容易忽略的細節 航母尾焰擋板

我想很多小夥伴第一次看航母放飛飛機時,尾部會升起一個方方的板,不知道它是幹嘛的,作用是什麼,今天我們來說說這個小板。

容易忽略的細節  航母尾焰擋板

首先我們知道噴氣式戰機在起飛時,其尾部會噴出大量的高溫高壓氣體,據說如果在飛機開加力時其尾部的尾焰,能把30米以外的人烤焦。可想而知它的溫度有多高。如此強勁的射流會破壞它尾部的一切人員和設備。因此在航母飛行甲板這個有限的區域內,必須有一個可以擋住尾焰的裝置,說到這了,肯定有童鞋會問,為什麼陸基飛機沒有這個東西呢。這是因為在機場跑道足夠長,足夠寬,飛機起飛時緩慢滑行漸漸加速,並不是上來就用最大推力,而且人員和設備也不可能這時出現在飛機後方,所以陸基機場不配備這樣的擋焰裝置。航母甲板就沒有這麼好的條件了,這時就需要尾焰擋板直接擋在發動機尾噴管的後面,並形成一定的角度,發動機噴出的射流被偏離並導向上方,從而避免了高溫尾流對甲板上人員和設備的傷害。

容易忽略的細節  航母尾焰擋板

那是不是什麼樣的鋼板都可以作為擋板呢,答案當然不是。飛機在起飛時,後部噴出的射流溫度可達1000多度,射流直接噴在擋板上,如果不採取一定的措施,可以直接熔融鋼板,甚至燒穿。鷂式戰機曾經出現過燒穿船上甲板的事件,這足以證明發動機尾流的可怕。一般來說艦載戰鬥機都是雙發重型機,發動機推力都很強勁,推力可達幾十噸,因此要求其尾焰擋板必須有足夠的剛度,以保證不會發生變形,並且要求支撐結構完全能支撐來自發動機強大的推力。否則在強大的推力下,尾焰擋板極可能會發生變形甚至斷裂,而支撐杆也必 須能承受強大的支撐力才行。事實上,尾焰擋板的材料就具有耐高度、強度大、形變小的特點,而支撐杆在結構設計上也避開了直接由液壓缸支撐,因為尾焰板需要 承受的推力很大,而且擋板上的餘熱也可能傳遞給液壓缸,從而導致液壓缸因高溫受損。每個尾焰擋板均由12個支撐杆支承,它們由液壓缸驅動轉動軸使其豎起。

容易忽略的細節  航母尾焰擋板

但是這些與散熱相比,這些不算什麼。尾焰擋板最複雜的是它的一套循環散熱系統。即便是再耐高溫的材料,長時間的高溫灼燒下,也會發生一定的破壞作用,而且熱量會傳遞至甲板甚至潤滑部件,讓潤滑油全部乾涸,甲板下方的電纜也會被引燃,擋焰板即便是放下也不能經過戰機或其它設備,否則高溫會燒化戰機起落架的輪胎。因此散熱至關重要。

那麼尾焰擋板是怎麼散熱的呢,秘密就在擋板內,它是通過擋板內置冷卻水管實現每個尾焰擋板都配備一定數量的散熱板塊,通過冷卻水帶走熱量,這個原理很好解釋,如果我們打開灶,鍋很快就會變紅,但是如果鍋內有水,鍋就不會發紅,也不會燒壞。發動機尾流發出的熱量很大,很強,但是大部分被偏流並導向上方,一部分加熱擋板,而冷卻水及 時帶走熱量,確保了擋板工作在安全的溫度之下。回水被加熱後,重新又回到冷凝器中,在經過降溫後,再由高壓循環泵重新注入尾焰擋板的散熱管路之中,從而構成一套完整的循環散熱系統。

容易忽略的細節  航母尾焰擋板

說到這裡插個題外話,日本一直說要讓F35B上日向號也就是16DDH,但是這是不可能的,日向號上面沒有配備循環散熱水管,無法承受F-35的強大尾流噴射的(對的,它經不住射)那麼另一艘出雲號呢,據說是配備了這套循環散熱水管,可以降落F-35B但是有一點值得說明,兩棲攻擊艦甲板下方的循環散熱系統在原理上跟尾焰擋板相同,但是省去了液壓升起機構,因此甲板是固定的,但是甲板的循環散熱系統中循環水管比尾焰擋板更多,每個著艦點甲板下方均設置有循環散熱系統,在垂直起降 戰機未著艦之前就啟動循環散熱系統,否則甲板是無法承受戰機發動機噴管的灼燒的。即便是採取了循環散熱系統,甲板仍會因加熱而變形,因此其甲板非整體的, 而是分塊的,它們均固定在高強度支持鋼樑上,只不過其接頭處理的很細緻,不是近距觀查是發現不了其甲板接頭的。如果有人問,F-35B能否在航母上降落 呢?答案是否定的,因為攔阻降落方式的航母上並沒有循環散熱系統,甲板也無法承受其尾噴管灼燒的,而尾焰擋板面積又過小,降落時對準難度很大。F-35B 在上黃蜂級著艦試驗時經過近一年的改造,改造什麼?主要就是散熱系統,結構強度上由於在設計時就過於保守,因此不成問題,但是循環散熱系統則只能滿足 AV8B而無法滿足F35B了。所以說同樣是兩棲攻擊艦,西北風也無法起降垂直起降戰機,原因就是它的甲板下方也沒有循環散熱系統。

容易忽略的細節  航母尾焰擋板

總的來說尾焰擋板,和航母別的技術相比,算不上是什麼高科技除了採用的材料性能高之外,尾焰擋板在製造上難度並不大。可是有幾點還是需要補充下,美帝的尾焰擋板裡面用的循環水是高鹽循環水,而不是我們平常說的去離子水。為什麼要用高度鹽水呢?首先,高鹽水傳熱效率更高,以快速的帶走尾焰板的熱量,而且凝固點低,不致於一進入 製冷器內就會被凍結,從而引起整個管路的堵塞,而且沸點高,不易引起蒸發,要知道,在正對道發動機尾噴口處的擋焰板處產生的熱量是驚人的,汽化導致的後果 是氣體導熱效率差,而高鹽水不僅可以快速導熱,也不易蒸發。當然,高壓循環泵讓冷卻水高速流過也是重要原因之一。但是高鹽水有個很大的缺點,那就是腐蝕性 很強,因此整個管道在耐腐蝕方面是要求很高的。不過,美帝一直也在尋找替代的冷卻劑,要求它導熱性能好、流動性好、沸點高、凝固點低、無毒無腐蝕等要求。 另外,由於管道壓力較大,擋焰板升起時採取旋轉接頭連接擋焰板及甲板下方的循環管道,而不是軟管。但是旋轉接頭是最主要產生滲漏的地方,經常需要人工維 修。沒關係,由於旋轉接頭配備了密封膠圈,平時只需簡單的更換膠圈就行了。事實上,整個尾焰擋板屬於耗材,在使用一定次數或年限後就要更換的,而且更換也 比較簡單,不需要專門到船廠更換的。

雖然尾焰擋板 整套系統非常簡單,但是它的重要性無可替代。沒有它,航母上的戰機和人員安全毫無保障,隨時都可能成為發動機高溫尾焰的犧牲品。


分享到:


相關文章: