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两种起飞方式的发展潜力
就发展的眼光看,未来航母将要采用电磁弹射器。这种弹射器的弹射过载波动很小,弹射行程不受蒸汽弹射器蒸汽管道的限制,可以一直延伸到机库的上方,据说可以增加到105米以上,因此可以进一步降低弹射起飞的过载,或者增加起飞重量。从发展的眼光看,电磁弹射器将会克服弹射起飞存在着的费用高、维修麻烦等缺陷,在技术层面上让人产生“革命”的感觉。
就弹射起飞本身而言,适当采用一些措施就可以增加舰载机离舰重量。英国上世纪的F_4舰载机适当增加了前起落架高度,让弹射离舰的机体有一个比较有利的机翼迎角,就能克服弹射器功率不足的缺陷。英国早期的舰载攻击机“掠夺者”在弹射方式上与其他同时期的舰载机不同,它把弹射索挂在机体重心稍下方两侧处,利用机尾的一根限制索使机首抬起,使机翼在起飞前就能保持一个非常有利的机翼迎角,并使机首在弹射过程中一直保持昂起,这种起飞方式使该机起飞重量增加13%左右。法国海军探索了前起落架突仲技术,该技术可以使前起落架在弹射力消失时突然伸长,不但能使飞机以较佳迎角离舰,而且还能使飞机获得一个上仰角速度,克服这个上仰角速度,就必须反向偏转水平尾翼,这意味着尾翼在飞机离舰瞬间也能产生相当于主翼15%的升力,该技术也能增加起飞重量和提高安全性。
饿罗斯舰载机主要是通过提高推重比、降低离舰速度来提高飞机的起飞推重比。对于苏·33和“米格”-29K来说,都在提高发动机功率上下了很大功夫,专门设置了“应急推力”。“米格”-29K的RD-33最大推力是8300千克,在此基础上增加到9.4吨的总应急推力,这是一种“吃”发动机负荷储备的做法,再提高可以说是没有希望了。除非是换装新型发动机,但也存在着一个单位面积推力指标的限制,而未来发动机的高推重比又是依靠减少结构重量、提高部件的效率,先进的结构设计和高性能的材料来实现的,这意味着“米格”-29K使用的RD一33发动机推力不会再增加多少了。
降低滑跃起飞舰载机的离舰速度是确保起飞重量最主要的砝码,这方面的潜力已经不大了。“米格”-29K轻载起飞离舰速度巳降低到145千米,小时,速度有没有可能进一步降低呢?空气动力与速度的平方成正比,速度的进一步降低意味着升力的急剧下降!如果要是重载,则起飞离舰速度必须增大才行,一篇关于“米格”·29K的文章中与22400千克起飞重量对应的离舰速度是195千米,小时。如果弹射起飞也采用降低起飞速度的方法来增加起飞重量,则由于速度基数很大,起飞重量会增长的相当显著。近年来由于强调返航时携载未用完弹药着舰的要求,舰载机的降落翼载荷有降低的趋势,苏-33已经走完这一步,而采用弹射起飞的舰载机则正好通过增加机翼面积来降低翼载荷。早期一些舰载机为改善降落的安全性,采用从发动机中引出压力气体向翼面吹气的办法提高机翼升力,增加重量较少,也不会影响气动外形,但这种方法只适合降落时使用,起飞时引气会降低推力13%左右,往往是得不偿失,因此在起飞时是不会打开吹气管道的。
从苏一33的研制过程看,依靠降低离舰速度来提高起飞重量的做法基本上已经山穷水尽,剩下的唯一途径是采用矢量推力装置。矢量推力可以进一步降低飞机的失速速度,同时大幅度改善滑跃起飞的安全性,但为防止飞机滑离跃飞甲板时机尾与甲板边缘发生碰撞,速度的降低幅度会非常有限。如果仅是利用矢量推力改善低速性能,则对增加起飞重量作用不大。从实用的角度看,利用矢量推力瞬间增加飞机离舰后的迎角,使发动机的推力分量更多地来支撑飞机,则有可能在离舰速度不变的情况下增加起飞时的重量,关键是如何避免机尾与甲板边缘发生碰撞。可行的办法是利用推力矢量使飞机在离舰瞬间及时适当低头,以便能让机尾抬开,让开甲板边缘,然后在整个飞机飞离甲板后马上抬头,使机翼迎角增加。现代战斗机推重比高,当飞行迎角增大到一定值后,发动机的推力就可以承担相当大的一部分机身重量,有可能在离舰速度不增加也不减少的情况下增加飞机的起飞重量,只是要求推力喷管能快速偏转,就看技术上能不能实现。
有人建议可以把弹射起飞用轨道导向的优点引用到滑跃起飞中,可以让舰载机沿着轨道进入滑跑加速,然后冲上滑跃甲板起飞。由于有轨道的限制,舰载机就是沿着甲板边缘滑跑也不要紧,这样一来舰载机起飞所需要的滑行宽度就可得到控制,海况适应能力也就可以与弹射起飞相媲美了。专供舰载机滑跑导向的轨道截面尺寸相当小,因此在甲板上不像弹射器那样受到极大的限制,在安装位置选择上有更大的灵活性。“库兹涅佐夫”号航母如果采用滑轨导向,现有的起飞线就有可能向外侧移动一段距离,这样就可以避开阻拦索滑轮,使起飞点再往后移上20多米,这就为增加起飞重量创造了条件。不要小看这20米,最少可使苏-33增加起飞重量500千克。从英国多次修改产生的航母方案看,在长起飞线上可以布置2到3个起飞点。网上一些军迷基本提出了4到6个起飞点,这样在短时间内的起飞速度有可能棒沂弹射耗飞.考虑到增加起飞点时在甲板上安装挡焰板和制动器比较麻烦,再加上多起飞点会影响到甲板上的总体作业效率,因此后来的英国航母好象对增加起飞点不太感兴趣,仍然采用的是2个,这一点在俄罗斯为印度改装的“戈尔什科夫”号航母飞行甲板设计上也可看出来。印度自己设计的中型航母把降落区与起飞跑道设计成×形,只有1条跑道2个起飞点,除了要提供最大距离的跑道外,满足总体上的作业效率是原因之一,对中小型航母来说,搭载的飞机数量不多,滑跃起飞线路少对战斗力的影响不大。
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