解讀|如何縮短戰(zhàn)機(jī)著陸距離?戰(zhàn)機(jī)降落有哪些途徑和方法?

　　前不久，有消息稱，美國洛克希德·馬丁公司獲得一份價(jià)值6200萬美元的訂單——為一部分出口的F-35戰(zhàn)機(jī)安裝減速傘系統(tǒng)，強(qiáng)化戰(zhàn)機(jī)在惡劣條件下著陸能力。

　　早期，螺旋槳戰(zhàn)機(jī)飛行速度慢、著陸距離短，對降落條件要求并不高，即便在航母上降落，100多米長的甲板也夠了。進(jìn)入噴氣式時(shí)代，戰(zhàn)機(jī)飛行速度節(jié)節(jié)攀升，著陸距離相應(yīng)增加，降落難度也有所提升。

　　如何縮短戰(zhàn)機(jī)著陸距離?戰(zhàn)機(jī)降落有哪些途徑和方法?艦載機(jī)又如何在航母甲板上降落?請看解讀。

　　戰(zhàn)機(jī)降落減速妙招多

　　■侯知健 沈業(yè)宏 王 姣　　

以色列空軍F-15戰(zhàn)機(jī)降落時(shí)打開減速板。資料照片

　　空中減速

　　機(jī)體變形增阻擾流

　　戰(zhàn)機(jī)降落時(shí)，我們看到機(jī)背上方會(huì)豎起一塊方形板。

　　這塊方形板有何作用?

　　二戰(zhàn)時(shí)期，轟炸機(jī)需要從高空以大角度俯沖投彈，時(shí)速超過300千米。以這么快的速度沖向地面，飛行員很難操縱戰(zhàn)機(jī)改變方向，更別提精確瞄準(zhǔn)目標(biāo)了。于是，飛機(jī)設(shè)計(jì)師萌生出一個(gè)想法：在戰(zhàn)機(jī)上安裝減速板，增大空氣阻力。

　　那么，減速板應(yīng)該安裝在哪個(gè)部位呢?

　　一開始，減速板安裝位置五花八門——機(jī)翼兩側(cè)、機(jī)身背部、機(jī)腹下方……德國“斯圖卡”轟炸機(jī)將減速板安裝在機(jī)翼下方，如同向外伸出的“衣架”。然而，這一設(shè)計(jì)影響戰(zhàn)機(jī)氣動(dòng)外形，導(dǎo)致機(jī)動(dòng)性能下降。

　　綜合考慮外形結(jié)構(gòu)、重量分布、飛行姿態(tài)等因素，設(shè)計(jì)師得出結(jié)論：將減速板安裝在機(jī)身背部更為可靠。

　　為什么有時(shí)候我們看不到減速板的身影呢?

　　為避免破壞氣動(dòng)外形，減速板被嵌入機(jī)身背部，與機(jī)體表面融為一體。戰(zhàn)機(jī)俯沖飛行時(shí)，飛行員按下開關(guān)鍵使機(jī)體變形，減速板彈起形成一定角度，增大迎風(fēng)面積，起到增阻擾流作用。

　　然而，減速板體積較大，占用戰(zhàn)機(jī)不小空間，如果能找到替代裝置是更好選擇。

　　隨著航空新技術(shù)和新理念誕生，設(shè)計(jì)師決定改變機(jī)體布局，通過飛行控制系統(tǒng)(簡稱飛控系統(tǒng))操縱鴨翼、垂尾和襟翼等部位變形，取代傳統(tǒng)減速板。

　　別看這個(gè)小小變化，戰(zhàn)機(jī)降落時(shí)，有了飛控系統(tǒng)控制，空中減速難題迎刃而解。比如，蘇-35S戰(zhàn)機(jī)取消減速板結(jié)構(gòu)，成功“瘦身”100多公斤，節(jié)省的機(jī)體空間被用于增加油箱，續(xù)航能力大大提升。

　　地面制動(dòng)

　　開傘剎車雙重保險(xiǎn)

　　戰(zhàn)機(jī)觸地后，飛控系統(tǒng)的減速功能會(huì)逐漸消失。此時(shí)，減速傘系統(tǒng)開始大顯身手。

　　減速傘系統(tǒng)由主傘、引導(dǎo)傘和傘袋組成。經(jīng)過打包，該系統(tǒng)放置在機(jī)尾傘艙內(nèi)。戰(zhàn)機(jī)觸地時(shí)，飛行員按下按鈕打開傘艙門，引導(dǎo)傘率先彈出，并拽出傘袋。隨即，主傘迅速張開，拖拽戰(zhàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)減速，最終自動(dòng)拋落。

　　有拋傘就有疊傘。每使用一次減速傘，都需要撿取、折疊和打包，過程耗時(shí)費(fèi)力。

　　難道沒有其他方法代替減速傘么?

　　當(dāng)然有。

　　我們知道，遇到突發(fā)交通情況，汽車駕駛員通過松油門、踩腳剎實(shí)現(xiàn)短距離剎車。戰(zhàn)機(jī)也有類似功能——機(jī)輪剎車系統(tǒng)。

　　機(jī)輪剎車系統(tǒng)啟動(dòng)后，旋轉(zhuǎn)盤與定盤相互推壓，阻止機(jī)輪滾動(dòng)，機(jī)輪與地面劇烈摩擦產(chǎn)生阻力，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)剎車。

　　眾所周知，航空領(lǐng)域的應(yīng)用材料需要經(jīng)受高壓、高溫等多重考驗(yàn)。機(jī)輪剎車系統(tǒng)，也不例外。戰(zhàn)機(jī)制動(dòng)負(fù)荷遠(yuǎn)高于汽車，剎車部件的重量和體積也有著嚴(yán)格要求。

　　過去，機(jī)輪剎車系統(tǒng)常因溫度過高而不堪重負(fù)，失去制動(dòng)能力。隨著航空材料迭代升級(jí)，采用碳纖維材料的機(jī)輪剎車系統(tǒng)可以承受2000℃的高溫，制動(dòng)能力顯著提升。

　　那么，既然有了機(jī)輪剎車系統(tǒng)，為什么還要采用減速傘系統(tǒng)呢?

　　事實(shí)上，機(jī)輪剎車系統(tǒng)并不是萬能的。高溫條件下，機(jī)輪剎車系統(tǒng)會(huì)發(fā)熱;高寒條件下，機(jī)輪剎車系統(tǒng)會(huì)打滑，減速效果都會(huì)大打折扣，而減速傘系統(tǒng)不會(huì)受到環(huán)境因素影響。

　　與可回收利用的減速傘系統(tǒng)相比，機(jī)輪剎車系統(tǒng)造價(jià)高、損耗快、維修難。為節(jié)約軍費(fèi)開支，不少國家空軍選擇將兩種系統(tǒng)配合使用。

　　甲板降落

　　刀尖起舞步步驚心

　　茫茫大洋，航母猶如一葉扁舟，艦載機(jī)飛行員要想在甲板上安全降落，猶如在刀尖上舞蹈，每一步都驚心動(dòng)魄。

　　相比長達(dá)千米的機(jī)場跑道，航母甲板長度約為300米，可用距離只有100多米，戰(zhàn)機(jī)時(shí)速高達(dá)300千米。短距離高速降落，對飛行員飛行技術(shù)、身心素質(zhì)都是嚴(yán)峻考驗(yàn)。

　　為保證艦載機(jī)安全降落，設(shè)計(jì)師巧妙地設(shè)計(jì)出阻攔索和防沖網(wǎng)，為飛行員保駕護(hù)航。

　　1911年，美國飛行員尤金·伊利駕駛400多公斤重的戰(zhàn)機(jī)，首次在賓夕法尼亞號(hào)巡洋艦上降落。降落過程中，尤金將甲板看作一個(gè)移動(dòng)坐標(biāo)原點(diǎn)，不斷調(diào)整戰(zhàn)機(jī)飛行姿態(tài)，控制飛行軌跡。

　　戰(zhàn)機(jī)準(zhǔn)確進(jìn)入降落航線，接觸甲板一瞬間，準(zhǔn)確鉤住甲板上的阻攔索，數(shù)秒鐘后，戰(zhàn)機(jī)穩(wěn)穩(wěn)地停靠在甲板上。此時(shí)，阻攔索自動(dòng)與戰(zhàn)機(jī)分離，回到初始狀態(tài)。

　　倘若戰(zhàn)機(jī)未能鉤住阻攔索，那該怎么辦?

　　這時(shí)候，防沖網(wǎng)派上用場，將沒有鉤住阻攔索的戰(zhàn)機(jī)“一網(wǎng)打盡”。

　　阻攔索占用空間小，工作方式比較“溫柔”，戰(zhàn)機(jī)尾鉤只需鉤住阻攔索，就能穩(wěn)穩(wěn)停住，對戰(zhàn)機(jī)不會(huì)造成任何損壞。相反，防沖網(wǎng)占用空間大，阻攔方式不是拉住而是擋住，戰(zhàn)機(jī)會(huì)一頭撞入網(wǎng)中。隨著噴氣式戰(zhàn)機(jī)誕生，阻攔索成為戰(zhàn)機(jī)主要減速手段，防沖網(wǎng)逐漸被時(shí)代所淘汰。

　　早期，航母使用的是液壓阻攔系統(tǒng)，阻攔索常因過載而斷裂，需要定期保養(yǎng)更換。即便如此，因阻攔索斷裂引發(fā)故障的數(shù)量仍占到系統(tǒng)總故障的80%以上。2003年，美國海軍華盛頓號(hào)航母阻攔索發(fā)生斷裂，導(dǎo)致1架F-18戰(zhàn)機(jī)墜海;2016年，俄羅斯庫茲涅佐夫號(hào)航母曾兩次出現(xiàn)戰(zhàn)機(jī)拉斷阻攔索的事故。

　　為進(jìn)一步提升戰(zhàn)機(jī)著艦安全系數(shù)，有的軍工企業(yè)研制出新型電磁阻攔系統(tǒng)——通過測量拉力數(shù)值，將信號(hào)迅速傳至中央集中控制器，自動(dòng)啟動(dòng)相應(yīng)程序，防止阻攔索因過載而斷裂。當(dāng)不同類型戰(zhàn)機(jī)降落時(shí)，航母工作人員只需按下相應(yīng)按鈕，一切問題都由電磁阻攔系統(tǒng)自動(dòng)搞定。這好比稱重，磅秤需要人工更換秤砣，而電子秤只需要調(diào)整測算模式，即可算出準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。