艦載機安全著艦問題探討

汪夢西　蔡暢　馬野　孫濤

摘 要：艦載機著艦過程是艦載機/航空母艦系統(tǒng)運行過程中最重要的一個階段，也是事故發(fā)生最高的一個階段，文章詳細分析了艦載機安全著艦訓練過程和艦載機著艦技術(shù)要求特點，是對航母裝備技術(shù)發(fā)展和艦載機飛行員訓練的有益探索。

關(guān)鍵詞：艦載機；安全著艦；技術(shù)

艦載機是以航空母艦為基地的作戰(zhàn)機種，是航母的主要作戰(zhàn)力量，它的安全運用是發(fā)揮航母綜合作戰(zhàn)平臺和超強?？展シ滥芰Φ奈镔|(zhì)基礎(chǔ)。艦載飛機的起飛和著艦，尤其艦載飛機的著艦技術(shù)是航空母艦/艦載飛機技術(shù)中最大的難點。海上的自然環(huán)境比陸地復雜和惡劣，飛機在航空母艦上著艦時存在比較大的外界干擾（如大氣紊流、甲板風及航空母艦擾流等）。根據(jù)國外的統(tǒng)計資料顯示，艦載機事故中，80%出現(xiàn)在降落階段[1]。因此，細致分析艦載機降落的各個環(huán)節(jié)，找到制約艦載機安全著艦的相關(guān)因素，并提出相應的解決辦法和途徑，對指導我國航母的發(fā)展將發(fā)揮出巨大作用。

艦載飛機安全著艦的核心問題是：在飛行環(huán)境比較惡劣的條件下，艦載飛機要安全、準確、迅速地降落在一個空間狹窄、同時又是浮動（有時甚至是劇烈搖晃）的航母甲板上[2]。解決這一問題的關(guān)鍵就是飛行員和艦載機指揮人員密切配合，在著艦過程中能夠?qū)︼w機的速度、姿態(tài)和軌跡進行精確的控制。當前艦載機安全著艦問題探討的文獻資料非常有限，在這些可查閱的資料中，更多的是從流體力學方面對艦載機著艦時周圍的氣動場進行分析，對航母的六自由度運動和攔阻索的受力進行分析，而對制約艦載機安全著艦的人的因素的分析則幾乎沒有見諸文獻。論文試圖從設備、流程、環(huán)境、人的因素等多方面探討艦載機安全著艦的要求，為我國航母系統(tǒng)的安全高效運用提供參考，下面對安全著艦艦載機飛行員和指揮人員訓練過程和艦載機著艦過程技術(shù)要求兩個方面對這一問題實施探討。

1 安全著艦訓練過程探討

艦載機飛行員的訓練大都從陸地模擬甲板開始，熟練后才能到真航母的甲板上練習，這也是艦載機安全著艦的關(guān)鍵，實現(xiàn)由陸到海的過渡，才能為航空母艦源源不斷的培訓合格的艦載機飛行員，航空母艦才能擁有真正的戰(zhàn)斗力。

其陸上訓練分為幾個階段：首先是模擬器訓練，二是初級飛行訓練，三是利用螺旋槳飛機進行基礎(chǔ)和高級飛行訓練，四是利用噴氣機進行基礎(chǔ)/高級飛行訓練，最后是利用陸上甲板系統(tǒng)模擬在航母上起落、夜航、空戰(zhàn)、攻擊等科目。只有通過了全訓的飛行員，才能上艦進行海上飛行訓練。

其中，在初級訓練階段，學員要在渦輪螺旋槳飛機和飛行模擬器上訓練100小時以上，學會基本飛行技巧、夜間飛行、編隊飛行以及特技飛行。然后依成績、表現(xiàn)以及個人意愿分配至不同機型進行專項訓練。

目前，按照美國海軍培養(yǎng)艦載機飛行員的程序，通過陸上模擬起降考核的飛行員，首先要用T-45教練機在航母上進行初步訓練，再使用雙座戰(zhàn)斗教練機練習實際起降。通常，普通戰(zhàn)斗機飛行員要通過500-600小時的飛行訓練才能執(zhí)行戰(zhàn)斗任務，而艦載機飛行員不僅要完成這些基本內(nèi)容，還需要克服航母起降的種種困難，訓練時間遠長于此。

在這些訓練過程中，假設云高低于三百米，這時，需采用戰(zhàn)爭模式建立多層航線，我們選取J-15作為模型，它的飛行高度參照F/A-18C的飛行高度610米。加入著艦航線后，減速至125節(jié)，采用矢量推力技術(shù)后，按照J-10的最小參考飛行速度是90節(jié)，接受菲涅爾光學透鏡的引導，假設著艦LSO經(jīng)驗豐富，可忽略其誤差作用，同時，因為采用矢量推力技術(shù)，著艦距離可縮短40%以上，那么，相應的縱向著艦誤差也可假設縮短40%以上，按照全天候自動著艦引導系統(tǒng)的縱向著艦誤差±13米來推算，J-15的縱向著艦誤差可縮短至5米左右，攔阻索縱向跨度約50米，間距15米以下，可百分百成功著艦。假設J-15采用高性能計算機和矢量推力技術(shù)結(jié)合，按照美國X-31的實驗數(shù)據(jù)，可在60厘米高度機動，那么著艦成功率進一步保證。

通過對艦載機著艦訓練事故的分析及成熟艦載機飛行員的測試分析，艦載機著艦制約因素最大的是飛行員的心理因素，在該人機閉環(huán)系統(tǒng)中，提高自動著艦系統(tǒng)的著艦精度，增強艦載機飛行員對儀表的信任度，切斷人機閉環(huán)系統(tǒng)中人（飛行員）的輸入，對保證艦載機著艦的安全有非常重要的影響。

2 艦載機和航母適配性問題分析

艦載機必須滿足和適應航空母艦的工作環(huán)境、自然環(huán)境和作戰(zhàn)環(huán)境，當然也就需解決艦載飛機與航空母艦環(huán)境的適配性問題。通過對美軍航母系統(tǒng)和艦載飛機技術(shù)發(fā)展史的研究，發(fā)現(xiàn)適配性問題的解決需具備以下幾方面的條件。

2.1 航母具有良好的適合相應艦載機降落的特性，主要表現(xiàn)在航母的飛行甲板必須有一定的寬度和長度，艦載機著艦甲板可用長度比陸上機場的跑道要短得多，一般僅僅相當于陸地機場跑道的十分之一，而且艦載機甲板處于運動狀態(tài)，這就要求甲板上影響艦載機起降的指揮塔、飛行控制室、航海室、雷達和通信天線等障礙物要盡量要少，而且要求航母航向（即相對于優(yōu)勢風）和前進速度必須有一定的穩(wěn)定性。

2.2 艦載機必須具有較好的起降特性和良好的操縱特性，對路基戰(zhàn)斗機和航母艦載機的要求有很大的差別，一般在設計和建造艦載機時，氣動布局、增升裝置以及主動控制技術(shù)、高推重比、操縱性能好的發(fā)動機等技術(shù)性能是需要重點考慮的因素，這些特性為艦載機著艦過程中降低著艦速度，實現(xiàn)等角直線下滑等要求提供了基礎(chǔ)。

2.3 艦上指揮系統(tǒng)和菲涅耳透鏡光學助降系統(tǒng)等著艦輔助系統(tǒng)是艦載飛機穩(wěn)定安全起降的重要條件，這些系統(tǒng)為飛行員快速調(diào)整飛機姿態(tài)、穩(wěn)定有效掛住阻攔索和降落失效之后快速復飛提供信號支持。

2.4 艦載機飛行員的素質(zhì)過硬是艦載機安全起降的最重要的因素之一，一般飛行員只需要在陸地上駕機起飛而艦載機飛行員是需要在復雜的大洋環(huán)境下完成正常起降。要求更高，好比航母而言，即使目前世界上最大的航母，在飛行員降落時可看見的大小只有郵票大小，可見其對飛行員要求。而且大洋上的軍艦不是靜止不動的，一般都在運動和顛覆，所以艦載機飛行員素質(zhì)和技術(shù)遠遠高于一般飛行員，而且培養(yǎng)成本更高。根據(jù)美國的經(jīng)驗是一般航母的艦長需要艦載機飛行員出身，可見艦載機飛行員的重要性。

2.5 通過不斷改進機體及艦上輔助著艦設備為艦載機的安全快速起降提供條件。單純依靠傳統(tǒng)的改進飛機的總體、氣動設計技術(shù)以及飛行員的人工操縱已經(jīng)越來越難以完成艦載機的精確著艦，通過應用新技術(shù)改進艦載機性能是提高起降穩(wěn)定性的主要方向，現(xiàn)在廣泛使用和研究的用于艦載飛機的新技術(shù)和新設備包括：進場功率補償器（APC）、高-低光束發(fā)送器、電子下滑指示器（EGS）、數(shù)據(jù)鏈順序顯示器等。通過進場功率補償器自動調(diào)節(jié)油門，控制飛機進場速度以保持其恒定值來自動調(diào)節(jié)飛機進場時的速度和高度。最近開始投入使用的數(shù)據(jù)鏈顯示器是為艦載機自動著艦的助降設備，由一部精密跟蹤雷達和一臺計算機組成，跟蹤雷達輸出的是飛機距離、航跡角和方位角，計算機將它們從球面坐標轉(zhuǎn)換到直角坐標，并將坐標原點移至所希望的著艦點。計算機算出豎向及橫向誤差，并通過數(shù)據(jù)鏈方式傳給飛機，由飛機上的數(shù)據(jù)鏈終端解譯這些誤差信號。

3 結(jié)束語

艦載機著艦技術(shù)國外應用多年，新型著艦技術(shù)更為艦載機安全著艦提供了更高層次的保障，文章總結(jié)了國外艦載機著艦過程正在使用的一些必備技術(shù)和技術(shù)應用的基本過程，對航母系統(tǒng)裝備技術(shù)發(fā)展和艦載機飛行員訓練有很大幫助。

參考文獻

[1]王云福.艦載機著艦技術(shù)縱論[J].兵器，2004.2.

[2]李玉龍.艦載機攔阻著艦結(jié)構(gòu)動力分析及計算機仿真.碩士學位論文[D].西北工業(yè)大學，2003.5.

[3]王鵬，新一代航母全艦訓練.美國航母進展.2004.

第一作者簡介：汪夢西（1992，7-），女，河北保定市，學歷：本科，研究方向：艦炮。