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從殲15艦載機突破夜間起降,看我國艦載機起降技術

殲15艦載機自從2012年11月22日在遼寧號航母上著艦開始, 中國就開啟了航母時代, 隨著時間的退役, 殲15艦載機不斷展示出強大的攻擊力, 但是國外的質疑聲就一直不斷, 其中一個最重要的理由就是, 殲15一直不能夜間降落, 作戰能力就缺失了很大一塊, 而現代戰爭, 夜戰是優先選項, 利用黑夜和人的生理疲倦, 對敵人發動猛攻是軍事家百試不爽的靈丹妙藥。


殲15戰鬥機, 中國版本的蘇33, 體重更輕, 電子設備更好, 導彈更強

當然, 回擊質疑聲最重要的是動作, 最近官方媒體公佈了殲15夜間起降視頻, 所有懷疑殲15不能夜間著艦的懷疑全部死亡。


殲15夜間起飛


殲15夜間降落, 可以看出, 海面風平浪靜

從艦載機的起降技術來看, 分為四種難度, 一個是白天風平浪靜, 一個是白天高海情, 還有就是夜間低海情, 夜間高海情, 一個個臺階逐級推進。

作為一個成熟的航母戰鬥機機群, 必須要掌握在白天和黑夜的高海情下起降, 殲15這一次起降, 從背景來看, 接近拂曉, 有一定的天光, 從海面波浪判斷, 基本風平浪靜。

不論如何, 距離世界冠軍美國隊只有一步之遙, 就是夜間高海情降落。

艦載機著艦和普通飛機著陸有啥不同?

簡單回答就是, 艦載機著艦的跑道, 長度只有普通機場的十分之一, 而且, 跑道還上下浮沉, 前後左右搖擺不定, 要安全起降難度很大。


航母雖然有10萬噸, 但是跑道就200多米長, 完全不夠看

普通陸地飛行員, 跑道降落點偏差縱向都在30米以上, 而艦載機著艦偏差最大只有12米, 多偏一點就要出事, 要麼撞到海裡, 要麼掛不上鉤子。


航母看著很大, 實際上飛行員著艦點就是很小一個長條, 坑死人吧

從上面看好像好像很大, 換個飛行員的角度來看就完全不同了。


就是那麼一個小點點, 動作稍微大點, 那就飛了

下面, 我們從技術層面分析一下艦載機為啥難降落。

現代中重型航母均採用斜直兩段式飛行甲板, 。 起飛甲板設在艦前部, 約70~100米。 著艦的斜甲板設在主甲板左側, 與航母艦尾中心線成6-13度。 斜甲板長220-270米, 寬27-30米。 垂直於斜甲板中心線設有3—4根攔阻索, 它們自甲板尾端50米處開始向艦艏方向每隔14米設置一根,

高約50釐米。

故艦載飛機必須著陸在相當於陸基飛機1/10長的跑道上, 飛機尾鉤必須準確勾住攔阻索, 使動能被緩衝器吸收後滑跑幾十米後停下。 另外, 若飛機著艦前尾鉤不能放下, 或燃油耗盡不能複飛等意外情況需迫降時, 一般在攔阻索後架設攔機網, 飛機沖上網後, 連機帶網沖出40m-50m後停下。


重型航母甲板佈置圖

而起降環境很惡劣很糟糕, 艦載機為了減小著艦時與航母甲板的相對速度, 需降落在以30節典型速度逆風行駛的航母上, 加之海浪和海湧的作用, 艦體將作三自由度偏擺及垂直起伏(簡單點說就是:搖頭擺尾上下聳動, 韓國舞臺表演常見), 從而導致飛機的預期降落點捉摸不定,

在三維空間到處跑動。

飛機著艦時除了受常規大氣紊流的隨機擾動外, 還受到由於艦行駛時在艦尾所形成的雄雞尾式的誘發氣流以及甲板俯仰所導致的空氣尾流的擾動, 若不加修正, 僅雄雞尾流一項即可導致約39米的縱向著艦誤差。


航母艦橋是指揮航行和飛行必須, 但是也帶來了巨大的尾流干擾, 飛行員很難操縱

而且, 遼寧號航母上翹的起飛甲板, 同樣也帶來了氣流干擾, 相比艦橋巨大尺寸的干擾, 效果弱一些, 美國就有飛行員提出, 能不能完全取消艦橋, 讓我們輕鬆飛, 放心的飛, 安全的飛?


這就是艦載機飛行員理想的航母設計, 艦橋小到不能再小, 幾乎完全沒干擾

實際上, 取消了艦橋, 指揮官要跳腳要罷工,

但是飛行員的要求也不能完全無視, 所以在這種取消和保留的拉鋸戰中, 艦橋尺寸在一點點的縮小, 這也是航母設計先進性的一個標準, 我國的002號航母山東號, 艦橋就比遼寧號小一些。

從飛行員的角度來說, 起飛很輕鬆, 著艦很費勁, 最早降落為了提高成功率, 使用了菲涅爾透鏡光學助降系統的人工著艦, 我國遼寧號也採用了這種設備, 但是燈光受氣象影響大(大霧, 下雨等等), 著艦成功率不高。


我國航母艦載機著艦引導現階段也採用菲涅爾透鏡光學助降系統

保證全天候作戰, 所以科學家給航母艦載機開發了一套自動著艦系統, 提高著艦成功率, 自動著艦系統使用雷達和電腦系統輔助。

原理是當飛機進入雷達截獲視窗後, 雷達不斷地跟蹤飛機,得到飛機相對雷達的精確位置,與此同時將穩定平臺所測得的甲板運動資訊送入電腦,經資料處理(艦體運動補償),消除艦的橫滾俯仰、航向及起伏的影響,從而獲得飛機在三維空間坐標系中的精確位置。

將飛機慣性空間中的座標資訊與存儲於艦載電腦中的優化後的理想軌跡進行比較,由此產生指令資訊,讓飛機依照設定號的理想軌跡進行飛行,安全著艦,這個過程中,飛行員無需任何操縱,都是電腦系統自己幹活。

這一套系統,美國航母在50年前的F4時代就開發出來,但是美國艦載機飛行員還是喜歡手動著艦,原因就是教官一句話:你可以做選擇,你自己的命掌握在自己手裡還是電腦手裡?

我國在殲15上艦後就開發了自動著艦系統,實際應用估計為時不遠了,更安全更快捷,當然這個就像自駕和手動,自駕功能再強,也要人肉做備份。


中國艦載機自動著艦功能實現也為時不遠了

自動著艦保證了飛機能無視天氣,無視海情高精度著陸,是歷史潮流,未來無人機上艦同樣需要自動著艦功能。

雷達不斷地跟蹤飛機,得到飛機相對雷達的精確位置,與此同時將穩定平臺所測得的甲板運動資訊送入電腦,經資料處理(艦體運動補償),消除艦的橫滾俯仰、航向及起伏的影響,從而獲得飛機在三維空間坐標系中的精確位置。

將飛機慣性空間中的座標資訊與存儲於艦載電腦中的優化後的理想軌跡進行比較,由此產生指令資訊,讓飛機依照設定號的理想軌跡進行飛行,安全著艦,這個過程中,飛行員無需任何操縱,都是電腦系統自己幹活。

這一套系統,美國航母在50年前的F4時代就開發出來,但是美國艦載機飛行員還是喜歡手動著艦,原因就是教官一句話:你可以做選擇,你自己的命掌握在自己手裡還是電腦手裡?

我國在殲15上艦後就開發了自動著艦系統,實際應用估計為時不遠了,更安全更快捷,當然這個就像自駕和手動,自駕功能再強,也要人肉做備份。


中國艦載機自動著艦功能實現也為時不遠了

自動著艦保證了飛機能無視天氣,無視海情高精度著陸,是歷史潮流,未來無人機上艦同樣需要自動著艦功能。

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