F-35C艦載機著艦試驗分析與展望

田源 王月基 柳超

摘 要：隨著航空技術(shù)的高速發(fā)展，艦載機設(shè)計制造的技術(shù)集成度和復(fù)雜度不斷提高，與此同時，技術(shù)的可靠性和安全性也面臨新的挑戰(zhàn)，需要通過嚴密的試驗來發(fā)現(xiàn)。與陸基飛機不同，艦載機主要以航母為平臺遂行各項任務(wù)，其艦機適配能力直接影響戰(zhàn)斗力生成，因此列裝前要進行嚴格的艦機適配試驗。由于艦載機著艦面臨的難度和風險最大，著艦試驗便成為艦機適配試驗的核心環(huán)節(jié)。本文以美軍F-35C艦載機著艦試驗為例，分析了F-35C和“尼米茲”級航母的結(jié)構(gòu)特點，從地面試驗、陸基模擬著艦試驗和艦基實際著艦試驗三個方面分析了著艦試驗各階段的實施內(nèi)容和過程方法，結(jié)合艦載機著艦訓練實踐總結(jié)其主要做法和成功經(jīng)驗，并對未來艦載機著艦試驗的發(fā)展方向進行了展望，以期為我國開展同類試驗提供有益參考。

關(guān)鍵詞：艦載機； 著艦試驗； 艦機適配； 進近模式； F-35C

中圖分類號：V271.492 文獻標識碼：A DOI：10.19452/j.issn1007-5453.2023.04.001

艦載機是航母編隊戰(zhàn)斗力的核心，是執(zhí)行對海打擊、制空作戰(zhàn)、預(yù)警偵察、電子對抗等任務(wù)的主要力量。艦載機遂行作戰(zhàn)任務(wù)的基本前提是能夠在航母甲板上安全起降。由于海上環(huán)境的復(fù)雜性，艦載機起降歷來被認為是一項難度極高的任務(wù)，尤其是著艦過程，往往伴隨極大的風險挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計，艦載機飛行事故中，80%發(fā)生在著艦環(huán)節(jié)[1]，最近一次較為嚴重的事故是2022年1月發(fā)生在南海的F-35C墜機事故。為保證裝備可靠性，艦載機交付列裝前必須經(jīng)過嚴格的著艦試驗，從源頭入手最大限度降低安全風險。

艦載機著艦試驗的主要目的是驗證著艦過程中艦、機兩方面裝設(shè)備的協(xié)同能力。近年來，國內(nèi)外專家學者針對艦載機飛行試驗開展了一系列研究，A.David等[2]針對F-35B艦載機與英國“伊麗莎白女王”級航母的整合問題進行了總結(jié)，分析了艦載機垂直起降的策略方法。王擎宇等[3]從試驗體系的角度簡要梳理了F-35C艦載機艦機起降試驗的組成環(huán)節(jié)。王春暉等[4]從設(shè)計的角度提出F-35C艦載機與航母的適配性內(nèi)容體系和方法。郭潤兆、劉相春等[5-6]分析了艦載機與航母之間的約束接口關(guān)系，提出了較為完整的艦載機艦機適配性研究框架。張蓉等[7]針對艦載機艦載適用性試飛內(nèi)容籌劃、飛行人員的培訓和選拔等問題，從美、俄艦載機艦載適用性試飛，以及飛行員培訓的實際做法入手進行了總結(jié)。顏世偉等[8]綜合分析了EA-18G電子戰(zhàn)飛機在陸上和海上的試驗評估環(huán)境、試驗風險，以及試驗需要人員、物資等因素，制定了相應(yīng)的試驗方法和試驗評估內(nèi)容，并歸納總結(jié)了海上試驗需重點關(guān)注的問題。

目前，從國內(nèi)外研究情況來看，專門針對艦載機著艦試驗開展研究的文獻還比較少，且內(nèi)容上更加側(cè)重于框架、體系研究，對一些關(guān)鍵技術(shù)的試驗缺乏深入分析。為此，本文以美軍F-35C艦載機為例，重點對該機著艦試驗各階段的具體實施內(nèi)容和過程方法進行深入研究，結(jié)合艦載機著艦訓練實踐總結(jié)主要做法和成功經(jīng)驗，并對未來艦載機著艦試驗的發(fā)展方向進行展望，以期為我國開展同類試驗提供有益參考。

1 試驗平臺

美軍F-35C艦載機著艦試驗主要以F-35C艦載機和“尼米茲”級航母為平臺展開。美國海軍現(xiàn)役“尼米茲”級航母共10艘，此次試驗根據(jù)不同階段任務(wù)，分別由“尼米茲”號（CVN 68）、“德懷特·艾森豪威爾”號（CVN 69）和“喬治·華盛頓”號（CVN 73）具體承擔，通過實地試飛驗證F-35C艦載機著艦適配能力。

1.1 F-35C艦載機

F-35C是一款艦載多用途第五代戰(zhàn)斗機[9-13]，其機體結(jié)構(gòu)如圖1所示。它采用單座艙、單發(fā)動機設(shè)計，由普惠公司研制的F135發(fā)動機提供動力，最大可產(chǎn)生約178kN推力。該機具有良好的隱身性能，可全天候執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)，主要用于對地攻擊和制空作戰(zhàn)。與同系列的F-35A和F-35B相比，F(xiàn)-35C的基本結(jié)構(gòu)并無太大區(qū)別，但為適應(yīng)艦載起降的特殊要求，采用了一些專門設(shè)計并加強了內(nèi)部結(jié)構(gòu)。例如，F(xiàn)-35C擁有更大的機翼面積、更大的全動式水平尾翼，增加了操縱面尺寸，在機翼外翼段后緣增加了副翼，這些改進有助于提高艦載機低速狀態(tài)下的操縱性，實現(xiàn)航母進場精確控制、精準著艦。此外，F(xiàn)-35C還采用了艦載機典型的可折疊機翼，以減少艦載機駐留甲板時所占用的甲板空間，并采用了內(nèi)埋式可收放尾鉤。F-35C全機共有11個武器掛點，其中4個位于內(nèi)部，7個位于外部，可搭配使用先進中程空空導(dǎo)彈和空對地武器。

F-35C艦載機主要采用了三種進近控制技術(shù)，分別是手動模式、進場動力補償（APC）模式和增量軌跡（DP）模式[14-18]。其中，手動模式為：當飛行員截獲下滑道后，通過操縱駕駛桿和油門桿，使艦載機保持固定的下滑角、俯仰角、速度和下沉率，即采用等角下滑的方式直至觸艦。這種模式的缺點是對飛行員的操縱技術(shù)要求很高。APC模式的主要特點是通過引入動力補償系統(tǒng)，對發(fā)動機推力進行控制，實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)艦載機進場時的速度和高度，提高下滑軌跡的精度，保持飛機的低速穩(wěn)定性。而在DP模式下，當著艦過程中縱向桿偏離中心位置時，軌跡會進行相應(yīng)的修正；而當縱向桿處于中心位置時，飛控系統(tǒng)會根據(jù)下滑角和航母航速計算出著艦的基準軌跡，并控制飛機沿基準軌跡飛行，減輕飛行員操縱負擔。

1.2 “尼米茲”級航母

F-35C的設(shè)計初衷就是與“尼米茲”級航空母艦[19-22]兼容，并獲得作戰(zhàn)支持，因此著艦試驗主要在“尼米茲”級航母上完成?！澳崦灼潯奔壓侥讣装寤窘Y(jié)構(gòu)如圖2所示。甲板長約332m，寬76.8m，滿載排水量約10×10t。該型航母采用斜角飛行甲板結(jié)構(gòu)，甲板長約240m，傾斜角為9°。采用這種結(jié)構(gòu)便于多架艦載機同時開展起降作業(yè)，互不干擾。甲板配備4個C-13蒸汽彈射器、4個Mk7攔阻裝置以及1套菲涅爾透鏡光學助降系統(tǒng)。甲板下設(shè)1個機庫，甲板兩舷配備了4部升降機，其中3部位于右舷，1部位于靠近艦尾的左舷，艦載機通過升降機完成機庫與甲板間的調(diào)運。

2 試驗分析

在試驗平臺的基礎(chǔ)上開展F-35C艦載機著艦試驗，具體實施過程中，遵循艦機適配試驗的固有方法，按照由地面到空中、由陸基到艦基的順序開展，有層次、有側(cè)重地穩(wěn)步推進。

2.1 地面試驗

地面試驗主要是指在地面條件下測試艦載機的結(jié)構(gòu)性能，以及地面環(huán)境模擬部分飛行狀態(tài)下的特性。通過試驗獲取必要的數(shù)據(jù)來驗證機體結(jié)構(gòu)、強度等設(shè)計指標，從而盡可能前移風險點，排除安全隱患，為空中試飛創(chuàng)造良好條件。

2.1.1 靜態(tài)載荷試驗

在試驗環(huán)境下按照極限工況對機身、機翼、水平尾翼、垂直尾翼施加壓力，以評估限制載荷和極限載荷下飛機的結(jié)構(gòu)強度。例如，對于F-35C水平尾翼，試驗中被施加了超過150%限制過載，如圖3所示。試驗結(jié)果表明其結(jié)構(gòu)的可靠性，為拓寬過載包線提供了可能[23-24]。

2.1.2 耐久性試驗

該試驗主要考察各類飛行條件下飛機結(jié)構(gòu)本身對于抵抗破裂以及疲勞開裂等方面的能力。由于飛行中產(chǎn)生的機動載荷、抖動載荷對機身損害較大，F(xiàn)-35C耐久性試驗采用專用試驗平臺循環(huán)施加機動載荷、抖動載荷的方式，模擬實際飛行1000h所承受的機體損傷。通過反復(fù)試驗，確保F-35C能夠達到8000飛行小時的疲勞壽命[24-25]。此外，還針對其承擔的航母彈射起飛和阻攔掛索任務(wù)開展了專項循環(huán)載荷試驗。

2.1.3 落震試驗

該試驗的主要目的：一是檢驗F-35C艦載機功能和結(jié)構(gòu)設(shè)計是否滿足航母著艦要求；二是收集試驗載荷和飛機響應(yīng)數(shù)據(jù)，對后續(xù)實際飛行中的性能表現(xiàn)做出預(yù)測。落震試驗環(huán)境如圖4所示。試驗中F-35C艦載機從接近2.5m高空墜落，同時附帶俯仰角8.8°、滾轉(zhuǎn)角2°等不同姿態(tài)[26-29]。通過試驗，測量了最大下沉速度時起落架載荷及對機體響應(yīng)情況，驗證了艦載機著艦高過載條件下起落架收放功能、武器彈艙開閉情況、燃油箱密封情況等。

2.2 陸基模擬著艦

F-35C艦載機陸基模擬著艦參照艦基實際著艦設(shè)置相關(guān)條件，其著艦下滑示意圖如圖5所示。

2.2.1 高下沉率試驗

艦載機著艦過程中，下沉率是需關(guān)注的一個重要因素。過高的下沉率可能造成機體和飛行員承受較大的過載，進而影響飛行安全[30-32]。因此，著艦試驗期間要著重摸清高下沉率條件下艦載機的狀態(tài)表現(xiàn)。根據(jù)著艦姿態(tài)的不同，具體可細分為標準俯仰姿態(tài)、機頭向上姿態(tài)，以及機頭向下姿態(tài)下的高下沉率著艦試驗。

（1） 標準俯仰姿態(tài)高下沉率

試驗?zāi)繕耸窃跇藴矢┭鲎藨B(tài)下以不小于6.4m/s的下沉率完成著艦。這項測試需要完成三次以上并且至少有一次阻攔掛索，使主起落架達到最大壓縮載荷的75%以上。試驗期間每個飛行日都要以3.5°下滑角開始，在確保飛機、儀表和攔阻裝置正常運行后，下滑角以0.5°增量遞增，當增加到5.0°時，下滑角增量減少為0.25°，直到完成任務(wù)[33]。

（2） 機頭向上高下沉率

試驗?zāi)繕耸窃诟哂跇藴矢┭鼋?.2°，也就是飛機處于高俯仰姿態(tài)下，實現(xiàn)不小于6.4m/s的下沉率[33]。試驗方法與標準俯仰姿態(tài)情況類似。通常情況下艦載機著艦要保持恒定的迎角，而根據(jù)試驗要求，下滑角度會逐步遞增，造成艦載機俯仰姿態(tài)不斷變小。所以，為了達到所需的高俯仰姿態(tài)，飛行員會增大迎角飛行，隨著迎角增加，艦載機空速相應(yīng)減小，空速減小意味著下沉速度降低，偏離了試驗?zāi)繕艘?。為達到既定的下沉率，通?？刹捎玫姆椒ㄊ钦{(diào)整艦載機著艦時的風向。在陸基模擬著艦環(huán)境下，由于著艦跑道固定，因此調(diào)整風向的方法是選擇滿足理想自然風條件的時段開展試驗。對于機頭向上高下沉著艦，最優(yōu)條件是無風或順風，這樣可以使艦載機在目標俯仰姿態(tài)所需的迎角下飛行，達到要求的下沉率，同時不影響飛行員視場，不增加安全風險。

（3） 機頭向下高下沉率

試驗?zāi)繕耸窃谛∮跇藴矢┭鼋?.5°，也就是飛機處于機頭向下的姿態(tài)，達到不低于6.4m/s的下沉率。試驗同樣受甲板風的影響，但與機頭向上高下沉率試驗情況有所不同。隨著下滑道角度的增大，艦載機俯仰角會對應(yīng)減小，但可能仍然達不到預(yù)期的機頭向下姿態(tài)。為了進一步減小俯仰角，就需要減小迎角。隨著迎角減小，空速會增加。當迎角減小到一定程度時，空速過高，甚至會高于最大嚙合速度，影響安全。解決方法是根據(jù)氣象條件，選擇理想自然風時段，利用逆風完成試驗，理想著艦?zāi)骘L大小是2.5～ 5.0m/s[33]。

高下沉率試驗采用了DP進近模式，這樣無論飛行員技術(shù)水平或環(huán)境條件如何，都能保證試驗結(jié)果的一致性和可重復(fù)性。DP模式是一種非常重要和實用的著艦操縱模式，這種模式下能夠提高試驗效率，可避免由于天氣等因素而造成的延誤。

2.2.2 滾轉(zhuǎn)與偏航試驗

艦載機著艦過程中，坡度和航向是需要經(jīng)常調(diào)整修正的飛行參數(shù)，直接影響艦載機的安全著艦，因此在試驗過程中需對滾轉(zhuǎn)和偏航情況進行實踐驗證。

（1） 滾轉(zhuǎn)試驗

滾轉(zhuǎn)試驗是為了模擬飛行員對中偏差修正慢，或是航母在海況影響下橫搖運動，還可模擬飛機產(chǎn)生輕微抖動或姿態(tài)不穩(wěn)定，具體包括帶左坡度和右坡度飛行。試驗?zāi)繕耸桥炤d機保持在6°坡度下，達到不小于5.2m/s的下沉率[33]，帶坡度攔阻試驗如圖6所示。

為了實現(xiàn)帶坡度阻攔，飛行員將人為飛出1.5～3.0m對中偏差，偏差方向與坡度方向相反（比如帶右坡度時對中偏左），具體偏差量取決于側(cè)風的方向和大小。當艦載機處于下滑道適當高度時，著艦指揮官通過無線電發(fā)出“調(diào)整坡度”的指令，飛行員收到指令后將調(diào)整并保持所需的飛機傾斜角度。其間著艦指揮官與飛行員要共同把控安全。這其中需要注意的問題是，如果飛行員過早加入坡度，容易造成機身縱軸與跑道中線的偏差過大，飛機觸地時速度矢量偏向跑道一側(cè)，影響安全；此外，還需考慮飛機的滾轉(zhuǎn)響應(yīng)需要一定時間，為了達到目標坡度，一般飛行員的輸入操縱會超過預(yù)期，然后再回調(diào)，但應(yīng)避免因超調(diào)造成試驗失效。

（2） 偏航試驗

試驗?zāi)繕耸桥炤d機保持固定偏航角（大于5°）的情況下，達到不小于5.2m/s的下沉率。試驗中著艦指揮官在適當時機通過無線電發(fā)出“偏航”指令，飛行員操縱方向舵偏轉(zhuǎn)，調(diào)整飛機到距跑道中心線橫向偏移約1.5m的位置，偏移方向根據(jù)風向確定，這樣在側(cè)風中進行試驗可限制由偏航引起的橫向漂移[33-35]。安全方面需要注意的問題是，如果著艦指揮官或飛行員過早控制艦載機偏航，飛機與跑道中線的偏差容易過大，飛機在觸地時的方向矢量會偏向跑道一側(cè)，造成安全隱患。

（3） 滾轉(zhuǎn)、偏航復(fù)合試驗

除設(shè)置了滾轉(zhuǎn)、偏航單一要素偏差外，還要進行二者間的復(fù)合偏差試驗，包括滾轉(zhuǎn)、偏航同向試驗和反向試驗。同向試驗的目標是實現(xiàn)下沉率不小于5.2m/s，并且飛機的滾轉(zhuǎn)和偏航在同一方向上，滾轉(zhuǎn)角和偏航角都不小于5°[33]。反向試驗即飛機的滾轉(zhuǎn)和偏航方向相反，其余參數(shù)要求與同向試驗一致。試驗在側(cè)風下進行，一方面可以限制速度矢量的橫向分量；另一方面便于設(shè)置偏航角。與滾轉(zhuǎn)和偏航單要素試驗類似，飛行員需要為著艦時可能出現(xiàn)的跑道偏離做好準備，防止掛索失敗。

試驗采用DP模式。飛行員利用先進的控制率和輔助設(shè)備來保持恒定的下沉率，能夠?qū)⒆⒁饬南禄辣３稚限D(zhuǎn)移。采用DP模式進行滾轉(zhuǎn)試驗時，艦載機在觸地前能夠較準確地設(shè)置坡度，幾乎不需要橫向操縱桿輸入；進行偏航試驗時，方向舵的偏轉(zhuǎn)幾乎不影響飛機的滾轉(zhuǎn)角，這樣便于飛行員飛出極限參數(shù)。

2.2.3 最大嚙合速度試驗

艦載機最大嚙合速度受尾鉤載荷、攔阻裝置、下沉速度等多方面限制，著艦掛索時一旦超過最大嚙合速度，則因無法完成阻攔必須復(fù)飛，甚至危及飛行安全[36-37]。最大嚙合速度在機型設(shè)計制造階段已經(jīng)確定，但仍需通過實地試飛進行驗證。

（1） 正常狀態(tài)最大嚙合速度

試驗?zāi)繕耸抢米畲髧Ш纤俣戎炈脭?shù)據(jù)，測量并驗證尾鉤軸向載荷的設(shè)計極限。為了評估載荷，飛機要在標準進近迎角下，從大約300m的高度下降，以不低于5.2m/s的下沉速度完成攔阻[33]，并評估尾鉤過載，之后按照目標速度進行下一次攔阻。當艦載機尾鉤達到最大縱向載荷限制，并且觸艦點位置在距跑道中心線橫線偏移1.5m范圍內(nèi)時，試驗完成。其間如果艦載機或攔阻裝置損壞，則停止試驗。

（2） 偏心狀態(tài)最大嚙合速度

為得到更加全面的試驗數(shù)據(jù)，除正常狀態(tài)下的試驗外，還需要對阻攔索左右兩側(cè)掛索位置進行測試，也就是偏心狀態(tài)下的最大嚙合速度試驗，偏心距依次設(shè)置為3m、4.5m和5.5m[33]。進入5.5m最大偏心距后，逐漸增加嚙合速度，直到達到尾鉤限制載荷或攔阻裝置極限。

2.2.4 空中掛索試驗

試驗?zāi)繕耸鞘骨捌鹇浼艹惺芨咻d荷，同時尾鉤達到不少于85%的限制載荷[33]。試驗方法是飛行員在快要接近甲板時做出一個機頭向上俯仰機動，使尾鉤在主起落架觸地前掛索，這種類型的著艦也被稱為“空中掛索”?！翱罩袙焖鳌彼查g，艦載機機頭迅速下俯，前起落架觸地時載荷達到峰值。實際上從F-35C的幾何形狀來看，在最優(yōu)進近迎角下，主起落架輪胎底部低于尾鉤掛索位置，著艦時主起落架先于尾鉤接觸甲板，因此發(fā)生空中掛索的可能性較低。

為便于達成目標，試驗采用了最低安全下滑角2.25°，艦載機保持迎角15°飛行。這種情況下，尾鉤和主起落架觸地點在同一個水平面上。在較高迎角下開展試驗，也會帶來一定難度，例如，飛行員修正下滑位置偏高時，向前的縱向輸入會導(dǎo)致迎角和俯仰角快速減小，尾鉤位置抬高，下沉率增大，不利于實現(xiàn)空中掛索；相反，當修正下滑位置偏低時，向后的縱向輸入會導(dǎo)致迎角和俯仰姿態(tài)增加，尾鉤位置降低，可能造成飛機在回到理想下滑道之前就已經(jīng)觸地，導(dǎo)致掛索失敗。此外，在較高的迎角下飛行會限制飛行員前方視野，這些因素結(jié)合在一起，大大增加了試驗難度。

2.3 艦基實際著艦

通過一系列陸基試驗，可初步了解艦載機在陸基環(huán)境中的飛行品質(zhì)。當陸基條件下機體結(jié)構(gòu)、飛行質(zhì)量和性能達到預(yù)期時，就可以進入艦基試驗。

2.3.1 艦基試驗過程

艦基試驗從2014年11月至2016年8月分階段開展，歷時兩年多完成，其間共開展了三個航段的試驗任務(wù)。

（1） 首輪海試

首輪海試于2014年11月在圣地亞哥外海實施，為期兩周。試驗?zāi)康氖窃u估F-35C艦載機與飛行甲板作業(yè)的一體化程度，從而進一步確定該型機航母作戰(zhàn)參數(shù)。來自馬里蘭州帕圖克森特河海軍航空站的兩架F-35C艦載機參與試驗，在“尼米茲”號（CVN 68）航母上共完成124次攔阻掛索[38]，如圖7所示。2014年11月13日，F(xiàn)-35C艦載機完成了首次夜間著艦。試驗完成了全部計劃測試點，F(xiàn)-35C的卓越性能也得到充分展示。

（2） 第二輪海試

第二輪海試于2015年10月在遠離維吉尼亞海岸的海上實施，兩架來自第23打擊測試與評估中隊的F-35C艦載機在“德懷特· 艾森豪威爾”號航母上進行著艦試驗，共完成66次攔阻著艦[39]，如圖8所示。試驗中兩架艦載機還掛載了GBU-31、聯(lián)合制導(dǎo)攻擊武器JDAM以及AIM-120先進中距空空導(dǎo)彈，這也增大了艦載機的著艦重量（質(zhì)量）。試驗中的一個重點是高著艦?zāi)骘L環(huán)境下艦載機著艦狀態(tài)，其間甲板著艦作業(yè)區(qū)風速大約在40kn（74.08km/h）。在既定的試驗環(huán)境下，艦載機表現(xiàn)出了良好的操控性能。

（3） 第三輪海試

第三輪海試于2016年8月在遠離維吉尼亞海岸的海上實施，F(xiàn)-35C艦載機在“喬治·華盛頓”號航母上開展著艦試驗，如圖9所示。這也是F-35C艦載機列裝前的最后一次海試飛行。本輪試驗旨在通過不同掛載下的飛行、滿掛載飛行、不同著艦操縱模式下飛行、不同側(cè)風下的飛行等多種途徑，盡可能擴大飛行包線[40]。此外，還測試了聯(lián)合精密進近著艦系統(tǒng)的可用性。

2.3.2 操縱品質(zhì)評估

為了評估艦載機操縱品質(zhì)，試驗期間試飛員會有意設(shè)置下滑道和對中偏差，并嘗試不同空速下的進近著艦。前期主要以單一偏差為主，如起始高度高或?qū)χ衅蟮?。在對起始偏差進行評估后，試飛員會將偏差保持到中間段，并在接近段進行修正。如果在接近段期間沒有完成正確修正，著艦指揮官將會命令飛行員復(fù)飛。在評估了單一偏差后進行復(fù)合偏差試驗，如下滑位置偏低、低空速、高坡度等多個要素的組合。由于艦載機著艦會受環(huán)境影響，特別是受甲板風的影響顯著，試驗根據(jù)著艦時的逆風大小，分別設(shè)置了低風速（8～10m/s）、理想風速（10～15m/s）、中等風速（15～20m/s）和高風速（18～20m/s）等不同等級[33]，通過不同典型環(huán)境下的試驗，使裝備性能得到充分驗證。

艦基試驗期間，手動模式、APC和DP三種進近控制模式均得到了檢驗。這三種進近模式都表現(xiàn)出一級操縱品質(zhì)，但DP模式仍是首選，因為在操縱品質(zhì)上，不僅能夠達到預(yù)期性能，而且減少了飛行員的工作量。其中部分參數(shù)指標在試驗后進行了改進，例如，在最初的試驗計劃中要求，F(xiàn)-35C進近著艦時后緣襟翼設(shè)置為30°，試驗中發(fā)現(xiàn)當后緣襟翼設(shè)置為15°時，配合DP模式，下滑道修正和保持更容易[33]。通過改進飛機操縱品質(zhì)，減少飛行員工作量，使尾鉤觸艦點離散度降低，從而增加了掛索成功的概率。DP優(yōu)勢是減少了訓練條件限制，增加了安全邊際和操縱能力。由于其一級操縱品質(zhì)、飛行員工作量減少、觸艦點分散度小，在后續(xù)利用F-35C艦載機開展航母認證過程中，飛行員也都成功地使用了這項技術(shù)，認證期間艦載機均能夠降落在甲板上的理想位置。較高的著艦成功率有助于提高艦載機的回收效率，可靠的回收效率為艦載機下一次出動爭取了更多時間，進而將會提高其作戰(zhàn)能力。

3 總結(jié)與展望

艦載機著艦試驗是一項涉及多領(lǐng)域多學科的專業(yè)化工作，它將飛行品質(zhì)、飛機性能、機體載荷等理論相結(jié)合，采用系統(tǒng)方法評估飛機在著艦過程中與航母的適配能力。本文從試驗平臺的基本結(jié)構(gòu)特點出發(fā)，按照實施流程對地面試驗、陸基模擬著艦試驗和艦基著艦試驗等方面進行了分析，相關(guān)經(jīng)驗做法可對后續(xù)同類試驗的開展形成以下啟示：

（1） 一體化設(shè)計為試驗的順利實施提供了重要保證。F-35C是一款集多種前沿技術(shù)于一體的艦載第五代戰(zhàn)斗機，在機體結(jié)構(gòu)、進近著艦操縱、機載設(shè)備集成等方面采用了諸多先進設(shè)計，因此其著艦試驗具有更高的難度和復(fù)雜度，需從頂層設(shè)計出發(fā)做好體系規(guī)劃。在美軍F-35C艦載機著艦試驗中，試驗團隊依據(jù)《聯(lián)合合同規(guī)范》[6]等文件要求進行體系設(shè)計，緊貼任務(wù)目標進行整體規(guī)劃，實現(xiàn)試驗內(nèi)容有重點、測試項目全覆蓋，充分驗證著艦飛行中涉及的所有功能要求，為艦載機融入航母戰(zhàn)斗編隊打下堅實基礎(chǔ)。

（2） 科學的實施方法為試驗的安全高效開展提供了有力支撐。由于艦載機有著特殊的作業(yè)環(huán)境，其較陸基飛機著陸面臨更大的風險。試驗堅持由易到難、循序漸進的原則，從地面到空中、從陸基到艦基、從單點到多點，逐步驗證了著艦下滑涉及的空速、下沉率、迎角、滾轉(zhuǎn)、偏航等各個要素及其關(guān)聯(lián)關(guān)系，通過試驗科目間重復(fù)性、交叉性驗證，準確摸清新裝備技術(shù)狀態(tài)，最大限度規(guī)避安全風險。

（3） 敢于嘗試的態(tài)度為摸清裝備性能邊界開辟了廣闊道路。武器裝備試驗不同于日常戰(zhàn)備訓練操作，需對裝備的各項技術(shù)戰(zhàn)術(shù)指標進行全方位檢驗，因此不僅要試驗常規(guī)狀態(tài)，還要涉及各類特殊情況、極限狀態(tài)。按照這一要求，試驗團隊開展了不同飛行姿態(tài)、不同操縱模式、不同環(huán)境、不同偏差下著艦等多種類別試驗。通過大量嘗試，人為創(chuàng)造極限條件，探明裝備特性，對可改進的性能點及時反饋優(yōu)化，確保裝備質(zhì)量滿足要求。

（4） 服務(wù)實戰(zhàn)實訓的原則為試驗的開展提供了明確的目標指向。著艦試驗的最終目的是服務(wù)于艦載機作戰(zhàn)能力提升。試驗中為提高艦載機著艦成功率，嘗試了諸如DP進近模式的新技術(shù)，減輕了飛行員的操縱負擔，同時使著艦精準度大大提高，而高回收效率為艦載機再次出動爭取了更多的時間，使飛行員能夠?qū)⒏嗟木劢褂谧鲬?zhàn)能力提升，對戰(zhàn)斗力發(fā)展起到促進作用。

通過對F-35C艦載機著艦試驗的深入分析可以看出，該領(lǐng)域研究已取得一定成果。但結(jié)合技術(shù)發(fā)展及當前實際，在艦載機著艦試驗領(lǐng)域仍有許多問題有待深入研究。為此，在上述研究基礎(chǔ)上，我們對下一步艦載機著艦試驗的開展情況進行了一些展望：

（1） 基于全自動著艦系統(tǒng)的著艦試驗。AWALS從艦、機兩個方面進行關(guān)鍵技術(shù)突破，使艦載機在無須飛行員干預(yù)的情況下完成著艦，可大幅減輕飛行員操縱負擔，也可為無人機著艦提供技術(shù)保障。AWALS是當前艦載機著艦技術(shù)的研究熱點，也是未來的重要發(fā)展方向。從公開發(fā)表的文獻中可以看到，美軍已掌握全自動著艦技術(shù)，并進行了軍事應(yīng)用，但目前針對全自動模式下艦載機著艦試驗的研究還缺少細節(jié)描述，今后我們將結(jié)合AWALS發(fā)展情況進行深入研究。

（2） 特種飛機的著艦試驗。特種飛機是以預(yù)警機、偵察機、干擾機和反潛機為代表的一類大型空中平臺，在信息化戰(zhàn)爭中發(fā)揮著重要作用。目前在艦載戰(zhàn)斗機的著艦方面的研究相對成熟，世界各航母國家均掌握了著艦技術(shù)，但在特種飛機著艦方面的發(fā)展還比較滯后，如何構(gòu)建完善的特種飛機著艦試驗體系，加快特種飛機與航母的融合進程，是當前和今后一個時期我們需要重點解決的一個問題。

（3） 復(fù)雜氣象條件下的著艦試驗。當前艦載機著艦試驗的開展主要在常規(guī)條件下進行，而在實際執(zhí)行任務(wù)期間，艦載機面臨的是復(fù)雜多變的海洋環(huán)境，低能見度、高海況、高甲板風等復(fù)雜氣象條件給艦載機著艦帶來嚴峻挑戰(zhàn)。從作戰(zhàn)運用上看，復(fù)雜條件下艦載機自身的著艦?zāi)芰σ约芭c航母之間的協(xié)同配合能力更具實戰(zhàn)意義，因此這也將是今后的一個研究重點。

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Analysis and Prospect of the F-35C Carrier Landing Test

Tian Yuan， Wang Yueji， Liu Chao

Naval Aviation University， Yantai 264001， China

Abstract： With the rapid development of aviation technology， the technical integration and complexity of the design and manufacture of carrier-based aircraft are constantly improving. Meanwhile， technical reliability and security of equipment is facing new challenges， so rigorous test is needed. Unlike the land-based aircraft， the carrier-based aircraft performs tasks based on aircraft carrier， and the carrier suitability directly affected the generation of combat ability. Therefore， a new type of aircraft must be strictly tested before being equipped and the performance basis of aircraft should be fully checked to ensure the quality of equipment. Since carrier landing is much more difficult and faces higher risk， it becomes a core process of carrier suitability test. First， this paper analyzes the structure characteristics of F-35C and Nimitz class aircraft carrier. Then it analyzes the content and process of the carrier landing test from the aspects of ground test， land-base and carrier-base. Finally， it summarizes the practice and experience of the test， and the prospects of carrier landing test are given. It will provide a useful reference for similar experiments of our next generation carrier-based aircraft in the future.

Key Words： carrier-based aircraft； carrier landing test； carrier suitability； approach modes； F-35C