這可能是全世界最貴的一根繩：艦載機著陸攔阻索

來自專欄 了不起的中國製造

出品｜ 網易新聞

作者｜ 涸轍之鮒，航空工程師

　　2018年4月12日，中央軍委在南海海域舉行隆重的海上閱兵，由48艘戰艦，76架戰機和1萬餘名官兵組成的海上閱兵編隊，展示了人民海軍強大的實力。其中，由中國自行研製的艦載機著陸攔阻索，是艦載機起飛著陸系統中重要的組成部分之一，也是艦載機能否成功降落在航母上的最重要保障。

　　今天我們就來介紹一下這種全世界最貴的「繩索」。

（一）艦載機是怎麼著艦的？

　　說到攔阻索，就不得不提艦載機在航母上著艦的流程，艦載機的著艦過程比陸基飛機要複雜得多，也危險得多：甲板的擾流因素會使艦載機的穩定性偏差，過短的著陸滑跑距離對飛機結構的性能和飛行員的反應能力有著更高的要求。這些危險因素催生出了一系列輔助降落設備和攔阻設備。

　　艦載機飛行員的著艦程序，有著相當嚴格的規定，通常情況下可以分為四個主要過程：

1、確認裝載重量，準備降落

　　艦載機以300節至350節（540－630公里每小時）的速度飛行到航空母艦尾部的著陸區域。然後在直線飛行過程中放下起落架，打開減速板並持續減速，確認艦載機的重量。在航空母艦上著陸要求艦載機（包括所載的燃油和彈藥）質量必須低於某一固定值，如果重量超過攔阻系統的允許範圍是不能進行著艦作業的。

　　艦橋上負責飛行指揮控制的工作人員，要確定艦載機尾鉤和起落架都已放下，光學助降系統準備完畢，才能引導艦載機以125節的速度和11度的攻角，進行著艦作業。

2、對準跑道中央，避免偏離

　　對中是指飛機前起落架對準跑道中央的過程。艦載機是通過航空母艦尾部的「對中標尺」來降低飛機降落過程中的偏心量和偏航量的。因為攔阻系統的糾偏能力並不是很大，過大的偏心量和偏航量會使飛機偏離跑道，撞上航母建築或者其他艦載機。

3、光學設備輔助，接近航母

　　艦載機接近航母的下降階段，必須嚴格遵守正確的下滑角，這就需要一個非常重要的光學助降設備——菲涅爾透鏡。

　　這個安裝在航母左舷中部、由五個方形燈箱組成的光學設備，能夠發出一種在特定角度才能觀察到的直線型光束，引導飛行員按照預定下滑航路接艦。

4、保持正確姿勢，安全著艦

　　艦載機主輪接觸航母飛行甲板，並減速靜止的過程稱之為艦載機的接艦過程。這一過程是整個著艦過程中危險係數最高的，也是發生事故最頻繁的過程。

　　在接艦過程中，飛行員要確保按照正確的著艦姿勢，並確保艦載機的尾鉤準確地鉤上攔阻索，並且此時發動機也必須達到起飛推力，以便在接艦失敗時進行復飛。

（二）有了攔阻系統，艦載機可以瞬間減速為0

　　作為目前世界上技術要求和技術含量最高的索具，說艦載機著陸時用到的攔阻索是全世界最貴的繩索應該沒有人反對。比如攔阻行程在340英尺的美國MK7型攔阻索，出售給盟友法國的價格約為150萬美元／條。

　　作為航母這種戰略武器上一個關鍵的組成系統，世界上能夠自行研製攔阻索的國家只有美國、俄羅斯和中國。

　　在遼寧艦交付之前，外媒也曾經斷定中國還沒有自行研製航母攔阻索的能力，俄羅斯也拒絕向中國出售艦載攔阻索和配套的攔阻設備，這也迫使中國科研工作者為我們的艦載機研製出了「生命之繩」。

　　其實能否有效地縮短艦載機在航母上的著陸距離，不僅僅取決於攔阻索，還要依靠由攔阻索、輪系和液壓阻尼系統組成的一整套完整的阻攔系統。

　　在航母著陸過程中，艦載機的尾鉤首先勾住攔阻系統中的攔阻索，重達20噸的飛機在慣性的作用下，拖曳著攔阻索向前行駛，有著緩衝吸能作用的輪系和液壓阻尼系統，在2到3秒的時間裡，能使時速接近300公里的艦載機減速為零。在飛機靜止之後，攔阻索能夠自動解脫下落和複位，重新恢復到工作狀態。

　　由於現代噴氣式艦載戰鬥機質量增大，對攔阻索的抗拉強度提出了很高的要求。同時，艦載機在緩衝減速的過程中，攔阻索要經受和航母甲板粗糙的特種鋼板之間產生的摩擦，要抗各種化學物品和海水的腐蝕，還需要有良好的柔韌性和耐腐蝕性。

（三）通過能量的相互轉化，攔阻系統可以周而復始地工作

　　攔阻系統由位於甲板上方的攔阻索和位於甲板下部的阻尼系統組成。攔阻索平鋪在航母的斜角甲板上，通常每艘航母上會布置3到4根攔阻索，安裝在板狀彈簧支撐下距離甲板30－50公分的距離。

　　攔阻索兩端通過固定在甲板上的升降滑輪和導向滑輪，最終連接到位於航母甲板下方的主液壓缸，由缸體、柱塞和定長沖跑系統組成的主液壓缸是耗散動能的主要部件。

　　當飛機降落尾鉤鉤上甲板上間隔布置的某一根攔阻索時，飛機在慣性的作用下拖曳著攔阻索向前行進，經過升降滑輪和導向滑輪拉動動滑輪組向著定滑輪組方向移動。活塞的移動迫使主液壓缸中的液壓油介質流經控制閥，驅動蓄能器活塞，最終將艦載機著陸時的巨大動能轉化為主液壓缸油液的壓力能和內能。

　　攔阻結束後，蓄能器中的油液釋放之前儲存的能量，通過複位閥門分別使動滑輪組、尾端緩衝活塞、滑輪緩衝系統複位，為下一次飛機的攔阻工作做好準備，這就是一個完整的攔阻作業周期。

（四）技術升級後，渦電攔阻系統可以精確控制艦載機著艦

　　隨著艦載戰鬥機質量增大和無人機的上艦，對攔阻系統所能承受的最大衝擊力和攔阻範圍提出了更高的要求。在控制技術和智能化，自動化水平不斷提高的背景下，渦電攔阻系統橫空出世。

　　相對於傳統的液壓攔阻系統，渦電攔阻系統具有結構簡單、重量輕、自動化水平高、精確控制能力強、能夠適用不同艦載機的重量和速度、減少艦載機著陸時對載荷的嚴苛要求等諸多優點。

　　渦電攔阻系統通過合成電纜和電機取代了原有的輪系和液壓耗能部件，能夠自動設置和調節張力峰值，精確控制艦載機尾鉤負載及艦載機在甲板上的停留位置。

　　這些先進技術的應用，不僅可以提高艦載機和攔阻索的壽命，還可以提高質量更大的艦載預警機和質量較小的艦載無人機的攔阻效果。

結語

　　隨著中國遠洋戰略的不斷推進，我們必須擁有一支強大的藍水海軍。作為航空母艦上艦載機著艦的關鍵系統，攔阻系統也決定著艦載機的戰鬥能力，我們期待著裝備國產先進攔阻系統的中國航母能夠在世界的大洋上劈波斬浪。

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編輯| 孫健航