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与滑跃起飞不同,福建舰和美国现役航空母舰一样,都采用弹射起飞

2022-08-30 每日热点
航空母舰弹射器技术是航空母舰设计和建设中最困难的技术。纵观世界,只有中美两国有能力独立开发和生产!虽然使用弹射器的航空母舰并不少,但除了福建舰,其他的都是美国生产的弹射器,比如法国戴高乐号航空母舰。更有甚者,比如英国的伊丽莎白级航母,因为弹射器成本高,不得不放弃弹射起飞,6.5万吨的巨型航空母舰只能采用轻型航空母舰的滑跃起飞方式和设备F-35系列中性能最差的F-35B垂直起降战斗机!

第二次世界大战期间,航空母舰仍以队列滑动起飞为主。早期航空母舰配备了低速螺旋桨飞机,具有优异的短距离起降能力。因此,在实际操作中,直接滑动起飞是主要的,弹射器更多地用作辅助设备。

看甲板布局。正如前面提到的,福建舰终于摆脱了落后的滑跃式甲板,使用了平直飞行甲板。与弹射甲板航母相比,滑跃甲板严重限制了舰载机的战斗力。记得前苏联一直在搞航母弹射器。毕竟有了这个技术,舰载飞机就可以满载起飞,作战半径成倍增加,航母编队的威慑力也倍增。就连海军司令临终前的遗言也是,我们必须制造成熟的航母弹射器!

与滑跃起飞不同,福建舰和美国现役航空母舰一样,都采用弹射起飞方式。它们的甲板是平的,通过安装在航空母舰甲板下的弹射器为飞机提供初始加速。这样做的好处是飞机可以装满燃料和武器,飞行距离更远,作战半径更大,单位时间飞行的飞机更多,战斗力更强。

虽然不需要复杂的弹射装置,但起飞飞机的重量有限,不能满足现代重型战斗机的起飞速度要求。即使轻型飞机起飞,航空母舰也需要以20节的速度进行逆风航行,以提高舰载飞机的相对速度,才能顺利起飞。这样,它在实际的战斗中受到了很大的限制。

它主要依靠直线电机作为动力,通过强电流使线圈产生磁场,为战斗机起飞提供强有力的助推,使航空母舰同时弹射更多的舰载飞机。

我们上面提到的固定翼预警飞机,如果你想依靠自己的动力在航空母舰上起飞,你需要从航空母舰的尾部加速,这意味着航空母舰甲板在起飞固定翼预警飞机时不能用于其他目的,一旦有了弹射器,航空母舰固定翼预警飞机起飞就不再那么困难了,作为舰载飞机的辅助起飞系统,弹射器还可以确保飞机在起飞时以最大载荷起飞,这对舰载机的战斗力起着决定性的作用。

弹射式航空母舰与滑跃式航空母舰在作战能力上存在巨大差距。核心问题是舰载飞机的起飞方式不同,这将对舰载飞机的出动率、甲板运行效率和载机量产生巨大影响。中国海军的第二艘国产航空母舰在设计之初就决定使用最广泛、最成熟的国外弹射器,这也是中国最终决定发展弹射式航空母舰的关键和基础。

根据之前的商业卫星照片,003航母全长约320米,宽约76米,甲板面积相当于三个半足球场前后相连。甲板分为起飞区、起舰区和停机区。1号和2号弹射起飞位于前甲板,距舰首约100米;3号起飞位于舰体中后部,距斜角甲板前端约100米。考虑到甲板的强度设计,三个电磁弹射器并非完全水平布置,而是与甲板中线呈一定的偏角。弹射器控制室同时布置在起飞区和左舷。

从历史上看,现代航空母舰同时使用四个弹射器的情况很少。首先,没有这么高的出动率要求;第二,在安排了四条起飞跑道并留下相应的甲板操作通道后,整个甲板不会有太多空间;第三,起飞点以外的飞机必须占据船尾空间。此时,它们不能在短时间内转换为回收模式,甲板的操作灵活性很差。因此,大多数时候,航母使用2-3个弹射器就足够了,另外1-2个空间用于停放飞机。即使两个弹射器在起飞过程中出现故障,剩余的弹射器也可以在不影响回收的情况下完全释放一波飞机。

目前,中国的两艘航空母舰都采用滑跃起飞的方式。这种起飞方式使航空母舰甲板具有一个共同的特点,即甲板前端向上翘曲约14度。当战斗机在航空母舰上短距离起飞时,首先在直甲板上加速,然后通过滑跃甲板稍微抬起机头,以进一步提高向上角度的升力,帮助舰载机安全顺利起飞,这是世界上大多数航空母舰使用的起飞方式。

目前,中国现有的两艘航空母舰都采用滑跃起飞的方式。这种起飞方式使航空母舰甲板具有一个共同的特点,即甲板前端向上倾斜约14度。当战斗机在航空母舰上短距离起飞时,首先在直甲板上加速,然后通过滑跃甲板稍微抬起机头,以进一步提高向上角度的升力,帮助舰载机安全顺利起飞,这是世界上大多数航空母舰使用的起飞方式。

蒸汽弹射器的原理非常简单。一个长气缸和一个连接起飞阻塞器的活塞将高压蒸汽通入气缸。这些蒸汽将推动气缸高速前进,战斗机将在几秒钟内加速到起飞速度,例如CVN-68尼米兹号航母的蒸汽弹射器规格如下:

除起飞区和着舰区外,周围是舰载停机区。每个停机位都有相应的黄色标志线,主停机区可停放8-10架飞机;另外,斜甲板左侧还有一个三角形副停机区,最多可停放5架。以上只是弹射起飞时航母的停车布置,其他空闲区域在日常航行中会得到充分利用。

最后,经过三年的改进,美国海军在改装后的北卡罗莱纳巡洋舰上安装了第一个实用的压缩空气弹射器,亨利·C·1915年11月5日,穆斯廷中校完成了首次弹射,当时他驾驶柯蒂斯AB-2水上飞机。测试的成功也使压缩空气弹射器和水上飞机成为许多后续战列舰和巡洋舰的标准配置,通常采用弹射攻击、水降落和起重机回收,大大提高了巡洋舰和战列舰的侦察和校射能力。压缩空气弹射器安装航空母舰是四年后美国海军第一艘航空母舰兰利改装,但飞机起飞距离很短,可以直接从航空母舰甲板起飞,但比弹射器攻击速度更快,效率更高,所以兰利只配备了弹射器,主要用于水上飞机弹射。

弹射式航空母舰没有这个问题。它不仅可以使舰载飞机从斜甲板起飞,还可以确保从所有点起飞的舰载飞机能够使用最大起飞重量。

蒸汽弹射器将蒸汽压力转化为对飞机的推力,并利用弹射器轨道上的滑块高速弹射飞机。蒸汽弹射器成本高,设计、制造、安装技术复杂,维护费时费力,成本高,需要占用大量航母空间,消耗大量淡水。美国小鹰航空母舰C-以13弹射器为例,一次弹射消耗625公斤蒸汽和1吨缓冲淡水。蒸汽在弹射后流失到外部世界。如果航空母舰以每分钟1架飞机的速度紧急弹射起飞,连续弹射8架飞机后,航空母舰锅炉的蒸汽压力将损失20%,整个动力将损失32%,速度将下降8节。此外,蒸汽弹射不能控制推力的波动,最大推力可能是飞机起飞需求的两倍,对身体结构造成额外伤害甚至损坏

此外,电磁弹射器还可以很容易地控制弹射力,从运输机、预警机到无人机的各种型号,使航空母舰的作战模式更加灵活。然而,电磁弹射器的开发更加困难。福特已经服役多年了,其中一个主要原因是电磁弹射器的故障率很高。

蒸汽弹射装置的想法是英国海军航空兵后备队司令米切尔1951年提出的。它装备在莫仙座航空母舰上,但我还没有找到这些信息。现在世界各地的蒸汽弹射装置主要在美国,只有10艘航空母舰,都属于米尔兹级,排水量超过10万吨。

简单地说,弹射器相当于一个弹弓,它可以帮助舰载在短时间内获得动力,让舰载机携带更多的弹药和燃料起飞,扩大航母战斗群的攻击范围。

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