海上彎弓：艦載機的騰飛之路

文 趙鳳權(quán) 姜子晗 趙楠

對于海上作戰(zhàn)來說，航母是制勝重器。它的最大優(yōu)勢是具備立體攻擊能力，這種攻擊能力很大程度上來源于艦載機?？梢哉f，艦載機是現(xiàn)代航母的靈魂，其自身及配套設(shè)施的研發(fā)制造水平考量著一個國家國防工業(yè)發(fā)展水平。

目前，世界上僅有少數(shù)國家具備打造艦載機體系的能力。那么，如何提升艦載機作戰(zhàn)能力？又需要攻克哪些技術(shù)難題呢？

“利箭”鋒從磨礪出

百年海權(quán)爭奪，艦載機這枚“利箭”的鋒刃被一次次淬火磨礪，走過了漫長的發(fā)展之路。

時光撥回至1910年一個清晨，“伯明翰”號戰(zhàn)列艦上，船員們急匆匆地搬開甲板上的物品，為一架螺旋槳戰(zhàn)機清理出一條筆直跑道。午時，飛行員尤金松開剎車，猛推油門，駕駛戰(zhàn)機滑出跑道一飛沖天——這一次，他駕機完成了人類歷史上的首次艦載飛行。

30多年后，麥克唐納公司成功研制出世界上首架噴氣式艦載機FH-1，將艦載機發(fā)展帶入噴氣式時代。不過，無論是螺旋槳還是噴氣式，艦載機飛行技術(shù)攻關(guān)始終是航空設(shè)計師為之頭疼的難題。

如何讓艦載機順利起飛？各國航空設(shè)計師首先在“力”上下功夫。麥克唐納公司汲取經(jīng)驗教訓(xùn)，在F2H艦載機（FH-1升級版）上搭載2臺加強型發(fā)動機，有效解決了舊機型動力不足的問題。法國一家飛機制造公司另辟蹊徑，通過改造“北風(fēng)”艦載機翼面氣動布局，“巧借東風(fēng)”實現(xiàn)快速起飛。

對于海上作戰(zhàn)來說，航母是制勝重器（圖源來自新華社）

然而，御風(fēng)而行只是入門，要想磨礪海上“利箭”，還要攻克三道難關(guān)：

一是強度關(guān)——增強機體結(jié)構(gòu)韌性。如果將陸基飛機起降比作放風(fēng)箏，那么艦載機從航母上起降就像扔標(biāo)槍——僅用2秒鐘，艦載機就要從0加速到300公里/小時，機體承受巨大過載，面臨解體風(fēng)險。

如何讓艦載機這把“利箭”變得“剛?cè)岵?jì)”？科研人員發(fā)現(xiàn)了一個“妙方”——使用新型復(fù)合材料。20世紀(jì)80年代，“大黃蜂”艦載機的設(shè)計師通過改變合金元素比例和提高熱處理制備工藝，既提高機體韌性，又減輕整體重量?！按簏S蜂”艦載機裝備航母后，直到現(xiàn)在仍是美軍航母艦載機的主力機型。

二是耐力關(guān)——減少海洋環(huán)境腐蝕。長期處在高濕高鹽的海洋環(huán)境，艦載機機體結(jié)構(gòu)會加速老化，導(dǎo)致電子元器件故障頻發(fā)，機械構(gòu)件強度下降。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計，美軍F-14艦載機服役到2000年后，前起落架等多處構(gòu)件出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕問題。

如何防止“利箭”“生銹”？有消息報道稱，國外一家航空制造公司將自動化纖維鋪放技術(shù)應(yīng)用到耐腐蝕蒙皮制造，為艦載機穿上“防護(hù)套裝”，并對發(fā)動機表面進(jìn)行鍍膜防護(hù)處理，減少海上潮濕空氣對機體腐蝕。

三是收納關(guān)——解決折疊存放難題。航母甲板可謂“寸土寸金”，要想在有限空間內(nèi)停放更多艦載機，折疊機翼技術(shù)十分關(guān)鍵。蘇霍伊設(shè)計局設(shè)計師將“折疊機翼”這個想法應(yīng)用到蘇-33艦載機身上。

蘇-33艦載機取消了機翼油箱，巧妙地繞過了折疊管路的設(shè)計難題。隨后，科研人員又研發(fā)了全自動折疊技術(shù)，實現(xiàn)機翼、尾翼和尾椎的彎折，使航母搭載艦載機的數(shù)量得到大幅增長。我們熟知的俄海軍“庫茲涅佐夫”號航母，最多可搭載20架蘇-33艦載機。

一“收”一“放”見真功

在指定空域，部署一個由12架“大黃蜂”艦載機組成的飛行編隊，需要用多少時間？

“福特”號航母給出答案：5分鐘。航母如同強弓，艦載機一“收”一“放”的速度決定戰(zhàn)爭勝負(fù)走向。

為了達(dá)到“彎弓連射”的戰(zhàn)斗目標(biāo)，艦載機這枚“利箭”被多次鍛造升級，鋒利程度和“箭頭”重量交替攀升，但“射箭”越來越困難——重型艦載機的短距起飛是科研人員要解決的頭等難題。隨著科技發(fā)展，現(xiàn)代航母上的艦載機主要采用彈射和滑躍起飛兩種方式，實現(xiàn)快速“發(fā)射”。

彈射起飛，顧名思義是像彈簧一樣將艦載機彈射出去，使其快速達(dá)到起飛速度。這種彈力，來源于蒸汽或電磁彈射器釋放出的強大動能。

雖然彈射器高效便捷，但研制耐高溫、高壓的儲氣罐和復(fù)雜的電磁系統(tǒng)十分困難，對一個國家工業(yè)制造水平要求很高。目前，世界上只有少數(shù)國家掌握這一尖端技術(shù)。

因此，并不是所有國家海軍航母都配備彈射器。沒有“彈力”加持，如何把動輒數(shù)十噸重的艦載機送上天？1972年冬天，正在觀看跳臺滑雪表演的英國皇家海軍中校道格·泰勒突發(fā)奇想：“滑雪運動員可以從跳臺邊緣滑躍彈出，艦載機能不能實現(xiàn)滑躍起飛呢？”

翌年，道格·泰勒提出滑躍起飛的概念。5年后，“海鷂”艦載機首次在英國“無敵”號航母的滑躍式甲板上實現(xiàn)滿載起飛。自此，滑躍式甲板成為很多國家航母的主流設(shè)計，并得到廣泛應(yīng)用。

此外，采用垂直起降方式的F-35B艦載機成為航母的另一種選項。垂直起降艦載機有著油耗大、作戰(zhàn)半徑小等弊端，但是在輕型航母作戰(zhàn)方面具有很高價值。

艦載機飛起來的問題解決了，那么如何讓艦載機實現(xiàn)穩(wěn)定降落呢？

在航母的各項作業(yè)流程中，艦載機著艦被視為最危險的一個環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計，80%的艦載機飛行事故發(fā)生在著艦階段。可靠的助降設(shè)備和攔阻裝置是保證艦載機著艦安全的關(guān)鍵。

當(dāng)艦載機高速飛向“母艦”時，航母上的光學(xué)助降系統(tǒng)會向艦載機發(fā)出引導(dǎo)光束，幫助飛行員判斷飛行姿態(tài)是否正確。經(jīng)過一系列復(fù)雜飛行操作后，艦載機將沖上甲板，用尾鉤勾住4條阻攔索中的一條，數(shù)秒鐘后減速至0。如果掛索失敗，飛行員會順勢復(fù)飛，再次嘗試著艦。緊急情況下，艦面工作人員會升起攔阻網(wǎng)，穩(wěn)穩(wěn)“兜”住艦載機，確保艦載機和航母的安全。

助降設(shè)備和攔阻裝置的研發(fā)，需要攻克機械、電氣和液壓等諸多技術(shù)難關(guān)，艦載機一起一降是國家工業(yè)實力的集中體現(xiàn)。印度首艘國產(chǎn)航母“維克蘭特”號于1999年立項，直至2022年1月才安裝好阻攔索開展起降試驗，其難度系數(shù)之高可見一斑。

人器合一“弓箭手”

進(jìn)入21世紀(jì)，越來越多軍事專家開始關(guān)注一個問題：艦載機與航母快速迭代升級，保障人員的能力素質(zhì)是否跟得上武器裝備的發(fā)展速度？

2021年11月，英國F-35B艦載機在“伊麗莎白女王”號航母上起飛時發(fā)生墜海事故。經(jīng)調(diào)查，事故原因是勤務(wù)人員未將進(jìn)氣道擋板取下，導(dǎo)致發(fā)動機進(jìn)氣量不足。

這一問題劍指現(xiàn)代化航母保障體系。武器裝備再先進(jìn)，人員依舊是戰(zhàn)斗力建設(shè)的關(guān)鍵因素。

挽弓當(dāng)挽強。為培養(yǎng)出駕馭艦載機的一流飛行員，潛心修煉至關(guān)重要。一般培養(yǎng)1名合格的艦載機飛行員需要經(jīng)過航空學(xué)校、補充訓(xùn)練中隊和作戰(zhàn)中隊3個階段的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，學(xué)員在數(shù)名艦載機教官的指導(dǎo)下通過著艦考核后，才可以登上航母“角斗場”。

此外，國外科研人員還研發(fā)出自動著艦技術(shù)，輔助艦載機飛行員更好更穩(wěn)地實現(xiàn)著艦。

在艦載機的騰飛之路上，同樣少不了艦面保障人員的陪伴。他們身著“七彩戰(zhàn)衣”，奮戰(zhàn)在不同的保障戰(zhàn)位，通過獨特的手勢和標(biāo)志來輔助艦載機的起降。這套艦面工作人員管理辦法名為“彩虹服裝系統(tǒng)”。2012年火爆網(wǎng)絡(luò)的我海軍遼寧艦“航母style”手勢，便是他們的杰作。

執(zhí)行艦載機起降任務(wù)期間，艦上噪聲高達(dá)140分貝，“彩虹戰(zhàn)士”可以通過這套管理系統(tǒng)進(jìn)行無障礙交流，讓世界上最繁忙的“移動機場”變得井然有序，有力保障艦載機在甲板上“騰轉(zhuǎn)挪移”。