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從這張圖片上大家可以清晰的看到航母高速行駛所產生的的航跡。
航母並沒有停在海面上“等”艦載機降落,而是自顧自的向前高速航行。
很多的人認為航母在高速航行的時候艦載機是不是就更不容易降落了呢?
其實恰恰相反。
要搞清楚這個問題就得從飛機的原理上來說了。
當氣流迎著機翼吹向飛機的後方的時候,由於機翼上下兩個面的形狀不同,機翼上部的空氣被加速,壓力降低,這時由於機翼上下兩面的壓力差就產生了“升力”。這這個模型中如果機翼的形狀和角度都不變氣壓也不會有太大變化的情況下,那麼最終產生升力的大小就僅僅由吹過飛機機翼的氣流速度決定了。氣流吹過的速度越快,機翼所得到的升力也就越大。
艦載機在航母上降落的時候,如果按照標準的作業方式來說艦載機在接觸到航母的時候空速大約是300節-350節(合550-630公里/小時)。在這個速度下艦載機機翼可以保持足夠的升力。如果航母的航行速度是0的話(也就是靜止)。艦載機相對於航母的速度就是300節以上了,但如果航母以30節的速度和艦載機飛行方向同向航行,那麼艦載機和航母的相對速度就是270節(以300節飛行速度來計算)。這樣艦載機就可以以儘量低的相對速度接觸航母飛行甲板。別小看30節的速度,這已經是55公里/小時的時速了。這樣對艦載機著艦而產生的對飛機起落架、航母甲板、阻攔索的衝擊都會小很多。
如果航母靜止那麼為了保障著落品質,則需要讓艦載機在著落的時候飛行速度降低到足夠低。這樣看似安全的想法其實會讓艦載機在飛行的時候面臨更多的安全問題。畢竟前面咱們說過,飛機在飛行的時候升力的大小是靠機翼上吹過的氣流速度決定的。
飛行速度慢了,飛機所得到的升力自然也就小了很多,這樣反而不安全。
同時還要考慮一點,就是當艦載機在著落的時候沒有勾到阻攔索的情況下又會怎樣?
飛機的起落架輪會和飛行甲板摩擦消耗大量的飛機動能,這家飛機如果以很慢的速度貼著飛行甲板跑上一段,速度大約會降低50-100節。這時飛機再想拉起復飛速度就已經不夠了。而航母如果和飛機同向行駛,飛機輪摩擦減速的效果也會降低到一個可以接受的程度上。這時飛機即便是鉤不到阻攔索,再復飛的時候也有足夠大的動能(速度)。
所以,降落艦載機的時候航母還是需要高速航行不能靜止等待的。
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客觀來講,無論航母是在停止還是航行狀態下,艦載機都應該具備起降的能力。但是為了儘可能地保證著艦時的安全性,艦載機回收作業時(著艦)航母是處於航行狀態的。
▲從這張艦載機降落視角就能看出,航母是處於航行狀態的
相比之下,在航母上降落要比在航母上起飛承受的風險更大,而且引發著艦事故的主要原因是不確定的自然環境。按照美國此前釋出的資料來看,美海軍所有著艦事故中受降落時周邊環境影響而發生的佔到了25%.
比如著艦時的海風、航母因浪潮導致的縱搖(船體繞橫軸的迴轉振盪運動)以及甲板的升沉等因素,都會對艦載機降落造成不確定的風險。
但是美軍根據幾十年來的著艦經驗以及科學計算得出了一個結論:即進行艦載機回收作業時,航母行駛中產生的最佳迎風速度應該保持在25節。這也就意味著當艦載機準備著艦降落前航母應該迎風航行並創造速度為25節的甲板風。
但是,自然風的速度並不能人為操控,所以在25節的最佳風速之外還存在高迎風條件和低迎風條件。當面對高迎風進場條件時,就需要艦載機適當的調整下滑角度,一般情況是風速越高下滑基本角度越大;同理,低迎風條件下也需要艦載機駕駛員及時的修正進場條件。
需要說明的是,艦載機著艦過程並不只是飛機駕駛員一人完成,還需要航母上的工作人員予以必要的協助。比如最初航母上專門安排的著艦訊號官,再到後來指示更加精確、明顯的光學助降系統;總而言之,艦載機著艦是一個非常危險的過程,稍有差池就可能墜入大海。