阻拦索是航母的专利?其实不然,国外有的军用陆地机场,也安装有备用阻拦索,以便在紧急情况下,如战时机场被摧毁、跑道长度不够时,能让着陆的战机尽快停下。
与航母不同,陆地机场通常会在跑道中间设置一根阻拦索。国外研究发现,只要战机的降落点在这根阻拦索的前方,不论距离远还是近,一般都能滑行至阻拦索处,成功挂索。
既然一根阻拦索就能搞定舰载机降落,那么现代航母为什么要装备3根或4根阻拦索呢?
二战时期,不少航母就有多根阻拦索。太平洋战争中,埃塞克斯级航空母舰竟装备了多达9根阻拦索。当时,螺旋桨舰载机采用的是后三点式起落架。着舰时,两个前主轮撞击甲板形成的反冲力会使机头抬起,导致飞机时常跳起,尾钩“闪过”阻拦索。另一个原因是,20世纪50年代以前的航母采用的是全通式飞行甲板。前部供飞机起飞、停放,后部是飞机降落区。着舰时,飞机必须在阻拦区停下来,否则就会撞到停在前方的飞机。
考虑到这些因素,当时的航母不得不装备较多的阻拦索,甚至还设有3-5道阻拦网,确保飞机顺利着舰。
1952年,英国人发明了斜角甲板,巧妙地分离了飞机的起飞、降落和停放区。这样不仅飞机起飞、降落互不干扰,而且飞机降落时也不易发生碰撞,即使一次降落不成,飞机仍可复飞。之后,新一代喷气式舰载机出现,这种舰载机采用了前三点式起落架设计,并装有防止弹跳发生的液压阻尼装置,弹跳现象再也没有发生。正因如此,现代航母,挂索概率与阻拦索根数没有直接关系,阻拦索也减少到3根或4根。
现代航母,挂索概率主要与阻拦索对应的着舰区面积有关。航母的着舰甲板一般只有200多米长,阻拦索将其一分为二,前半部分用于着舰,后半部分用于制动。
按照国外有关部门统计,舰载机挂住航母4道阻拦索的概率约95%,还有5%的概率挂不住阻拦索。为什么挂不上?这是因为降落点超出了着舰区。如果把最后一根阻拦索向后推移,使着舰距离变长,挂索概率就能提高。然而,现代航母却没有这么设计,这又是为什么呢?
我们知道,舰载机降落是一个减速缓冲的过程,这期间尾钩要承受巨大的力。美军舰载机尾钩承受力的最大值是4.5倍飞机重力加速度,俄军舰载机则是5倍飞机重力加速度。
舰载机着舰如同刹车,尾钩就像刹车片。急刹时,制动距离短,舰载机能更快地停下来。然而,尾钩却要承受更大的力,甚至超出极限值,导致事故发生。为了加大阻拦索的制动距离,最后一根阻拦索才不能单纯为了追求挂索概率而无限制地向后推移。
至于采用多根而不是一根阻拦索,则是为了兼顾挂索概率和制动距离。
第一根阻拦索离舰艉最近,舰载机着舰距离最短,制动距离最长,最后一根索则恰好相反,中间1根或2根阻拦索处于折中位置。多根阻拦索配合工作,既能使舰载机尽早完成挂索,减少机体损伤,又能保证着舰成功率。
此外,从冗余度看,万一舰载机着舰时哪一道阻拦索突发故障,只需取消这条故障阻拦索即可。而只有一条阻拦索,如发生故障,飞机将无法实现着舰。
上图:我国舰载机歼-15着舰时的挂索瞬间。张付华摄