舰载机垂直起降方式及航母选择

舰载机垂直起降

航母舰载机弹射器从甘油式、火药式、飞轮式、液压式发展到蒸汽式，现在美国正在建造的新一代航母福特级又发明了电磁式，应该说弹射技术已经非常成熟，而且经历了长达半个多世纪的使用，可靠性很好。尽管如此，这么一个弹射技术其他国家却一直掌握不了。弹射器是航母的关键技术，没有这个东西，重型飞机就很难升空，重型飞机不能上天，航母平台造得再好又有什么用？

20世纪50年代，美国国家航空航天局就曾为航空母舰设计过一种微翘斜板并进行过试用，以便弥补弹射器功率的不足。但由于蒸汽弹射器的功率满足了喷气式舰载机的起飞需要，美国海军不久便将滑橇起飞方式束之高阁。20世纪70年代，英国海军成功试飞垂直/短距起降海鹞式舰载机之后，海军中校道格拉斯·泰勒建议对滑橇起飞方式进行深入研究，以扩展这种飞机的活动空间，提高其作战效能。英国军方采纳了这一建议，并与西班牙合作，在地面上利用斜板滑橇起飞，对海鹞式飞机进行了一系列试验。垂直/短距起降战斗机采用滑橇起飞的好处是，可以节省燃油、增大航程、提高载弹量。

垂直/短距起降飞机的起降方式很特别，发动机是可以旋转的，正常状态下，可以像常规起降飞机那样飞行和降落。如果把发动机旋转一下，让喷口向下，就可以产生向上的升力，这个时候飞机就可以拔地而起，从而实现垂直起飞和垂直降落。飞行员通过调整喷口的方向和角度，便可改变飞机的飞行姿态。这种飞机实际上把固定翼飞机与旋转翼飞机的原理合二为一，综合集成，使用起来很方便，不仅可以在中型航空母舰上使用，1万吨的轻型航母也没有问题，甚至有一块35米×35米大小的空地便可起降，所以非常适合于在较小的岛屿或航母上使用。美国、英国、苏联等分别研制了AV-8B鹞式、海鹞式和雅克式垂直/短距起降飞机，并装备了航母和两栖战舰。1982年马岛海战期间，英国海军特混舰队携载了28架海鹞式飞机，为执行空中作战任务出动1100多架次，为支援进攻出动90多架次，击落阿根廷飞机23架。

作战使用中发现，这种飞机由于在起飞和降落过程中燃油消耗过大，致使其作战半径缩小，武器携载能力降低，作战效能还不如重型直升机好，所以热度迅速降低。在这种情况下，各国又开始思考如何降低油耗的问题，最后英国人发明了滑跃式飞行甲板，就是在飞行甲板上搭建一个上翘的甲板，用来供垂直/短距起降飞机起飞。由于把原来的垂直起飞改变为短距离滑跃起飞，所以节省了燃油，增大了作战距离。这种飞机现在是轻型航母的主战飞机，英国、意大利、西班牙都在使用。

英国无敌号航母平面图(www.xing528.com)

最初，英国海军无敌级的无敌号和卓越号的上翘角度为7度，而皇家方舟号为12度。皇家方舟号航母满载排水量20300吨、能搭载8架海鹞式垂直起降战斗机和12架海王直升机，舰艏部加装了一段滑橇跑道，将飞行跑道约27米长的前端做成向舰艏上翘的曲面。大量的计算和试验证明，斜坡甲板的上翘角为10～15度时，舰载机的滑跑距离最短。滑橇甲板可以增加武器装备或燃油的装载量，增大飞机的作战半径。以无敌级航母为例，当舰载机在其滑跃式甲板上滑跑180米时，机上可多携带1.2吨的燃油或武器。此外，滑橇甲板起飞舰载机相对平直甲板而言更安全、更可靠。平直甲板短距起飞舰载机时，升力稍有不足就容易坠沉入海；而舰载机在滑橇甲板上起飞时，由于增加了向上的动量，在离开舰艏后能稳稳地平飞前行而不易沉坠。继英国第一艘无敌级航空母舰1980年服役之后，意大利海军装有6.5度滑橇甲板的加里波第号航空母舰于1985年服役。1988年服役的西班牙阿斯图里亚斯亲王号、改装的印度维拉特号，以及1997年服役的泰国差克里·纳吕贝特号航空母舰，装设的都是12度滑橇甲板。美国新服役的第四代战斗机F-35也采用了垂直/短距起降的技术，在研制过程中还聘请英国的专家参与其中。F-35不仅具备优良的常规起降能力，短距起降能力也很好，所以将来有可能会取代海鹞式飞机。

除垂直/短距起降飞机外，20世纪80年代美国研制成功一种新型偏转翼飞机，它是集固定翼飞机与直升机特点为一体的高技术舰载机，目前美国正处于研制和试飞阶段，将来主要作为海军陆战队的舰载机。所谓偏转翼飞机就是说它的旋翼可以旋转，在机翼的端部，装有可以旋转的发动机，飞机起飞的时候，旋翼处于水平向上的位置，因而可以像直升机那样垂直起降或在空中悬停；在飞行状态，旋翼可以转向前方，用产生的拉力拉着飞机向前飞行，它的最大飞行速度每小时660公里，比直升机高一倍。美国装备使用的V-22鱼鹰偏转翼飞机，它的最大垂直起飞重量为18吨，如使用150米长的跑道，起飞重量可增大到26.8吨。为便于舰艇携载，V-22的机翼还可以折叠，折叠后的飞机最大宽度只有5.5米。

苏联先后搞了三级航母，都没有试验成功弹射器，这不能不说是一个巨大的遗憾。第一级航母是莫斯科级，因为没有弹射器，只能起降直升机，垂直起降。第二级是基辅级，因为没有弹射器，所以不能携载常规起降飞机。第三级是库兹涅佐夫级，当时苏联下决心解决弹射器问题，因为这一级航母必须携载重型舰载机。但是，苏联组织研究了十多年，弹射器居然没有研究出来。美国实行技术封锁，想学习借鉴也没有机会。在这种情况下，借鉴了英国无敌级航母采用滑跃式飞行甲板的思路，不再把技术攻关的重心放在研究弹射器上，而是转向提高飞机的起降性能。这个思路很重要，从此以后就把精力放在米格-29和苏-27K上，苏-27K以后改名叫苏-33。舰载机的改进重点主要是加大发动机的推力，提高推重比，增强飞机的爆发力，使之能够在很短的距离上依靠自己的巨大推力，无需外力助推自主式起飞。这是一个很重要的观念创新，基本上解决了苏联常规起降飞机上舰的问题。

苏联人一直没有解决蒸汽弹射器的技术问题，因此经过反复论证最终修改为使用滑跃起飞甲板。在一系列的舰载机起降实验之后总结经验再次发展出了长53.5米、宽17.5米，升角改为14度，并安装了新型的阻拦索装置。1982年7月24日，由试飞员沙道夫尼克驾驶苏霍伊设计局的T10-3首次在地面起飞制动试验装置模拟器上作了阻拦索装置的试验。8月21日，由试飞员阿尔法·法斯托维兹驾驶米格-29的舰载型号试验机成功从T-1上起飞，米格-29k原型机起飞重量为12吨，滑跑距离为250米，起飞时速达到240公里。8月27日由沙道夫尼克驾驶的T10-3完成从起飞制动装置上冲出滑跃起飞甲板模拟试验平台装置上起飞的试验。T10-3起飞重量18.2吨，滑跑距离不到230米，即以232公里的时速成功起飞。9月9日，著名的“眼镜蛇”动作试飞员普加乔夫驾驶T10-3从T-1装置上以更短的距离滑跃起飞。试飞后得出的综合数据显示：T10-3起飞重量18吨、最重22吨时，需要滑跑距离142米，起飞速度每小时178公里；米格-29k原型机起飞重量最大14.5吨，起飞滑跑距离150米，起飞速度每小时180公里。之后，陆基型的苏-25YTF也进行了36次起飞降落试验。

根据物理学原理，滑跃式的甲板有一个10～15度上翘的自然坡度，这就为飞机提供了一个向空中投射的抛射角，就是说飞机本身如果推重比很高的话，自己就会产生一个向上抛射的力，八九十米的距离就可以自主起飞了。苏-33是重型飞机，米格-29是轻型飞机，这两种型号飞机的推重比都很好，都具备短距起飞的能力，没有问题。但是，其他飞机则没有这个能力，所以不可能在航母滑跃式飞行甲板上成功起降。所以，苏联创新的这种东西只解决了一部分问题，多种类型飞机在航母上起降的大问题其实并没有解决。现代战争是一体化作战，没有预警机、电子战飞机和空中加油机的配合，光战斗机升空有什么用？只是一个靶子而已！所以，苏联在航母舰载机起降方面仍然处于困境之中，这个问题始终困扰着其航母的发展和使用。