為什麼航母上彈射起飛比滑躍起飛要好,不都是起飛,有什麼區別?

simon0813


其實大家對滑躍起飛的認知存在一定的誤解,包括“只能輕載起飛”、“無法起飛固定翼預警機”等等。但滑躍起飛真正的問題根本不在這兩點,最大的麻煩是影響航空運作效率和載機量的問題。所以為什麼大國在航空母艦建造上都“傾盡全力”去發展帶彈射器的航空母艦,因為成本上的優勢並不能掩蓋滑躍起飛的弊端。

俄羅斯“庫茲涅佐夫”號航空母艦擁有3個起飛點,其中1、2號起飛點位於直通方向甲板,長度為110米。而3號起飛點位於斜角甲板,與著艦跑道出現重疊,長度為195米。

滑躍式與常規起降相比出現了一個“慣性滑行”階段,該階段飛機的姿態與飛行軌跡與離艦速度和加速性能有很大關係。如果艦載機離艦速度和加速能力足夠大,此時升力足夠維持艦載機持續爬升,那麼艦載機軌跡就如下圖①號那樣直接持續上升。而②軌跡所表徵的艦載機離艦速度沒有那麼快,離艦後雖然軌跡開始上升,但會出現加速度和速度在垂直方向達到零的時刻(第一拐點),此時艦載機飛行軌跡會出現一個平緩階段,但升力足以支撐艦載機不下降。而③軌跡是艦載機離艦速度過小的情況,艦載機達到第一拐點之後,飛機仍然沒有到爬升速度,艦載機就會出現軌跡下降的階段,直到下降過程中積累足夠的速度和升力才會由下降轉為上升。


先解釋一下滑躍起飛的2個誤區:

滑躍起飛只能輕載不能滿載?

下面這幾張圖是Su-33重型戰鬥機在“庫茲涅佐夫”號航空母艦不同條件下允許的最大起飛重量。其中1、2號110米短起飛點起飛時,如果可以創造25節的甲板風(航速25節),那麼Su-33可以做到32.8噸重量離艦且不出現飛行軌跡的下滑。即便是隻有18節甲板風,那麼以32.8噸起飛的Su-33雖然出現飛行軌跡的下滑,但是下滑到上升的拐點仍在最低安全許可高度。

假設沒有甲板風,如果Su-33艦載機想要以32.8噸起飛重量起飛,想要沒有飛行軌跡下滑那麼只要跑道長度達到175米即可,小於3號起飛點的195米長度。如果3號起飛點起飛,Su-33可以在離艦後保持持續上升。

所以我們看到,滑躍起飛方式並不是只能輕載起飛,只要創造足夠的甲板風條件,即便是短起飛點也能做到重在起飛,而長起飛點更是不在話下。只是艦載機起飛過程中沒有彈射器的介入,所以能量全部來自於自身發動機,對燃油的消耗可能會比較大。

滑躍起飛不能起飛固定翼預警機?

其實這個問題美國早在2005年幫我們驗證好了,當時美國為了向國外推銷他的“鷹眼”預警機進行過類似的實驗。美國海軍工程試驗中心驗證的滑躍起飛角度為12度,機型為E-2C-2000,實驗結果表明E-2C在24.49噸起飛重量,25節甲板風以165米跑道起飛,起飛後保證+2.5米/秒的爬升率,符合美國海軍單發安全起飛標準。所以只要條件足夠,滑躍起飛足夠起飛固定翼預警機,如果放在“庫茲涅佐夫”號上面就是3號起飛點25節甲板風。另外,美國還進行過多種艦載機的滑躍起飛實驗,比如下圖中以9度滑躍起飛的F-14“雄貓”戰鬥機


既然中美蘇法都以彈射器起飛為目標,那麼這就說明滑躍起飛還是存在巨大的缺陷的,至少成本低廉、可靠性高的優點無法掩蓋他的缺點。關鍵問題在於兩個字:效率

航空調度和艦載機起降

首先,滑躍起飛只能依賴直通滑躍式起飛甲板,斜角甲板無法進行艦載機起飛作業。所以我們可以看到採用滑躍式起飛的航空母艦實際只有1條起飛走廊,而帶彈射器的航空母艦可以由直通方向和斜角方向同時進行艦載機起飛作業,2條起飛走廊可以保證2架艦載機同時彈射升空。下圖3和圖4都是2架艦載機同時離艦,而圖4中除了同時彈射了2架F-18之外,另外一座彈射器的F-18也等帶彈射。

另外上面提到的“庫茲涅佐夫”3號起飛點雖然可以滿足無甲板風情況下重載起飛,但是該起飛點入侵著艦區域。所以可以認為條件苛刻的重載滑躍起飛時必須終止艦載機著艦作業,如果有艦載機著艦那麼只能由2號起飛點進行艦載機起飛作業,此時如果沒有足夠的甲板風只能輕載。美國“尼米茲”號航空母艦,雖然著艦作業時也必須停止斜角甲板的起飛作業,但是1號彈射器足夠保證艦載機重載起飛。

還有,在飛行甲板調度方面,由於滑躍起飛甲板是艦載機唯一起飛手段,所以該區域在艦載機起飛作業時是無法在直通方向停放艦載機的。下圖為法國“戴高樂”號航空母艦,從圖上我們可以看到,不僅直通方向停放了“陣風”艦載戰鬥機,而且2部彈射器都有1架E-2C等待彈射起飛。而彈射起飛的航空母艦即便在直通甲板停滿艦載機,那麼依舊可以用斜角甲板的彈射器將艦載機彈射升空。所以我們可以為認為,採用滑躍起飛的航空母艦實際可用甲板面積是小於同級別的彈射起飛航空母艦,在調度上更為“拮据”和低效。

載機方面

下面兩張圖分別是“里根”號航空母艦和“遼寧”號航空母艦,在直通方向甲板上“斯坦尼斯”號停泊了至少13架艦載機,而“遼寧”艦為4架。考慮到滑躍飛行甲板存在不平整的問題,滑躍位置不能像平甲板那樣隨意停放艦載機,這就導致航空母艦在艦載機數量上會有一定影響。

滑躍起飛其實並不僅僅對艦載機作戰存在一定的影響,他們是在整體影響航空母艦的作戰效率和作戰能力。所以對於大國來說,成本問題在效率面前根本就不是問題,即便是高額的花費也要保證雙方海上衝突中佔據優先位置和壓倒性實力優勢。滑躍起飛真正就是適用於那些想擁有航空母艦但又不想多花錢的國家,那些輕型航空母艦和所謂的“戰略支援艦”清一色的滑躍起飛甲板以適應F-35B這類垂直短距起降艦載機。


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彈射起飛和滑躍起飛是航母目前的主要起降方式,彈射起飛顧名思義就是利用彈射器將飛機彈射出去,使飛機達到起飛速度,進而完成起飛。這個過程有些類似於彈弓,而彈射器就是彈弓。滑躍起飛就是在航母艦首甲板有一個上翹的角度,艦載機依靠自身強大的動力,藉助滑躍角,實現艦載機的順利起飛。在世界範圍內,除了美法等極少數國家採用彈射器外,大多數國家的航母都採用的是滑躍起飛。

(美軍F18艦載戰鬥機彈射起飛)

(中國海軍殲15艦載機滑躍起飛)

總的來說,兩種起飛方式各有利弊,也各有特點。滑躍起飛的好處有以下幾點:1、無需安裝彈射器,艦體內部空間大。因為彈射器軌道、氣缸、蒸汽發生裝置以及傳動系統等都不需要安裝,所以艦體內部可以省出更多的空間用於職能艙室和機庫。2、對航母建造技術要求比較低,技術風險相對較小。3、艦載機出動速度快,起飛跑道容易維護和修理。滑躍起飛的缺點有四個方面:1、因艦首上翹甲板的存在,艦首部分無法擺放艦載機,起飛時佔用的甲板空間更大。2、大中型航母雖然都設有重載起飛點,但由於起飛距離較長,會佔用降落區空間,所以無法同時起飛和降落艦載機。重載起飛時,輕裝起飛點就無法使用,導致起飛效率比較低。3、滑躍起飛對艦載機的起飛重量要求嚴格,這會嚴重影響艦載機的性能。一些大型的飛機,如預警機、運輸機等,雖然也可以採用滑躍式起飛,但是這對飛機的整體性能要求極高,實現難度非常大。4、在高海況條件下起降艦載機難度比較大。

(滑躍起飛式航母艦首上翹甲板不能放置艦載機)

(大中型滑躍起飛重載起飛點(3號位))

對於彈射起飛來說,其最大的優勢在於甲板上可以容納更多的艦載機。因為有多條彈射器,所以可以做到起飛降落互相不影響。彈射起飛對艦載機的重量限制較低,可以保證艦載機滿油滿彈起飛,這有助於艦載機性能的充分發揮,而且諸如預警機、運輸機等大型飛機也可以輕鬆起飛。不過,彈射起飛的缺點也很明顯,它造價高、維護貴,戰時一旦損壞就無法起飛艦載機。而且彈射器的技術要求非常高,技術也極為複雜,目前也只有美國具備完整的研發和製造能力。另一方面,彈射器佔用艦內空間比較大,還需要淡化海水來製備蒸汽,所以對航母體積會有所要求。

(彈射起飛式航母的甲板可以放置更多的艦載機)

(彈射起飛式航母可以起降大型預警機)

(彈射起飛式航母通常具備多條彈射器)

從上面的對比可以看出,滑躍起飛最大的特點就是簡單、容易上手,但是相應的艦載機作戰能力會受到限制,使用中也有不少的劣勢。彈射起飛則又貴又難,但是它有利於艦載機部隊戰鬥力的發揮。對於航母來講,真正起作用的是其搭載的艦載戰鬥機,所以航母艦載戰鬥機最好要具備可以壓制敵方戰鬥機的優異性能,因此彈射起飛才是最好的起降方式。

(英國海軍裝備的無敵級輕型航母)

綜合來看,無論是哪種起飛方式,都有著不同的缺點和優點,究竟選擇哪一種需要根據自身需求出發,綜合考慮兩種起飛方式中哪一種可以滿足自身航母發展需求和現實情況。總之,兩種方式各有特色,如果強調艦載機作戰能力的話,彈射起飛方式顯然更具優勢,如果強調作戰能力和各方面因素平衡的話,滑躍起飛方式則更適合。


戰情解碼


彈射起飛和滑躍起飛的區別還是很大的。彈射起飛是一種二戰末期才逐漸出現,並且在冷戰時期發展完善的起飛方式,適合現在戰鬥機大型化和噴氣式的發展趨勢;滑躍起飛則是一種出現更晚,但是卻是一種有利於一些尺寸不夠大的航母搭載想要的噴氣式戰鬥機的方式,這種方式更多是一種廉價的操作戰鬥機的方式。

圖為我國海軍遼寧號航母,他就是典型的滑躍起飛航母。

相比而言,彈射起飛要比滑躍起飛更加先進。不夠滑躍起飛卻比彈射起飛更加適合輕型航母。舉個簡單的例子,如果要搭載30噸以上的重型艦載機,那麼除非航母足夠大,必須要在6萬噸以上,否則現在的技術肯定無法在不彈射的情況下實現這種艦載的滿載起飛,世界上能夠滿足滑躍起飛重型戰機的航母只有俄羅斯的庫茲涅佐夫號、我國的遼寧艦和002型國產航母。

上圖為意大利海軍的加里波第號航母,下圖為英國海軍無敵級航母,滑躍起飛更多是為了滿足這種小國對於小型航母的需求,能夠在小航母上起降一些固定翼飛機。

大部分的滑躍起飛航母都是為了滿足小型航母搭載固定翼戰鬥機的需求而設計的,比如英國海軍的無敵級輕型航母,排水量2萬噸,搭載海鷂戰鬥機;意大利的加里波第號航母,排水量1萬噸,搭載海鷂戰鬥機;西班牙的阿斯圖里亞斯親王級、胡安卡洛斯一世級航母,排水量1萬噸左右,搭載海鷂戰鬥機;泰國海軍的查克呂·納呂貝特號航母,排水量1萬噸,搭載海鷂戰鬥機。

上圖為2萬噸的意大利海軍加富爾號航母,下圖為4.5萬噸的印度海軍維克拉瑪蒂亞號航母,他們都是滑躍起飛航母,也都是為了滿足各自艦載機在不大的航母上的起降需求。

海鷂是一種垂直起降戰鬥機,但是在滑躍起飛情況下,能夠多裝載一些彈藥,因此滑躍起飛航母大部分都是一些輕型航母,目的就是在廉價的情況下實現搭載固定翼戰鬥機的目的,滿足一些經費不足,但是對航母有需求的國家的航母夢想。但是彈射起飛航母不同,彈射起飛航母大部分都是中型以上的航母,目前世界上最小的彈射起飛航母也是4萬多噸法國海軍戴高樂號。

上圖為遼寧艦滑躍起飛殲15,下圖為尼米茲級航母彈射器起飛F18戰鬥機,他們都是各自起飛領域的代表,遼寧艦可以用滑躍起飛方式起降重型的殲15戰鬥機,已經是這類航母發展的極限了。

彈射起飛航母利用彈射器的輔助,給艦載機起飛的時候一個加速度,這樣讓艦載機可以以更高的速度起飛,完成短距離上的滿載起飛。二戰後首先由英國海軍的鷹級航母搭載了現代化意義上的蒸汽彈射器,後來美國將其發展完善,其C-13系列彈射器經過了3代的發展,如今已經更新到了C-13B型彈射器,裝備在尼米茲級航母上,一次可以滿足最大33噸的艦載機滿載起飛。

上圖為英國海軍最新的伊麗莎白女王級航母,使用滑躍起飛;下圖為美國海軍最新的福特級航母,使用電磁彈射器;他們是各自起飛領域最新的產品,都屬於大型航母,但是福特級的戰鬥力要遠比女王級強大許多。

新型的電磁彈射器則更加強大,其在結構重量減輕的前提下,實現了更大噸位的彈射能力,而且可以調控彈射的力度,使得美國海軍核動力航母可以選擇彈射更大、更重的新一代艦載機,為未來出現新型艦載機留下了發展的裕度。相比而言,這些優勢都是滑躍起飛航母不具備,庫茲涅佐夫號航母搭載的蘇33艦載機就無法實現重載起飛。

上圖為我國海軍新航母002級,下圖為西班牙海軍新兩棲攻擊艦胡安·卡洛斯一世級,他們也都使用了滑躍起飛方式。

因此,滑躍起飛和彈射起飛各有優勢,也都有自己適合的方面,未來也都會長期同時存在於世界上,只不過對於有追求的大國海軍而言,還是發展彈射器航母更加合適,我國也在嘗試了兩艘滑躍起飛航母后,在新的003型航母上使用了電磁彈射器,真正走進了重型彈射器航母時代。


海事先鋒


中國的第一艘遼寧艦繼承自俄羅斯的瓦良格號航母艦體,也繼承了他的滑躍甲板,包括我國國產的第一艘航母002,其實也就是遼寧艦改型,同樣採用的滑躍甲板。俄系航母採用了彈射起飛——攔阻索降落的艦載機,其使用的殲15、蘇33、米格29都是高性能戰鬥機,發動機性能很強,本身的推重比很高,只要開足馬力,一鬆剎車就能依靠自身動力起飛從滑躍甲板上起飛了。

但不是所有戰機都有這個能力,預警機之流恐怕要想從滑躍甲板上飛起來,那得佔用至少200米左右的甲板,能不能跌跌撞撞的飛起來還得打一個問號。即使像殲15、蘇33這種大推力戰鬥機,同樣不能滿足滿載滿油起飛,綜合戰鬥力可謂大打折扣!

這一點相對美國的彈射起飛就差了很多,航母彈射器僅僅佔據航母前方一點點的甲板長度,但卻能輕鬆的讓戰鬥機滿油滿載的執行任務,不但如此,美國的航母擁有4條彈射器,一次就能出動4架戰機,這就是一個戰鬥編隊。而中國航母一次最多隻能起飛2架,升空後只能在空中盤旋等待後續2架戰機起飛,然後編隊,在出動效率上差了很大一截!這就是差距,用一個形象的比喻,滑躍起飛就好比諾基亞功能機,簡單、穩定、可靠;而彈射起飛就是華為智能手機!

既然彈射這麼好,為何我國不直接學習美國選擇彈射呢?當年法國人也是這麼想的,但法國並不具備相應的研發能力,也不願意為了一、兩條航母去開發,於是只能委託美國在C13基礎上專門為“戴高樂”號航母上定製一款C13-3彈射器,但是在法國航母下水後才發現美國人提供的這貨根本無法安全彈射E-2C預警機,無奈之下法國人只能修改延長航母甲板。這個修改可一點不簡單,1994年下水,原計劃1996年服役的戴高樂號,一直到2001年才交付部隊,原本計劃的2號艦“黎塞留”號也被直接取消!

所以說,彈射大法固然好,但是還得找準自己的定位,需要量力而行,穩紮穩打,一步一個腳印才是發展航母的正途王道,想走捷徑,回頭看看印度航母就知道答案了!


狼煙火燎


世界上有航母的國家不少,但是用彈射起飛方式的國家也就美國和法國,所以滑躍起飛之所以被這麼多國家採用,肯定有彈射起飛不可比擬的優點。

滑躍起飛相比彈射起飛,主要有以下幾個優點:

建造成本低、維修難度小

滑躍起飛不需要安裝任何設備,自然而然的成本就低,而彈射起飛安裝有彈射器,一部蒸汽彈射器的價格少說也在1000萬美元以上,而且彈射器結構複雜,在維修和保養上自然就不如滑躍起飛方式簡捷。

(美國號航母和俄羅斯航母,我國遼寧艦艦艏飛行甲板對比)

佔用空間小、消耗資源少

滑躍起飛甲板由於不安裝任何設備,所以就節省了很大一部分空間,而彈射起飛必須有一個專門的區域用作臨界起飛區,此區域不能進行其他作業,在寸土寸金的航母甲板上,這點空間也是很寶貴的。還有、蒸汽彈射器要消耗大量的淡水資源,在茫茫的大海上,淡水也是很珍貴的資源,所以這也是滑躍起飛的一個優勢。

出動速度快、起飛風險小

彈射器需要專門的人員把戰機固定在彈射器上,必須等地勤人員離開後,才可以起飛,而滑躍式只要前面沒人即可起飛。而且滑躍起飛會讓戰機獲得斜向上的力,離海平面較高,不易墜海,而彈射起飛是平離式起飛,高速低,如果沒有控制好速度,會導致飛行員昏迷。

決定了艦載機的戰鬥力

但綜合起來考慮,滑躍起飛還是不如彈射起飛,滑躍起飛需要的甲板較長,而且對發動機的要求也高,在起飛時會消耗大量燃料,戰機不能滿載起飛,這就限制了艦載機發揮戰力。而且滑躍起飛甲板不能起飛大型艦載機、比如固定翼預警機之類的,只能使用預警直升機,間接的制約了艦載機的戰鬥力。

提高了發動機的壽命

滑躍起飛需要發動機在短時間內提供強大的推力,對發動機的要求很高,同時也會消耗大量的燃油,因此艦載機的武器也會相應減少,來減輕發動機的壓力,彈射起飛就不存在這一問題,可以掛載更多的武器,也提高了發動機的壽命。

(遼寧艦殲15滑躍起飛)

所以彈射起飛方式才是未來各國海軍發展的重點。美國已經將電磁彈射器運用到了最新服役的福特號航母上,這將會更大的提高航母的戰鬥力。
(福特號航母)


鐵桿軍迷


你好,我是冬雨AK,我來解答。目前世界上的航母艦載機起飛方式分為兩個流派,彈射起飛和滑躍起飛,滑躍起飛方式結構技術相對簡單,建造成本低,維修難度小,佔用空間小,消耗資源也少,但從發揮航母戰鬥力來看,彈射起飛要比滑躍起飛好的多!

選擇彈射起飛的航母,艦載機搭載數量比較多

因為彈射器會給戰機一個很高的加速度,所以滑行跑道距離要短一些,例如美國的尼米茲級核動力航母,彈射起飛的距離不到100米,而俄羅斯的庫茲涅佐夫航母的起飛距離在150米左右,所以,彈射起飛可以節省甲板面積,提高使用效率,尼米茲級最多可以搭載120架艦載機(包括戰鬥機 攻擊機反潛機 預警機 直升機),而庫茲涅佐夫航母只能搭載42-52架各型飛機(當然也是因為庫茲涅佐夫是一艘中型航母)

彈射起飛方式可以保證艦載機滿載起飛,還可以起飛固定翼類型的預警機

滑躍起飛只能依靠戰機自身的發動機來獲得起飛初速度,為了保證起飛的成功,艦載機往往不能滿載狀態起飛(滿油 滿掛載),而彈射起飛則可以使戰機滿載起飛,作戰能力和作戰半徑大大提升,不僅如此,還能彈射固定翼類的預警機,提高了整個航母編隊的戰鬥力!例如尼米茲的蒸汽彈射器可以讓34噸重的飛機瞬間加速至185節的起飛速度,足以把E-2C預警機彈射起飛

提高了戰機出動效率

安裝彈射器的航母,在熟練船員的操作下,起飛效率要大大超過滑躍起飛方式。尼米茲級安裝有四具彈射器,四具蒸汽彈射器能在30秒內將四架戰機彈射升空,在作戰情況下,能達到每分鐘2架的速度,每日能出動100至140架次的戰機,幾乎和一箇中等國家的空軍相當,曾經在一次極限出動演習中,四天內出動771架次、平均每日出動193架次的記錄!

所以,能讓戰機滿載起飛,能彈射多類型戰機 ,能提高艦載機搭載數量 能大幅提高戰機出動效率,使彈射起飛方式優於滑躍起飛,這也是為何我國在擁有滑躍起飛的遼寧號之後,還要研製彈射起飛的03型航母的原因

(個人觀點,有錯誤請指正)


冬雨AK


滿彈滿油起飛充分發揮艦載機戰鬥力,和限制燃油彈藥起飛約束艦載機戰鬥力,這就是最直接的區別。

二戰期間的航母雖然沒有滑躍甲板,但是因為艦載機還處於螺旋槳時代噸位小,可以直接過去平直甲板滑跑起飛影響不大。但是二戰後隨著噴氣式戰鬥機的出現,飛機重量越來越大再加上攜帶彈藥以及燃油平直甲板已經無法滿足沒跑起飛,英國率先推出滑躍起飛模式,而美國則首推彈射起飛。

彈射起飛的優勢在於不用安裝上翹的甲板,可以最大程度利用甲板空間,也就是說甲板上可以容納的艦載機數量更多。同時,由於採用彈射起飛對於艦載機的重量影響基本可以忽略,保證艦載機可以滿油滿彈快速起飛。

當然針對滑躍起飛型航母還有一個對方無法實現的功能,起降艦載固定翼飛機。如:預警機、運輸機,這兩者都可以大大提升航母作戰能力。

不過缺點就是彈射器雖然原理簡單,但對技術要求高,目前為止只有美國人具備成熟的研發製造能力。而且會佔用艦內空間,並需要淡化海水來產生蒸汽,對於航母體積要求更大。

回到滑躍型航母,目前主要使用國家就是俄羅斯、中國、英國、印度,相對於彈射起飛型航母明顯載機數量以及起飛重量存在差異。在兩者噸相當的情況下滑躍型航母載機數以及同時起降戰機數都落於下風,由於滑躍起飛對戰鬥機的重量要求較嚴,不同起飛點能攜帶的載荷有限。3號為重載起飛點,1、2號是輕載起飛點。

同時,由於滑躍型航母前甲板是上翹狀態,並且為了保持起飛所需要的甲板位置,艦上所能容納戰鬥機較少。而且不能起降固定翼飛機,這就造成預警及運輸功能由直升機兼任,整體戰鬥力下降很多。唯一好處就是滑躍型航母建造較為簡單,可以快速投入使用。


河東三叔


彈射航母的彈射器則可以減少飛機起飛的燃料消耗,提高飛機起飛重量,並且可以同時放飛兩架飛機,起飛成功率也要比滑躍高,缺點是需要複雜的彈射器,整體設備可靠性不如滑躍,但是屬於風險前置,一般不會造成嚴重的事故。各使用滑躍起飛的航母,原因主要是沒有成熟的彈射器技術,另外就是航母較小,無法佈置多個跑道和多個彈射器。


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