隨著現代海戰向立體化、遠端化方向發展,艦載直升機成為軍艦不可缺少的裝備,是現代海軍先進與否的標誌之一。
像航母、兩棲攻擊艦這樣的大型艦隻,甲板面積大,海況良好時直升機起降還比較安全;而驅逐艦、護衛艦這樣的中小艦隻,由於艦體狹長,上層建築多、障礙多,起降甲板面積小、渦流多、氣流紊亂,所以艦載直升機起降危險重重,需要先進引導裝置和輔助著艦裝置才行。
艦載直升機降落分返航進場、懸停跟進、快速著艦三個階段,降落時被稱為“恐怖12秒”,有80%的事故發生在此階段。
返航進場階段,艦上的塔康信標機、精密進近雷達等導航裝置指引直升機返回軍艦。到降落階段,艦上指揮中心會開啟起降訊號燈、下滑指示器、橫搖指示器及平臺邊界燈、桅杆障礙燈、前極限位置燈等各種助降燈光。
下滑指示器由透鏡和光源組成,發出紅、黃、綠三組平行光束,引導直升機以正確航向和角度下滑。看到黃光說明位置偏高,看到紅光說明位置偏低,看到綠光下滑角度正確。沿著綠光中心飛,就能以正確下滑角降落。
橫搖指示器有橫搖指示燈和固定燈,它們之間形成偏角,飛行員能直觀地瞭解艦船橫搖方向、角度等資訊。
軍艦在海上不停的橫搖、縱搖、橫蕩、縱蕩、升沉、艏搖,做6自由度運動。若橫搖、縱搖幅度太大,直升機就無法安全起降,甚至會產生“艦面共振”,造成重大危險。所以起降作業首先要滿足一定基本條件,比如艦艇縱搖2度、橫搖5度以內,航速不超過20節等。
除了助降燈光,還有著艦輔助系統,國際主流的有4種:魚叉-格柵系統、漁網系統、RAST系統、ASIST系統。
第1種,是法國的“魚叉-格柵”系統,在西方海軍中廣泛使用,“魚叉-格柵”式著艦裝置,適用於艦艇橫搖±8°、縱搖±2°的情況下,直升機著艦並快速繫留。由設在直升機底部的“魚叉”鎖緊機構和艦艇飛行甲板上的一個直徑約2.5米的格柵構成。“魚叉”鎖緊機構,由飛行員操縱,液壓驅動,可伸出或縮排。直升機在著艦前由機上放下“魚叉”鎖緊機構,著艦時“魚叉”鎖緊機構插入艦上的格柵內,鎖銷立即鎖定,把直升機繫留在甲板上。需要復飛時,飛行員操縱液壓系統,使“魚叉”鎖緊機構上的鎖銷與格柵脫離,即可離艦。。
第2種,加拿大的RAST“熊阱”系統,這種助降系統最早由加拿大在上世紀60年代開發,用於配合體積、重量日趨增大的艦載直升機,適用於大中型艦載直升機著艦。這套系統得名於安裝在直升機甲板上的一個四面凸起的矩形裝置,裝置內部凹陷,連線甲板下方的“拉降”絞車系統,外形類似抓捕大型獸類的陷阱。艦載直升機在接近直升機甲板時,會保持與目標艦位置上的相對靜止,放下一根帶有鎖頭的柔性牽引索,此時艦上人員使用工具鉤住牽引索將其與從“熊阱”中拖出的類似繩索扣住後,形成艦載機與目標艦的柔性連線,隨後“熊阱”開始張緊牽拉牽引索,將直升機“拉”到甲板上,並用“熊阱”鎖住。
與““魚叉-格柵”不同,“熊阱”更多依靠艦上人員的輔助操作。由於可將直升機“捕捉”到固定的“陷阱”之中,這套系統能夠保證直升機準確降落到甲板指定位置,因此可以更方便地使用固定和牽引裝置來移動直升機,將其收入機庫,艦上操作效率明顯高於“魚叉”,因此也被一些國家的海軍採用。
落地後,艦上的快速固定器夾緊主探管,直升機再放出尾探管,卡在甲板格柵中固定機尾,就可以牽引入庫了。
第3種,ASSIST系統,是“熊阱”系統的升級版,但屬於不同的原理。
它沒有拉降,而是直升機著艦瞬間,一個有紅外探頭的凹形固定器快速移動,觸碰主起落架並夾緊,將直升機固定在甲板上,還能調整入庫方向。這種全自動助降系統不需要在直升機上安裝裝置,效率高,還確保了艦麵人員安全。
第4種,俄羅斯“漁網”系統。俄羅斯人搞的比較粗暴,為了能夠保證直升機安全著艦而不至於傾覆翻轉甚至滑落下海(這些事早期艦載直升機經常遇到)。
用了一張粗糙的尼龍大網來完成這個工程。卡系直升機就好像進入大網的獵物一般,機輪陷入大網之中,不能輕易擺脫,這就算完成著艦工作了。太粗暴簡單了,雖然中國在引進卡系直升機的時候同樣引進了這套裝備,但是根據我們實際試用後表示,四級海況條件下想著艦,難度那是相當大了。所以並沒有在更多的機型上進行試驗。
第5種,中國版“魚叉”的著艦系統。
中航工業直升機所為了解決高海況下直升機艦上著陸的難題,研發出了中國自己的直升機著艦裝置,被稱為“直升機著艦魚叉裝置”。該裝置由機載鎖鉤和艦船上的蜂窩狀格柵齧合,完成快速繫留,適用於不同種類的中、小型艦船上的直升機起降,在5-6級海峰下著艦安全可靠。而且該裝置結構簡單、便於拆卸、維修方便。
中國自行研發“魚叉”系統的繫留格柵有1000多個孔,對孔的位置和形狀大小要求較高,如果稍有差池,則可能導致直升機無法成功降落。目前,該系統已經廣泛裝備中國海軍各型軍艦,為中國海軍艦載直升機降落保駕護航。
另外降落甲板面積都不大,降落時旋翼前半部分在艦面上空,後半部分在水面上空,高度差異產生不同地效影響,產生俯仰力矩,影響直升機姿態穩定。所以起降甲板至少要比直升機最大尺寸長3.5米,或1.3倍於直升機旋翼直徑以上。
總之,艦載直升機在艦上起降非常危險,艦機氣動相容一直是研究難題。各國直升機與艦艇之間都要經過大量適配性試驗,直到新直升機與所有載機艦艇都滿足要求才能上艦使用。
隨著現代海戰向立體化、遠端化方向發展,艦載直升機成為軍艦不可缺少的裝備,是現代海軍先進與否的標誌之一。
像航母、兩棲攻擊艦這樣的大型艦隻,甲板面積大,海況良好時直升機起降還比較安全;而驅逐艦、護衛艦這樣的中小艦隻,由於艦體狹長,上層建築多、障礙多,起降甲板面積小、渦流多、氣流紊亂,所以艦載直升機起降危險重重,需要先進引導裝置和輔助著艦裝置才行。
艦載直升機降落分返航進場、懸停跟進、快速著艦三個階段,降落時被稱為“恐怖12秒”,有80%的事故發生在此階段。
返航進場階段,艦上的塔康信標機、精密進近雷達等導航裝置指引直升機返回軍艦。到降落階段,艦上指揮中心會開啟起降訊號燈、下滑指示器、橫搖指示器及平臺邊界燈、桅杆障礙燈、前極限位置燈等各種助降燈光。
下滑指示器由透鏡和光源組成,發出紅、黃、綠三組平行光束,引導直升機以正確航向和角度下滑。看到黃光說明位置偏高,看到紅光說明位置偏低,看到綠光下滑角度正確。沿著綠光中心飛,就能以正確下滑角降落。
橫搖指示器有橫搖指示燈和固定燈,它們之間形成偏角,飛行員能直觀地瞭解艦船橫搖方向、角度等資訊。
軍艦在海上不停的橫搖、縱搖、橫蕩、縱蕩、升沉、艏搖,做6自由度運動。若橫搖、縱搖幅度太大,直升機就無法安全起降,甚至會產生“艦面共振”,造成重大危險。所以起降作業首先要滿足一定基本條件,比如艦艇縱搖2度、橫搖5度以內,航速不超過20節等。
除了助降燈光,還有著艦輔助系統,國際主流的有4種:魚叉-格柵系統、漁網系統、RAST系統、ASIST系統。
第1種,是法國的“魚叉-格柵”系統,在西方海軍中廣泛使用,“魚叉-格柵”式著艦裝置,適用於艦艇橫搖±8°、縱搖±2°的情況下,直升機著艦並快速繫留。由設在直升機底部的“魚叉”鎖緊機構和艦艇飛行甲板上的一個直徑約2.5米的格柵構成。“魚叉”鎖緊機構,由飛行員操縱,液壓驅動,可伸出或縮排。直升機在著艦前由機上放下“魚叉”鎖緊機構,著艦時“魚叉”鎖緊機構插入艦上的格柵內,鎖銷立即鎖定,把直升機繫留在甲板上。需要復飛時,飛行員操縱液壓系統,使“魚叉”鎖緊機構上的鎖銷與格柵脫離,即可離艦。。
第2種,加拿大的RAST“熊阱”系統,這種助降系統最早由加拿大在上世紀60年代開發,用於配合體積、重量日趨增大的艦載直升機,適用於大中型艦載直升機著艦。這套系統得名於安裝在直升機甲板上的一個四面凸起的矩形裝置,裝置內部凹陷,連線甲板下方的“拉降”絞車系統,外形類似抓捕大型獸類的陷阱。艦載直升機在接近直升機甲板時,會保持與目標艦位置上的相對靜止,放下一根帶有鎖頭的柔性牽引索,此時艦上人員使用工具鉤住牽引索將其與從“熊阱”中拖出的類似繩索扣住後,形成艦載機與目標艦的柔性連線,隨後“熊阱”開始張緊牽拉牽引索,將直升機“拉”到甲板上,並用“熊阱”鎖住。
與““魚叉-格柵”不同,“熊阱”更多依靠艦上人員的輔助操作。由於可將直升機“捕捉”到固定的“陷阱”之中,這套系統能夠保證直升機準確降落到甲板指定位置,因此可以更方便地使用固定和牽引裝置來移動直升機,將其收入機庫,艦上操作效率明顯高於“魚叉”,因此也被一些國家的海軍採用。
落地後,艦上的快速固定器夾緊主探管,直升機再放出尾探管,卡在甲板格柵中固定機尾,就可以牽引入庫了。
第3種,ASSIST系統,是“熊阱”系統的升級版,但屬於不同的原理。
它沒有拉降,而是直升機著艦瞬間,一個有紅外探頭的凹形固定器快速移動,觸碰主起落架並夾緊,將直升機固定在甲板上,還能調整入庫方向。這種全自動助降系統不需要在直升機上安裝裝置,效率高,還確保了艦麵人員安全。
第4種,俄羅斯“漁網”系統。俄羅斯人搞的比較粗暴,為了能夠保證直升機安全著艦而不至於傾覆翻轉甚至滑落下海(這些事早期艦載直升機經常遇到)。
用了一張粗糙的尼龍大網來完成這個工程。卡系直升機就好像進入大網的獵物一般,機輪陷入大網之中,不能輕易擺脫,這就算完成著艦工作了。太粗暴簡單了,雖然中國在引進卡系直升機的時候同樣引進了這套裝備,但是根據我們實際試用後表示,四級海況條件下想著艦,難度那是相當大了。所以並沒有在更多的機型上進行試驗。
第5種,中國版“魚叉”的著艦系統。
中航工業直升機所為了解決高海況下直升機艦上著陸的難題,研發出了中國自己的直升機著艦裝置,被稱為“直升機著艦魚叉裝置”。該裝置由機載鎖鉤和艦船上的蜂窩狀格柵齧合,完成快速繫留,適用於不同種類的中、小型艦船上的直升機起降,在5-6級海峰下著艦安全可靠。而且該裝置結構簡單、便於拆卸、維修方便。
中國自行研發“魚叉”系統的繫留格柵有1000多個孔,對孔的位置和形狀大小要求較高,如果稍有差池,則可能導致直升機無法成功降落。目前,該系統已經廣泛裝備中國海軍各型軍艦,為中國海軍艦載直升機降落保駕護航。
另外降落甲板面積都不大,降落時旋翼前半部分在艦面上空,後半部分在水面上空,高度差異產生不同地效影響,產生俯仰力矩,影響直升機姿態穩定。所以起降甲板至少要比直升機最大尺寸長3.5米,或1.3倍於直升機旋翼直徑以上。
總之,艦載直升機在艦上起降非常危險,艦機氣動相容一直是研究難題。各國直升機與艦艇之間都要經過大量適配性試驗,直到新直升機與所有載機艦艇都滿足要求才能上艦使用。