戰機是如何在航空母艦上起飛和降落的?

兔子愛樂樂


我選最複雜的一個說。航母是海上移動機場。他即是船又是機場。又是戰機作戰指揮中心。所以他基本上功能被分為三個部分。

第一空戰指揮,第二地勤管理。第三航海指揮控制。

一般是地勤將飛機放飛後交給空戰指揮中心,指揮中心組織戰機編隊後接受空中加油,然後飛赴戰區,交給戰區預警機,作戰完成戰機飛回,地勤將飛機接過來,輔助其降落,也叫回收飛機。

這裡重點說下航母地勤。地勤主要分為彈藥掛載(紅色),飛行舵面檢查和輪擋指揮(綠色),油料補給棕色,起飛指揮(黃色),輔助降落和彈射器或者前輪擋與擋焰板控制(白色),飛機機務檢查(粉色)。

戰機被機務從機庫經過升降機送到甲板,展開摺疊機翼,檢查機務設備,加油,加電,拖車拉到起飛位置,紅衣服掛彈,綠衣服指揮飛機精確進入起飛位置前輪擋抬起,頂住前輪,擋焰板抬起,示意人員撤離,飛行員發動機轉速加大,綠衣服撤離,紅衣服指示白衣服放下前輪檔。飛起竄出去起飛成功。也有直接在起飛為棕衣服得給加油加電,紅衣服給掛彈,完了綠衣服檢查飛機主翼,舵面,尾翼,光電感應器等設備是否正常,然後綠,黃,白三個人協調放飛飛機

戰機回收,戰機執行完認為會在海上找航母,因為航母是動的加上海面上什麼情況都有。所以戰機找航母基本上靠定位系統和航母上雷達引導。找到戰機後,空戰指揮部會根據戰機油料等情況安排戰機在航母尾部一定高度盤旋(這個空域叫待飛區)

然後一架安排進場,這時候交給航母艦尾的人工指揮助降指揮人員,戰機根據航母艦尾的指引雷達以一定坡度接近艦尾,在進入目視時候,助降燈光會指引戰機糾正高地橫向誤差。艦載機放下起落架尾鉤,加速俯衝向甲板,掛上沒掛上地面會給信號。掛上,鬆油門,攔阻索會把飛機攔下。如果沒掛上加油門復飛。


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戰機在航母上起飛和降落有好幾種方式,起飛分彈射起飛,滑躍起飛,垂直起飛,美國航母採用的就是彈射起飛,這種方式相當於用一個彈弓把戰機彈射出去,戰機可以靠彈射器獲得起飛動力,這樣戰機可以滿油滿彈起飛,彈射起飛的好處很多,尤其是可以起飛固定翼預警機、運輸機,這些飛機其他起飛方式都很困難。

彈射起飛的難點需要製造難度非常大的蒸汽彈射器或電磁彈射器,目前可見的只有美國產的彈射器,法國也是進口了美國彈射器。我國據信已經研製成功,即將在下一艘國產航母上使用。

我國航母目前採用滑躍起飛的方式,是用戰機本身的發動機開加力使得動力最大,通過12-14度上翹的滑躍甲板起飛,這種方式就不能滿油滿彈了,掛載防空導彈的空優模式還可以在約100米的前起飛點起飛,掛載重的反艦導彈就得到195米左右的遠起飛點起飛了,一般起飛以後,通過夥伴加油也就是一架殲-15戰機掛載夥伴加油吊艙,空中加油後前往作戰區域,這比彈射起飛要弱一些,所以我國以後還是得建造彈射航母。

相對來講,滑躍起飛比較容易實現,英國新建造的兩艘大型航母也採用了這種方式。

第三種方式就是垂直起飛,像AV-8B、F-35B這樣具有垂直起飛能力的飛機都可以,但這種方式不但不能滿油滿彈,而且非常耗油,嚴重影響戰機作戰半徑,一般都不採用,即使這兩種飛機,也都是滑躍起飛。

著艦的方式分兩種,一種是用戰機的著艦鉤鉤住航母的阻攔索,這叫阻攔著艦,彈射起飛和滑躍起飛的常規戰機都是用這種方式,而AV-8B、F-35B這種垂直起降戰機則採用垂直降落的方式。畢竟垂直起降戰機和常規起降戰機性能還是有差距,所以這種戰機並未被各大國視為主力艦載機型,但它的好處是,緊急情況下,找一艘商船也可以降落。N


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一、飛機如何從航母上起飛

航母本身只是一個海上跑道平臺,真正發揮作戰效能的是其搭載的各型作戰飛機。戰機從海上起飛,難度比陸上要高出許多。

目前戰機從航母上起飛,主要有3種方式:彈射起飛、滑躍起飛、垂直起飛。彈射起飛依舊是美國航母的專利,“百度”中的定義是:航母上推動艦載機增大起飛速度、縮短滑跑距離的裝置,全稱艦載機起飛蒸汽彈射器,簡稱彈射器。法國“戴高樂”號航母也採用彈射起飛,但技術是美國提供的。作為美國壟斷的技術,蒸汽彈射器結構複雜,每次彈射都需要消耗1噸淡水,因此美國也在研製電磁彈射器從而取代蒸汽彈射器。

滑躍起飛是指航母前部甲板呈翹起狀,艦載機滑行加速後完成起飛。相比於彈射,滑躍飛行甲板結構簡單,實現技術難度較低。但對於艦載機性能要求更苛刻,氣動佈局要求更高。而且,起飛時航母必須逆風,天氣稍差一點戰機就不能正常起飛。

另外,戰機的載彈量也受嚴重製約。俄羅斯航母將滑躍起飛發揮到較高水平,其裝備的蘇-33戰鬥機改自於著名的蘇-27。而中國已能自行生產的殲-11B型戰鬥機,也源於吸收蘇-27的技術。殲-15則是殲-11B的海軍型。垂直起飛主要是通過戰機發動機噴口方向改變而實現,運用比較成功的是英國航母上配備的“鷂”式戰鬥機,但此種狀態下戰機載彈量太少,影響作戰,因此非緊急時還是依靠短距離滑躍起飛。俄羅斯曾在“基輔”級航母上裝備雅克-38垂直起降戰鬥機,也有同樣問題。後研製的雅克-141又因試飛時出現墜機事故而中斷。

二、飛機如何降落在航母上

飛機在航母上降落方式基本一致,都需要攔阻索。美軍航母備有4道攔阻索,第一道設在距斜甲板尾端55米處,由弓形彈簧張起,高出飛行甲板30-50釐米。當艦載機降落時,放下特有的尾鉤,去鉤住那幾道攔阻索,以在最短時間內著艦停下。

著艦點在1、2道攔阻索之間為好,這就要求飛行員有很高的操縱技術。據美國海軍統計,白天著艦的艦載機尾鉤掛住2、3道攔阻索的合計約佔62%。在夜間尾鉤多掛住第3、4道索。如尾鉤未掛住任何一條攔阻索,戰機必須拉起復飛,這在白天約為5%,夜間則高達12%-15%。美國航母的MK-73型攔阻索緩衝器可使30噸重的艦載機,以140節的速度著艦後滑跑91.5米停止。艦載機停下後,攔阻索自動復位,迎接下一架飛機的到來。


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關於航空母艦上的艦載機是如何起降的問題,一般來說大致分兩個階段。

第一階段是在上世紀的五十年代之前,以著名的美日海軍決戰太平洋的海戰為例,從目前的紀錄片和有關電影來看,凡是從航母甲板上起降的作戰飛機,都是自由落體和自由起飛,沒有任何的輔助手段。

應該說這是當時的技術手段所決定的,在二戰中的航母一是當時的起飛甲板還是輔助甲板而不是主甲板。



說白了就是在主甲板的上面又鋪設了一道供戰鬥機起降的又一層甲板。

第二是當時的艦載機還是以螺旋槳為動力的活塞式飛機,這種飛機起飛重量小、載彈量少、作戰航程短、平直翼。

二戰時期的航空母艦最大也不過三萬噸的排水量,因此在這麼小的航母上作起降飛行還是可以的。

這是航空母艦起降飛行的第一階段!

第二階段是海戰進入了噴氣式飛機時代。

這個時候的艦載機由於採用了噴氣式發動機技術,飛機的航程有了大幅度度的提高、載彈量從原先的幾百公斤上升到了幾千公斤,作戰效能大幅度提高。

但這時的戰鬥機如果再在傳統的航母上作起降飛行已經完全不能行了,一是這麼短的飛行甲板飛機還沒有達到起飛的時速,飛機跑道已經到了盡頭,二是飛機重量這麼大,滑行的距離自然要元。

說的直白一點,無論起飛還是降落,飛機完全有可能會掉入海里。儘管後來人們加長了航空母艦的長度和排水量,但仍不濟事。

於是,英國的科學家在五十年代發明了蒸汽彈射器,繼而人們又在航空母艦上安裝了攔阻索。

從而使得一架滿油滿彈重量達十幾噸重的噴氣式戰鬥機,在一艘三百多米長的航母上進行起降成為了可能。


但所有事實表明,世界上並不是所有的航空母艦都能夠擁有蒸汽彈射技術。

一是它的技術太過於複雜、成本太高、使用和維護保養問題也太過繁瑣和昂貴。

目前在世界上,除了美國擁有完整的一套蒸汽彈射系統之外,其他國家一般都不具備。

法國的“戴高樂”號航母有蒸汽彈射器,但它是進口的美國技術,其它的如西班牙的“阿斯圖里亞斯親王”號、俄羅斯的“庫茲涅佐夫”號、巴西的“聖保羅”號、意大利的“加里波第”號,另外還有我國的現役兩艘航母,都沒有安裝蒸汽彈射系統。

如果沒有安裝蒸汽彈射器的話,為了保證艦載機在起飛時有一個足夠的升力,英國人發明了斜角起飛的滑行甲板。

但儘管如此,它的起飛重量仍然受到很大的限制,如果為了增加航程就得加滿油,但預定裝載標準的彈藥要減去至少一半。

如果為了保證一個強大的火力打擊,那就得裝滿彈,但是這樣一來原本標準的載油量也得要減去一半,這樣一來航程又得大打折扣。

說白了,如果是起降滑行甲板,滿油就不能滿彈、滿彈就不能滿油,如果是既想滿油又想滿彈起飛,結果就一個:落到海里去!

除了上述起降方式之外,人們還想出了在航母上進行垂直起降的方法,最早的有英國的“鷂”式飛機,前蘇聯的“雅克”式飛機,現在又出現了美國的“F35”垂直起降隱形飛機。

這不失為一個好方法,但它依然無法徹底解決滿載起飛、並且還浪費大量的燃油。

現代隨著電磁技術的發展,電磁彈射技術開始應用於航空母艦,目前來說還只有美國的“福特”級安裝了這種設備,但我國的電磁彈射技術也獲得了長足的發展,在後續的航母中相信我們也會擁有電磁彈射技術的航空母艦。


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垂直起降飛機在地面,或者在航母甲板垂直降落時,飛機尾噴管的噴口會垂直向下。由於反推力作用,飛機在半空中基本處於懸停狀態。機翼和水平尾翼上的升力亦隨之消失,飛機的重量靠機身下部多個甲烷噴口產生的氣流反推力,以及尾噴管垂直氣流所產生的強大反推力來支撐。由於發動機的供油量被逐漸減小,從而使飛機的垂直反推力也逐漸變小,飛機在重力作用下開始緩慢下降,直至飛機起落架最後平穩安全地落在地面或者航母甲板上……。






英國‘’鷂‘’式航母艦載機之所以能垂直起落,關鍵是由羅爾斯-羅伊斯公司生產的性能優越的“飛馬”發動機:當飛機需要垂直起飛時,‘’飛馬‘’發動機前後四個噴管偏轉到垂直向下的位置,在噴氣反推力作用下產生向上的動力暨升力,從而使飛機呈垂直狀態上升(起飛)。如需飛機垂直降落即減少發動機供油量飛機即處於緩慢垂直降落狀態。此外,飛機下部多個噴管還可以從向下的垂直位置再向前偏轉8度: 這時如果是在地面著陸滑行,就可以進入反推力制動狀態;而如果是在空中飛行就可以使飛機進入倒退飛行狀態了。機體下部多個甲烷噴口共同控制和調整飛機的姿態,以實現在垂直起落和懸停時對飛機的操縱




垂直起降技術是從五十年代末期開始發展的一項航空技術。雖然起步相對較早,但是受制於飛控、發動O而使成功服役的戰機相對較少。目前性能比較好的垂直起降戰鬥機是美國的F-35當中的F-35B(艦載機)型號。自從分別在航空母艦和兩棲攻擊艦上成功垂直起降後已投入現役。美國在垂直起降技術方面已經超越了創始國英國,擁有目前世界最先進的垂直起降技術。


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其實,航母一般分為常規航母和核動力航母,常規航母和核動力航母最重要的區別就是在續航力上。而美國航母現在全部採用核動力。中俄英印等其他國家的航母都是常規航母。法國是世界上唯一除美國裝備核動力航母的國家,即戴高樂號航母。

現在,美國在航母技術都在所有國家前面,特別是美國航母採用電磁彈射器領先其他國家幾個量級。因此,艦載機在航母起飛,也是根據航母來區別。畢竟,艦載機區別難度越大,對航母本身技術就要求越高。

按照目前世界上採用的艦載機起飛方式分為三種:

滑躍起飛方式:這種方式在中俄印三國航母中畢竟常見。畢竟,三國都裝備蘇聯時期建造航母。因此,採用的艦載機起飛方式也大同小異。

彈射起飛:這種在美國航母最為常見,因為美國在航母技術超前,再加上核動力航母可為艦載機彈射準備充足的動力。

第三種:垂直起降

垂直起降方式,由英國發明最終在AV-8B戰機採用。而現在普遍被美國F-35B戰機所採用的,畢竟美國發動機不是蓋的。

艦載機降落:

根據現在人類所掌握的技術也是分為兩種:

航母阻攔索:將高速飛行的艦載機攔停,利用艦載機尾鉤勾住航母阻攔索,從而進行緊急剎車。

垂直降落:這點早AV-8B戰機已經被成功驗證過。現在,美國F-35B艦載機也完全做到,之前美國就在黃蜂級兩棲攻擊艦進行垂直降落過。

但是,無論哪種起飛和降落方式。艦載機都是在刀尖舞蹈,稍有不慎就可能導致機毀人亡。因此,艦載機飛行員就是英雄,特別是中國殲-15艦載機也是無數烈士用生命換來的!


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目前,航母起飛有三種方式:

①滑躍式起飛

優點:經濟實用,耗能少,技術含量簡單。目前我國前兩艘航母均是滑躍式起飛。

缺點:起飛重量收到限制,限制空戰效能。飛機作戰效率低。不能起飛預警機。

②彈射起飛

優點:重型戰鬥機可以滿油滿彈起飛,戰機作戰效率高。能起飛預警機 加油機等大型飛機

缺點:能源耗費較大,技術要求高。蒸汽彈射起飛一架飛機需要耗費一噸半的淡水。

③垂直起降

優點:機動性和靈活性高,受地面起降條件影響小。

缺點:耗油大,攜帶燃油彈藥少,同樣航程則需要攜帶更多的燃油。直起降戰鬥機經過測試發現根本不是傳統起降戰鬥機的對手。

 戰鬥機起飛需要關注風向的問題,一般來說無論哪種起飛方法都會盡量讓航母沿著順風方向全速前進但是彈射器可以讓這個要求變得寬鬆許多。目前電磁彈射技術是航母艦載機最先進的起飛方式。



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戰鬥機起飛和降落其實和陸地並沒有太多區別,唯一不同就是,這個跑道有點特殊,特別短,大體就有陸地機場的長度十分之一,而且這個跑道還在海里不停的運動搖擺晃動,所以需要特殊的辦法進行處理,不然是很難辦的。


從航母上起飛主要有2個方式,一個是滑躍起飛,這需要高推重比戰鬥機,比如中國的殲15戰鬥機,或許是帶推力矢量功能的低推重比短距起降垂直降落戰鬥機,比如美國的AV-8B。

另外一種就是依靠彈射器,大力牽引飛機直接達到起飛速度,這就是所說的彈射起飛,這種起飛方式比較靈活,推重比低的預警機也可以用,推重比高的戰鬥機也行。


這就是彈射起飛,彈射器讓飛機起飛更安全更快捷

降落則需要艦載機使用尾鉤在降落著艦的時候對準航母的3-4條攔阻鉤之一,假如勾上了就沒事,沒勾上,立即得復飛。

常規戰鬥機採用的都是攔阻著艦模式,對飛行員素質要求非常高


大水


在航空母艦上降落,尤其是在夜間或在天氣不好的情況下,是最困難的飛行技巧了。以美國航空母艦為例子,降落過程是這樣的:

  首先回歸的飛機要進入環繞母艦的環型航線以降低飛行高度和速度,有些時候可能還需要脫離等待中的降落航線去進行空中加油。

  在降落時飛機的速度要降低到幾乎失速的地步。飛行員將放下起落架,襟翼與空氣減速板,將捕捉鉤伸出,維持一定的速度和下滑速率。航艦上的降落官指揮飛機降落,他不斷地告訴飛行員,他離最佳情況的偏差是多少。航空母艦上的燈光提示飛行員,下降時的角度是否正確。

  在航空母艦的後部有四條攔截索。降落的飛行員必須捕捉鉤掛上其中一條。在最佳情況下他應該掛上第三條,假如他掛上前兩條,那麼他的下降角度太平,假如他掛上最後一條,那麼他的下降角度太陡。

  由於攔截索制動力有限,使得全武裝掛載戰鬥機在降落前需拋棄部分武器,由於現在武器價格昂貴,為減少這種浪費,美國最新下水的雷根號航空母艦則僅裝有三條攔截索,其目的為每組攔截索可以安裝更大的制動裝置,提供更大的制動力。這樣就不用再拋掉過重的武器掛載。

  在著陸時飛行員必須將飛機完全壓低,這樣他可以保證鉤住一條攔截索。同時他必須將發動機開到最大,這樣假如他沒有掛上攔截索的話他可以在最短的時間之內加速離開甲板,重新回到降落航線。攔截索是由液壓制動的,它可以在兩秒鐘和50米內使飛機停下來。飛行員會依照甲板上的地勤人員的指示將發動機的推力降低到慢車並且離開降落區。

  在緊急情況下,比如飛機的掛鉤損壞了,飛機無法使用攔截索停下來,在甲板上可以拉起攔截網來協助飛機迫降,過程就簡單多了。

  飛機的前輪被掛在起飛裝置中,操作起飛裝置的官員必須知道飛機的型號和載重來調節起飛裝置。

  為了保護甲板上的人員和器械,在飛機後面要裝上屏蔽飛機噴氣流的壁板。

  飛行員在得到起飛許可後加足馬力,同時用剎車防止飛機運動。

  在他得到起飛信號的同時他要放開剎車,同時起飛裝置起動,將飛機彈出跑道。這個過程一共持續1.5秒鐘。

  飛機在航母起飛上的方式有哪些?

  航母艦載機起飛的方式:目前來看航母艦載機有三種起飛方式,主要是:彈射起飛,滑躍起飛,垂直起飛。下面一一介紹。

彈射:分蒸汽彈射和電磁彈射。其中電磁彈射目前還停留在理論研究階段。

  優點:效率非常高,可以短時間出動大量飛機。而且彈射的重量比較大,可以大幅度的節約飛機上的燃料,使得起飛的飛機可以攜帶更多彈藥和燃料。保護措施嚴密。也非常安全。

  缺點:彈射器的研製是一項非常複雜的工程,這是制約彈射器的最大技術瓶頸。而且彈射起飛也存在一些問題,如蒸汽彈射消耗不少寶貴的高純度淡水,彈射器的操作,保養和維護都非常複雜,對人員素質要求很高。

  滑躍起飛

  優點:價格便宜,易於實現,結構簡單。對飛行員和地勤人員要求相對很低。

  缺點:浪費飛機的燃料。而且飛機不能實現全掛載起飛(就是達到最大載彈量時候,滑躍飛機很難起飛)。

  而且航母上必須專門設計弧線或者拋物線形狀的起飛甲板。

  垂直起飛

  這種起飛方式只有一個國家用過:蘇聯的基輔級航母。由於該型航母攜帶大量的導彈,所以沒有地方安放可供滑躍起飛的飛行甲板,於是搭載的雅克式飛機只好垂直起飛。

  優點:結構緊湊,佔用甲板空間相對少一些。

  缺點:專門設計的垂直起降飛機才可以完成。而且燃料消耗驚人:雅克-38起飛一次需要消耗掉飛機裡的75%的燃料!飛機噴出的火焰甚至可以把甲板都燒融化了,所以必須在甲板上採取防高溫的措施。




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航母上有專門停直升飛機的分區。然後根據航母上的引導員直接停上去就行。



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