战斗机降落航母时其实有红绿灯
降落,是航母体系所有运作能力的基础和核心。今天咱们就简单说说光学助降系统。
话说咱们驾驶着舰载机,在高空中看到了一片树叶,第六感告诉我们那就是我们的下一站:航母。这个时候舰桥上负责飞行指挥控制的工作人员,要确定舰载机尾钩和起落架都已放下,光学助降系统准备完毕,才能引导舰载机进行着舰作业。
这个安装在航母左舷中部、由五个方形灯箱组成的光学设备,就是光学助降设备——菲涅尔透镜,这个类似于“红绿灯”的装置能够发出一种在特定角度才能观察到的直线型光束,引导飞行员按照预定下滑航路接舰。舰载机接近航母的下降阶段,必须严格遵守正确的下滑角。
话说这个类似于“舞台灯光”的光学助降设备有多大作用呢,给大家看一个对比图,大家就明白了:
1981年“尼米兹”号的一次重大事故,就是一架EA-6B夜间进场后因降落过程中出现偏差,一头撞进F-14机群里面,引起大火,结果损失和报废将近20架飞机。
菲涅尔助降系统设在航母中部左舷的一个自稳平台上,以保证其光束不受舰体左右摇摆的影响,下面可以看清菲涅尔助降系统在美军航母上的位置:
这个规则估计对于“直观学机械”微信公众号的绝大部分读者是没有用处的,但是我知道你们肯定好奇,咱们就说一下它是如何给飞行员传递信号的。
1952年,英国海军军官古德哈特拿出了一件法宝——光学凹面镜助降系统。说起来也挺巧,某天他在办公室看到了女秘书,对着镜子涂抹口红,他突然意识到,如果在航母上安装一面“镜子”,是不是可以解决喷气式战机降落的难题呢?于是就诞生了大名鼎鼎的凹面镜助降系统,它主要由许多白色灯泡组成,在凹面镜的边缘加装准绿色基准线,然后驾驶员驾驶飞机保持白光视平线对准绿色基准线,完成降落。凹面镜也可以通过调整,以适应不同种类的飞机所需要的不同入场角度。
后来,军事技术人员又研制出一种称为“菲涅尔”的透镜光学助降装置。由于航母飞行甲板与机场相比过短和过窄,因此飞机着舰点必须非常准确。若太靠前,飞机会冲出甲板掉入大海;若太过后,飞机又可能与航空母舰的艉部相撞。真可谓前不得,后不得,旦有毫厘之差就可能酿成大祸。
它由4组灯光组成,主要是中央竖排的5个分段的灯箱,通过菲涅尔透镜发出5层光束,光束与降落跑道平行,和海平面保持一定角度,形成5层坡面。
每段光束层高在舰载机进入下滑道的入口处(距航母0.75海里)为6.6米,正中段为橙色光束,向上、向下分别转为黄色和红色光束,正中段灯箱两侧有水平的绿色基准定光灯。
当舰载机高度和下滑角正确时,飞行员可以看到橙色光球正处于绿色基准灯的中央,保持此角度就可以准确下滑着舰。
如飞行员看到的是黄色光球且处于绿色基准灯之上,就要降低高度;如看到红色光球且处于绿色基准灯之下,那就要马上升高,否则就会撞在航母尾柱端面或降到尾后大海中。
在中央灯箱左右各竖排着一组红色闪光灯,如果不允许舰载机着舰,它发出闪光,此时绿色基准灯和中央灯箱均关闭,告诉飞行员停止下降立即复飞,因此被称为“复飞灯”。复飞灯上有一组绿灯,叫做切断灯,它打开即是允许进入下滑的信号。
夜间降落就相当危险,可以说是与死神为伍,但夜间降落也是航母是否具备战斗力的要素之一。
舰载机夜间着舰时,机舱外什么都看不到,因此主要凭借机舱仪表显示的信息进场着舰,这个时候飞行员要充分相信仪表。
除了菲尼尔透镜助降,还有激光助降系统,上方色块代表下滑路,下方代表甲板对中光路:
还有一种是仪表着陆系统(ILS)模式,在仪表着陆系统(ILS)模式下,舰载机离航母1200米时,若能见度良好,飞行员可以看到光学助降系统的提示的话,飞行员则可根据菲涅尔光学助降系统的提示进行着舰。这种夜间着舰引导是最常用的一种。
而随着技术的发展,航母上又出现了全天候电子助降系统、助降雷达,并在飞机上安装了相应的终端。
当飞机准备着舰的时候,飞机的信息会进入航母指挥室里的着舰窗。航母上的雷达就会捕捉到准备着舰的飞机的所有飞行参数,包括速度、高度、下滑角度和曲线等。然后航母上的雷达和无线电信息,就会算出航母的行进速度、海浪的颠簸程度,马上得出飞机着舰的下滑角、下滑曲线等数据,再传回至准备着舰的飞机上。
而美国的全天候自动着舰系统(ACLS)理论上可以使舰载机在无需飞行员操控的情况下进行全天候盲降。大概原理是:舰上的精确跟踪雷达首先测算出舰载机的位置和下滑信息,并消除舰体摇摆的影响,计算出一条理想的下滑轨迹。
然后航母将下滑轨迹发送至空中的机载接收设备,该设备与飞机控制系统耦合,可根据实时传输的数据控制飞机调整姿态和油门,最终降落在甲板上。
前美国海军飞行员JimHORNIT Campisi(有250次以上的着舰经历)谈一次难忘的着舰:
第一次夜间着舰很难描述,你在一片如黑色天鹅绒的真空中下降,紧张地尽可能快的锁定下滑道和肉球(chen:美军对freinier光学辅助着舰系统的俗称)。那种精神与技术的高度集中的程度很多人永远都不会体会。你所注意的就是如果你的调整超过了一次或俩次,你就没有机会再去作了,结束了(或者你死了)。不一会,我关掉发动机,肾上腺似乎要花费几分钟才能消失,我的腿抖的厉害以致于不能爬出机舱。但是天哪。。。那是一种什么样的满足感:你操纵着30000磅东西降落在海浪中的700英尺(210米)长的光滑钢板上。你操纵你的机器完成了所有飞行中最具挑战性的动作。
对于舰载机飞行员来说,每次起降都是一次生死考验。相比其他飞行员,舰载机飞行员堪称精英中的精英,无愧“空中骄子”这个称号。
[2]军武次位面:中国再添“空中骄子”!舰载机飞行员的培养到底是有多难?
[3]侯知健:中国航母可在短期内提升战斗力:用激光照射飞行员眼睛,辅助降落
[4]中国军视网:揭秘航母甲板上最重要的装置:它与飞行员的生命紧紧“锁”在一起
[6]科大烽火:现代航母全靠英国的三大发明:斜角甲板,光学助降和蒸汽弹射器
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