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美海军在未来航母发展过程中曾收集到国内各种设计单位、研究公司和军迷提出的方案200多种,其中一种方案设计的很有特色,在飞行作业上特别符合“物流”规律,据说美国海军曾对此方案非常感兴趣。该方案最大特点是采用了低埋首和在两舷设置了起飞甲板,采用低埋首的理由有两点:一是这样可以减少侧面投影有利于隐身,二是能节省舰首的结构重量,很显然这样的设计能提供的甲板长度有限,不适合采用滑跃起飞,弹射起飞则不受影响,未来航母的设计将更多地注重隐身性能,弹射器的意义也就更加突出。
就是搭载垂,短战斗机的航母也有必要采用弹射器。“鹞”问世后,西方曾提出袖珍航母概念,最初的设计是让这种飞机垂直起降,但他们马上就意识到“鹞”只有滑跃起飞才能达到可用的起飞重量,但袖珍航母不能提供足够的滑跑距离。这样一来弹射器就不可缺少了。有趣的是,英国人最近公布的CVF方案称将把未来航母设计成“最完美的”海上作战平台,舰载机采用的是F一35B。
使用滑跃甲板也有几点优势,比如可以增加航母的利用空间,“库兹涅佐夫”号滑跃甲板的曲率半径大致为290米,上翘段长度约为60米,最高处约高出主飞行甲板63米。从这个尺寸可以计算出“库兹涅佐夫”号的滑跃甲板至少可以为航母增加2000立方米的可用空间,航母上面需要的人员多,居住空间相当狭窄,这多出豹4000多立方米就可以增加居住空间,只是这个部位不太适合居住和作他用。另外滑跃甲板的重量是分散的,不像弹射器是集中的,需要额外加强,这也为舰体的设计简化带来好处。滑跃起飞航母在进行起飞作业时,不像弹射起飞需要10多个甲板人员,也可以节省掉弹射器的修理使用人员。
需要指出的是,在两种起飞方式对比中,几乎都是用美国大型航母上的重型弹射器重量和体积来说明问题,c一13系列的弹射器功率实际上是按起飞40吨飞机的标准设计的,采用的是双储汽罐和双汽缸的结构,小型航母起降的舰载机起飞重量都比较小,功率可以确定在20吨左右,这意味着利用单罐和单汽缸就能满足需要,弹射器盖板重量和尺寸也减少一半多的,总重量可降低到200吨左右。对于蒸汽弹射器而言,其重量和功率有很大关系,功率下降一半,重量有可能降低2/3左右,如果要起飞们吨以下的飞机整个装置重量有可能降低到60吨左右,如果是四五吨的无人机,则可低至十几吨。
起飞方式上的战术差异
也许是弹射起飞存在着舰载机进入弹射起飞阵位、升起挡焰板、把机体联接到弹射器上等过程,人们普遍认为滑跃起飞的机群起飞速度要快于弹射起飞。得出这样的结论显然是对两种起飞方式缺乏足够的了解。滑跃起飞过程看似比弹射起飞要简单的多,只需飞机对准滑跑线,加大推力即可起飞,然而,实际情况并不完全是这样。苏-33和“米格”一29K从“库”舰上起飞时的过程和弹射起飞基本上差不多,照样得进入专门供起飞使用的“弹射”阵位,同样得升起挡焰板。和弹射起飞一样,苏-33和“米格”-29K也同样得有个制动的步骤,就是升起制动轮挡。这个装置平时与甲板平齐,舰载机起飞时用来挡住主机轮,以使飞机在发动机推力未达到最大时仍然保持静止。让发动机达到最大功率需要时间,为了减少大功率对发动机的伤害,通常是先让发动机在额定功率运转一段时间,然后再进一步加大至最大功率,待发动机功率工作稳定后才能松开制动装置进入滑跃。从苏一33的起飞视频看,当该机从短跑道上起飞时,从小功率到最大功率需要近5秒的时间,如果是用“应急推力”则还得再增加3秒多。而采用前轮拖曳弹射起飞的舰载机将弹射钩挂在弹射滑块上只不过是1、2秒钟。由于有弹射器助推,因此在许多情况下可以用平常推力就足够了,这就可以节省掉提高发动机功率所需要的时间。
有文章认为美国航母的4部弹射器由于存在着飞机离舰时的气流相互干扰,不可能同时进行弹射,而下一轮由于飞机要进入弹射阵位速度就会显著地慢下来。其实这些情况在“只有一个起飞口”的滑跃起飞航母上更为严重。从美国航母飞行作业时的视频可以看出,飞机起飞最短间隔只有1、2秒,这是因为4部弹射器之间有间距,并且有方向上的错开。而滑跃起飞的飞机都从一个跃飞区域离舰,气流干扰是不可避免的。英国“海鹞”在已经顺序摆好的情况下,可以15秒的间隔起飞,这意味着15秒后才能使后起飞的飞机避开先起飞的飞机产生的尾流。按美国人的说法,他们的航母最快可以在1分钟内弹射8架舰载机,如果在已经摆好4架的情况下,则可以在同样的时间内起飞12架。从理论上分析这种可能性还是相当保守的,实际上“尼米兹”级上的弹射器已经达到了30秒就能放飞一架舰载机的程度(美国最新的C一13改型已经达到20秒就能弹射的工作频率,当然还要看舰载机是否能在这个时间内完成与弹射器的联接),加上避开尾流所需要的延迟(考虑到每部弹射器的间隔距离,可以采用1、3、2,4的弹射顺序,这个时间可以缩短到3秒以下),完全可以达到1分钟起飞8架的速度!
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