喷气式飞机上舰
1939年“二战”开始的时候,航母舰载机还主要是使用陆基飞机,根据海上作战的特殊需要,也开始研制一些海上专用的舰载机。由于弹射和阻拦装置的配备使用,所有舰载机都改装了舰上起降设备。这时的舰载机种类有较大的变化,战术技术性能也有明显的提高,战斗机、鱼雷机、轰炸机、战斗轰炸机等广泛装备使用,飞机速度已经达到每小时380~660公里,续航力960~1840公里,飞机重量2.4吨~6.3吨。从1941年年底的珍珠港事件到20世纪60年代初,约20年,这是航母技术突破最大的一个阶段,也是20世纪中航母数量最多、航母作用最大的一个历时阶段。“二战”前夕,世界上只有29艘航空母舰,到1945年“二战”结束时就发展到180多艘,还不包括战损的那些航母,也不包括用商船改装的200多艘护航航母。从技术上来看,这个时期有两大突破点:喷气式飞机上舰和采用蒸汽弹射器、着舰阻拦装置和助降装置。
1942年,德国人和美国人分别研制出了首架喷气式战斗机。7月27日,德国试飞了一架梅塞施密特-262型喷气式战斗机,因而成为世界上第一架喷气式战斗机。不过,两个月后的10月2日,美国也试飞了一架P-59型喷气式战斗机。螺旋桨飞机是采用活塞式发动机,靠螺旋桨产生的拉力来推动的,航速最快每小时仅达750公里。喷气式发动机和螺旋桨发动机的原理不同,它是靠空气和煤油燃烧后所产生的大量高温高压气体,向后喷射而推动飞机前进的,所以一般在机身前面和侧面都开有专门的进气口,机身后部留有喷口。喷气式发动机可获得较高的推重比,使飞机获得较高的飞行速度、高度和机动性能。
挡焰板竖起,准备弹射起飞
1945年喷气式战斗机首次上舰,把螺旋桨飞机每小时150~600公里的航速一下子提高到1100多公里,飞机的重量增加到20多吨,体积也大大增加。这些突如其来的变化对航母提出了新的更高的要求,于是,航空母舰开始了一系列革命:先是安装蒸汽弹射器,就是用一台锅炉和储气罐来专门制造和存储蒸汽,飞机起飞前先把它调整到滑轨上,用轮挡固定住,再用挂钩把飞机和弹射器的牵引钢索连接起来,然后撤掉轮挡,竖起位于飞机尾部用来遮挡气流和火焰的挡流板。这时,飞机启动发动机,当达到一定推力时弹射器突然释放蒸汽,蒸汽的推力要超过飞机重量的3~4倍,进而把飞机推出长达75米的弹射器,然后飞机开始自行控制飞行。
超音速飞机的上舰虽然获得成功,但同时也给着舰带来不少麻烦,比如在茫茫大海中舰载机如何寻找和发现自己的母舰,由于恶劣气象而导致母舰大幅度横摇和纵摇时,舰载机飞行员如何确认母舰的水平位置并准确把握着舰的时机,如此高的飞行速度在着舰时能否在长度只有几十米的距离内稳稳停住,这一切最终导致飞机着舰阻拦装置和助降镜等辅助降落设备的装舰使用。同时,为了在一艘航母上同时起飞和降落多架飞机,还采用了斜直两端式飞行甲板,从而为航空母舰的大型化奠定了基础。(www.xing528.com)
航空母舰难度最大、风险最大的就是舰载机起飞和降落,因为很多飞机事故都出现在这两个阶段。陆地机场的飞机跑道长度3000~5000米,即便是推重比最好的飞机,起飞跑道长度也要有700~1000米长,尽管如此,飞机起降过程中还经常发生事故。航空母舰的飞行甲板,大型航母只有两三百米,一般中型航母只有100多米,何况航母平台随波逐流,受天气和海况的影响很大,横摇纵摇都非常厉害,始终不可能有一个类似陆地跑道那种非常平稳的状态,要想在这样的平台上成功起降,难度可想而知。
在最初阶段,由于飞机很轻,速度也很低,所以起飞时赋予它一个初始速度再加上人力的推动,飞机就可以起飞了。后来,飞机重量增大,速度也提高了,如何从舰上起飞成了一个问题,于是人们开始研究和试验各种外力助推的方法。当时试验的方法主要有:用压缩空气推动,用甘油炸药瞬间爆发的推力推动,用飞轮助飞,用液压式弹射器弹射等。
航母起降方式很多,随着飞机的不断改进,起降技术也不断更新。最早的起降方式就是什么都不用,飞机靠自己的两个轮子就能够起飞和降落,一架小飞机在舰艇上边搭块板就飞走了。到了1911年,美国有一位叫西奥多·埃里森的海军上尉,他发明了一种办法,就是用三条绳子拉着,前边装着砝码,往前头一抛,给一个重力加速度,这样飞机就飞走了。后来,埃里森又对这种原始的弹射器进行改进,研制成功压缩空气弹射器,于1912年11月12日进行了人类史上第一次弹射起飞。
飞机弹射起飞后长达90米的弹射器留下烟雾带
以后研究出一种液压式弹射器,就是搞了一个储压桶,弹射飞机的时候短时间内把那个储备的压力猛然给它释放出去,推动飞机起飞。这个办法倒挺有用,对小飞机很有效。以后就搞飞轮式和火药式的弹射器等等。火药式弹射器很有意思,火药爆炸以后,利用短期产生的爆炸效应,把飞机推出去。这种火药式弹射器现在还在用,现在发射无人机就是用这种方式。把无人机置于发射轨道之上,在后边点燃火药,利用爆炸产生的初始推力一下子就把它给推出去。现在我们发射火箭、卫星都是利用这种火药式推进原理。
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