻而易举地起降,然而直升机的速度、航程和战斗力,都远不如固定翼飞机。而垂直起降的操作难度也很大,容易发生事故,比如 英国在马岛战争时就有5架垂直起降战斗机,因为操作失误酿成惨剧!
因此,航母上应用更广泛的思路就是阻拦索加防冲网技术,这项技术的原理非常简单,就是甲板上挂一些带阻力的“绳索”,当高速行驶的飞机即将降落时,这些绳索可以“拖拽”住飞机。就像运动员闯过终点线一样,使得其速度迅速降低,直到停止在飞行甲板上!在绳索的尽头,还会设置一些网,如果飞机没能被绳索拉住,就用网将其整个兜住、拦下!
很显然,比起防冲网,阻拦索是更加强势的的辅助!首先,阻拦索表面上只是一根绳子,占用的空间较少,想拉几根拉几根,互不干扰!而且,阻拦索可以只钩住,飞机上的某个专门器件,对阻拦索本身和对飞机都几乎不存在损害!在成功降落之后,飞机与阻拦索可以迅速脱离,飞机可以进行下一流程任务,阻拦索则可迎接下一架飞机!
阻拦索
相反,防冲网不但占用空间较大,而且阻拦方式是正面挡住,整架飞机一头撞入网中。对防冲网本身和飞机都可能造成一定损害。而在阻拦之后要让飞机脱离防冲网也更加麻烦。因此,在阻拦索加防冲网的体系中,素来都是把阻拦索作为主要降落手段。而防冲网仅仅作为阻拦索万一失败后的紧急预案。
阻拦索作为简单有效的一种着舰手段,几乎和航空母舰的问世同时。原理虽然简单,但实现其实蛮复杂的,现代阻拦索两头连接的,是复杂的阻力产生装置,在把飞机绊住后 逐渐产生阻力!
而实现阻拦索的阻力有多种不同方式,比如 将阻拦索完全固定死在甲板,这个阻力就来自阻拦索本身的弹性,一旦超出弹性范围,双方的作用力,就从“阻拦”变成“硬拽”,结果不是阻拦索被拉断,就是飞机被拉坏!
早期螺旋桨飞机速度慢、质量小因此最初的阻拦索也很简单,就是一根钢索,两头悬挂着沙袋,大喇喇的放在甲板上!当降落的飞机滑过阻拦索,就会被阻拦索绊住,或被卡住螺旋桨,飞机产生的冲力被消耗于拉拽重物的运动中,这种称为重力阻拦!
阻拦索拦住飞机
还有的国家,在航母的两舷各竖立起一个支撑塔,阻拦索通过滑轮组绕过支撑塔,两端连上重物。当飞机钩住阻拦索后,把阻拦索往前拖拉,带动重物沿支撑塔上升,以重力势能来消耗飞机动能。达到降速目的!
但目前使用最广泛的还是液压阻拦索,这类阻拦索在1924年由英国人诺登和巴思设计成功,并于1927年引进到了美国,至今已经使用了近百年!不过,早期的液压阻拦索阻力有限!
在二战时期的航母甲板上,基本设有10到15道阻拦索和3到5道防冲网,其密密麻麻的程度简直就像捕捉钢铁飞虫的蜘蛛网一样!
蜘蛛网
要知道,现代舰载机的载重超过20吨!其着陆速度能达到每小时300公里!这就要求阻拦索在很短的时间内将舰载机拦截停稳,而此时将有上百吨的力量作用在阻拦索上!如果阻拦索的韧性与强度不给力,那么将会造成重大灾难!
即便是作为航母“超级大国”的美国,也曾在阻拦索上栽了跟头!
2016年 美国一架E-2C预警机降落时,阻拦索无法承受太强的冲击力发生断裂,狂甩的绳索在一瞬间打断了8人双腿!可见,如何解决的巨大冲击力,就已经是建造航母阻拦索的一大技术难点,但航母阻拦索需要克服的却不止于此!
航母在日常训练中,舰载机动辄几十架次,甚至上百架次的出动,使用强度之大超乎想象航母阻拦索就必须具备极高的抗疲劳能力!
同时它还得具备能够抵抗海洋环境的腐蚀 、防锈 、抗磁的能力!不然用个一段时间,绳子就得全部更换,成本太高了。有人说,那我把绳子加粗行不行呢?
绝对不行!
因为舰载机尾勾是经过精密设计的,如果阻拦索太粗,就像红酒用的软木塞,一定要塞进针管一样,是不可能完成的任务!可以说,航母阻拦索是世界上技术含量最高的“绳索”!建造难度之大,也阻挡了不少国家拥有它的脚步!
早前全球仅有美英俄三国能够制造这根不普通的钢索,身为五常之一的法国,想用都得从美国人手里买!一根航母阻拦索花费就达到150万美元!同样的,此前的中国,也没有掌握这种制造工艺!
众所周知,我国第一艘航母辽宁舰,前身是瓦良格号,当初从乌克兰运回中国的时候,甲板上光秃秃一片,就剩个空壳子了!
瓦良格号
于是 2005年之后,我国在对该航母进行修复时,曾找来俄罗斯与其商谈:兄弟,你看航母我都买了,阻拦索这个技术,能不能引进一下啊?
但俄罗斯却拒绝了中国的请求!
倒不是俄罗斯不想赚钱,而是这根绳他们自己也造不好!
以我国海军的歼15为例,它们在着舰的时候,两台发动机依旧会提供20吨以上的巨大推力,而歼15的着舰重量一般在21吨左右,俄罗斯的苏33战斗机虽然处于同样的水准,可他们自己制造的阻拦索实际上远远达不到要求,更换速度是其他国家的好几倍!
这也是俄罗斯海军航母,在外迟迟无法保证长久作战的原因!
与我国关系亲密的俄罗斯都不卖,想要从美国或者英国引进技术,那就更加不可能了!所以在西方,主流的军事杂志都在泼冷水,认为俄罗斯拒绝提供阻拦索技术,辽宁舰即便建好也是一块废铁!
被拒绝这种事情,我国也不是第一次遇到,我国很早就意识到,唯有自主研发 才是正确的道路!
可是 当时的条件太难了,解放军的科研人员唯一的参照物是1985年购进的,英国废弃航母墨尔本号,就这么一艘落后的航母,要用来研究最先进的阻拦索技术!上海研究所的同志们,可谓是画干了设计的笔,愁秃了头!
后来,事情出现了转机!
乌克兰向我国提供了特尼卡试验场!这个试验场,曾被苏联用来研究陆基训练用的钢缆,还有一些残存的数据!
修复后的瓦良格号
到辽宁号开始修复使用的时候,中国的工业实力也开始突飞猛进,进入世界前列了!此时 一家民企接下了这个任务,那就是全球最大,也是最强的索具企业——巨力集团和它的合作伙伴邢台钢铁公司!
据负责人说,看到军方提出的要求,他们猛然发现这玩意,跟他们之前生产的某一型弹力钢索的技术要求,不说一模一样吧,至少也有七分相似!
最有趣的是:这种技术标准的索具,巨力集团在2010年已经出口三批,就是用于国外军用机场的阻拦用索,可无论是我国的科研人员还是西方准备看好戏的国家,对此都毫不知情!也算是“商业机密”了
于是 在一片来自西方的嘲笑声中,巨力集团与我国的军方科研人员,殚精竭虑,不断改进技术,仅仅用了四个月,就交出了它们的答案!
在2012年测试时,巨力的航母阻拦索只用了3秒,就成功让飞机停止滑行!成为第四个完全拥有航母阻拦索技术的国家!
那一刻 军民合作的这份“答卷”不仅印证了自主开发航母阻拦索的性能!也印证了我国的技术实力!
印证了不管国外怎么封锁,怎么设下种种难关!
我国都有志气、有能力去打破壁垒!
成为中国智造