浅谈舰载机起降技术现状及发展范文

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摘要：随着自主研发的大型航空母舰“002”舰下水，我国向“深蓝海军”的目标又迈出了坚实的一步。航母作为“大国重器”，拥有无与伦比的战略意义。对这些庞然大物来说，能形成战斗力的关键是所搭载的舰载机可以最大限度发挥自己的作用，而这其中重中之重就是舰载机要能够安全高效的在航母上起降。目前，鲜有研究针对国内外舰载机的起降关键技术做深入的分析。本文首先对五项舰载机起降技术的原理进行了介绍，分析了各项技术的优缺点，然后通过对比分析欧美国家及我军航母起降关键技术的发展现状，明确了我国舰载机与国外舰载机起降技术的差距，并分析了各国未来舰载机起降技术的发展趋势，最后针对我国航空母舰发展现状，得出我国应该加紧对电磁弹射技术及先进舰载机的研制的结论。本文的研究内容可为我国航母舰载机起降技术的发展决策及相关研究领域的学者提供参考。

关键词：舰载机；起降技术；发展趋势

引言

我国近年来对于航母的需求与日俱增，已经有2艘航空母舰下水，目前仍有1艘在建。对于航母来说，舰载机就是航母的“心脏”，所以我国对舰载机的研究正持续深入，已陆续有新机型出现。与陆上起降不同，舰载机在航母上的起降方式更复杂多样，也更具危险性和挑战性。根据航母设计的起降技术的不同，舰载机的起降方式也不同。而更安全高效的起降方式，又能大大提升舰载机的战斗力。在航母诞生早期由于飞机速度慢，对于起降方式还没有系统研究，而现如今，飞机速度快，重量大，对于先进起降技术的探索自然也更加深入。已经有几项技术得到应用和正在研发。像滑跃起飞，蒸汽弹射起飞，垂直起降，电磁弹射起飞，拦阻索迫降技术等等。这些关键技术拥有各自的优点，但也存在明显缺陷。而如何研发出一种既高效安全又经济实用的起降技术仍然是起降技术发展的瓶颈。因此，有必要针对国内外舰载机起降关键技术现状及发展方向进行研究，为我国航母舰载机起降技术的发展建设及相关领域的学者提供参考。

1现阶段舰载机主要起降技术

经过大半个世纪的探索和发展，在舰载机起飞技术方面先后诞生了滑跃式起飞技术、蒸汽弹射起飞技术以及电磁弹射起飞技术，也有舰上垂直起降技术；在着舰技术方面主要有液压拦阻索技术及电磁拦阻索技术[1]。

1.1滑跃式起飞技术滑跃式起飞技术主要是通过在舰首位置设置首斜曲面甲板（一般与水平面呈6°至20°斜面），舰载机依靠自身动力先在航母水平甲板上滑跑，经舰首首斜甲板倾斜角度引导，在离舰瞬间被赋予一定航迹倾斜角和向上的垂直分速度，使舰载机跃向空中，实现离舰起飞。该技术成本和技术限制不大，对航母建造结构来说较为简单，故障率低，且对舰载机不需进行较大程度的改造。该技术的缺陷主要体现在对舰载机起飞重量的限制，对发动机的起飞推重比要求较高，影响作战半径。此外，滑跃甲板占用面积大，影响全甲板的调动，降低了单位时间飞机出动效率，且对飞行员的操控要求较高。

1.2蒸汽弹射起飞技术蒸汽弹射起飞主要靠蒸汽弹射器实现，蒸汽弹射器则以高压蒸汽推动活塞运动，带动拖索拖拽舰载机在弹射轨道上加速至离舰起飞。蒸汽弹射器的组成较为复杂，可分为起飞系统、蒸汽系统、归位系统、液压系统、预力系统、润滑系统、控制系统。蒸汽弹射起飞技术发展历史较长，技术成熟度高，可靠性有保障，目前在役的多数航母仍采用该技术，但蒸汽弹射器配套设施多，系统烦琐，其缝式缸体对加工精度和材质要求较高，且U型密封条磨损严重导致更换频繁，维护成本大，通常一艘同排水量的航母，有蒸汽弹射器的比没有的费用要高约三分之一。

1.3电磁弹射起飞技术电磁弹射器的核心部分是长度达100多米的直线感应电动机，直线电机的结构可以看作是将一台旋转电机沿径向剖开，并将电机的圆周展开成直线而形成的。其中定子相当于直线电机的初级，转子（电枢）相当于直线电机的次级。初级中通以交流电，次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动。该技术采用电气结构更容易与其他甲板上的作战系统兼容，且弹射功率提高，有利于装备大型作战飞机，此外结构相比蒸汽弹射器极大简化，操作复杂度减低。但电磁弹射器技术过于复杂，研发成本过高，目前只有美国的福特级航母使用该技术。

1.4拦阻索迫降装置拦阻索阻拦装置涉及机械、电气、液压等诸多高新技术，是硕大而庞杂的大工程。阻拦钢索需要直接承受舰载机尾钩的冲击力和阻拦力，又要具备较高的抗疲劳连续工作性能，硬度和韧性的要求对阻拦索材质工艺提出严苛要求。目前世界各国航母上普遍使用的是液压式阻拦装置。飞机着舰过程对飞行员操控技术要求较高，有时会发生尾钩未能勾上拦阻索的情况，则飞机需要加大发动机油门采取逃逸复飞措施，低空飞行后重新着舰。

1.5垂直起降技术垂直起降飞机由发动机提供的向上的推力来克服重力实现垂直起降，主要有三种形式，第一种是利用偏转发动机的喷管提供升力，第二种是直接使用升力发动机提供升力，第三个是前两种办法的组合，同时使用升力发动机和主发动机。垂直起降技术减小了舰载机起飞所需甲板空间，有利于增大航母舰载机承载数量，但垂直起降飞机耗油量较大，作战半径较小，机动性相对较差。

2国外舰载机关键起降技术发展现状

航母技术起步较早的国家有美国、英国、俄罗斯、法国等，其现役航母的各项技术都为世界各国所看齐。本文针对国外较为先进的在役航母，对其主要舰载机型及起降技术进行对比分析，如表1所示。从表中对比数据可看出，在舰载机起飞方式上，大多数航母仍采用蒸汽弹射器及滑跃甲板，只有美国的福特级航母采用了较先进的电磁弹射器，主要原因一方面是蒸汽弹射器及滑跃甲板的发展历史较早，具有较高的技术成熟度及可靠性，且能够满足大多数舰载机型的起飞要求，另一方面是因为电磁弹射器的相关研究起步较晚，技术风险和成本相对较高，这是各国目前大多数在役航母不配置电磁弹射器的主要原因[2-4]。在舰载机着舰方面，基本都是基于液压技术的阻拦索装置和垂直起降技术，只有福特级航母采用了电磁阻拦装置，该电磁阻拦系统在飞机降落拉动拦阻索时，可回收电能，供电磁弹射器使用，结构组成更简单轻巧，便于操作，不仅缩短了反应时间，还优化了拦阻效果。

3我国航空母舰的发展

20世纪80年代中期，中国购买澳大利亚的“墨尔本”号航母，之后在广州将其拆解，这是中国海军科研人员第一次了解航母的结构。此后，中国分别于1998年和2000年购买了俄罗斯退役的“明斯克”号和“基辅”号航母，加深了对航母的了解。2002年从乌克兰购买的“瓦良格”号几经周折拖到大连，并由中国军工部门开始研究、改装。进入21世纪，随着中国综合国力的大幅提升，军事工业能力也得到增强，航母研制开始进入实质性建设阶段。2011年8月10日，改装后的“瓦良格”号首次进行航海试验，之后交付给海军。2012年9月，中国政府公布改造后的航空母舰命名为“辽宁”。2012年9月25日，辽宁舰正式入列。“辽宁”舰是一艘6万吨级常规动力航空母舰，作为试验舰并未实际配置舰载机，采用滑跃起飞技术。2018年5月13日，首艘国产航母“001A”型航空母舰，建造完成，离开码头，开始海试。“001A”型航空母舰仍采用滑跃起飞技术。据称，中国第二艘国产航空母舰正在紧张建造中，且排水量远超“001A”型航空母舰，可能取消滑跃式甲板，采用电磁弹射器技术。

4国外舰载机起降关键技术发展趋势分析

美国作为世界霸主，对航母的研发更是不遗余力。在起降关键技术方面，美国的航母一直独树一帜，领先世界。在熟练应用蒸汽弹射起飞技术后，率先研发出了电磁弹射器，并且把电磁弹射起飞技术应用在最新的“福特”级航空母舰上，并用更加先进的电磁式拦阻索替换了液压式拦阻索。而有关如何改进电磁弹射起飞技术的研究也在持续深入[5]。俄罗斯作为老牌军事强国，早在2015年已明确提出建造新型航母的方案。据悉，此型航空母舰采用常规动力且拥有独特的造型和起降技术，采用双舰岛，搭配有2条滑跃式起飞跑道，同时还拥有2具电磁弹射器，确保舰载机在恶劣气候下安全起降[6]。英国方面，通过其最近下水服役的“伊丽莎白女王”号不难得出，未来主要继续沿用滑跃起飞技术，同时采购垂直起降战斗机，节省航母空间[7]。

5对我国舰载机起降技术发展路线的建议

我国对航母的研究起步较晚，相较于美国、英国等国家，技术能力和经验不足，更加需要加大投入力度，加紧研发新型起降技术，尤其是加大对电磁弹射器和电磁拦阻索加大研发力度，争取早日在航空母舰上使用[8]。目前，我国由潜艇的“心脏”-发动机总设计师、海军少将马伟明院士主持航母舰载机电磁弹射器项目，相信在多部门的协同下我们很快能在国产航母上使用电磁弹射起飞技术。同时，对舰载机的研发也要深入，例如加紧“歼-31”的研制，尽快上舰，才能利用好新型起降技术，增强航母威慑力和战斗力。当然最为重要的是，建造核动力航母以增加舰载机数量并且能够匹配新型起降技术，才能够增强海军综合作战能力。

6总结

综览各国舰载机起降技术，我们不难发现，今后起降关键技术的发展是朝着电气化方向发展的。中国目前上舰使用的是滑跃起飞技术和液压式拦阻索技术，离最先进的电磁弹射起飞技术和电磁拦阻索技术有不小差距，但好在根据各方报道，我国正在研发新型电磁弹射装置，有望弥补与国外领先技术的差距。但我们需要认识到，技术永远在革新。我们不光要追随别人的脚步进行研发，更要融入自己的创新意识，作这方面技术的“领头羊”

参考文献：

[1]马世强.舰载机降落技术探讨[J].舰载武器，2007（11）：70-77.

[2]吴家鸣.航母舰载机起降方式特点分析及全球现役航母简介[J].广东造船，2011，30（05）：45-48，57.

[3]曲东才，周胜明.舰载机起飞技术研究[J].航空科学技术，2004（04）：25-29.

[4]马世强.美俄舰载机起飞方式优劣谈[J].舰载武器，2004（11）：79-82.

[5]柳正龙.霸权的“铁爪”—美国航母技术扫描[J].军事文摘，2017（13）：19-22.

[6]孟光.航母承载的复兴———俄罗斯新型航母发展综合分析[J].军事文摘，2017（13）：23-26.

[7]柳正龙.曾经的辉煌———英国航母关键技术发展研究[J].军事文摘，2017（13）：15-18.

[8]陈传明.未来航母选择之路[J].军事文摘，2018（13）：57-59.

作者：秦鉴国 单位：南京市中华中学