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艦載機
來源:互聯網

艦載機(carrier plane),是指由航空母艦搭載和使用的飛機,主要的作戰使命包括空中攔截,攻擊海上和陸地目標,奪取戰區制空權和制海權,為己方艦艇編隊護航,執行反潛、電子戰、空中預警、偵查巡邏等多種任務。

艦載機最早可追溯到1910年11月14日,美國飛行員首次在巡洋艦上駕機起飛成功,次年1月,他又成功實現著艦。于是,各國便紛紛開始對原有艦船進行改裝,以搭載飛機進行作戰。1915年,英國海軍使用艦載飛機首次空投魚雷,擊沉土耳其海軍供應船。兩年后,其又首創艦載機對陸上目標攻擊紀錄。

艦載機按用途分類,主要包括艦載戰斗/攻擊機、艦載反潛機、艦載預警機、艦載專用電子戰飛機、艦載偵察機、艦載加油機和艦載運輸機等。其中,艦載戰斗/攻擊機是航空母艦,艦載航空聯隊的核心組成部分。同時,艦載機也是航空母艦編隊的主要作戰力量。隨著制導武器、雷達和信息系統在艦載機上的應用,艦載機作戰能力飛躍發展,已成為大國海軍裝備體系中不可或缺的組成部分,也是現代戰爭的重要突擊力量。

發展歷程

艦載機成形

艦載機最早可以追溯到1910年11月14日,美國飛行員E.B.伊利從“伯明翰”號巡洋艦上首次駕機起飛,1911年1月18日又完成在賓夕法尼亞號巡洋艦上著艦試驗。這兩次試驗的成功,激發了西方強國將飛機用于海戰的興趣。此后,美國、英國、日本等對原有艦船進行改裝,以便搭載飛機。不過當時的飛機性能較差,只是用于作戰的支援保障,執行海上偵察、巡邏和火炮打擊校準等任務。

第一次世界大戰

第一次世界大戰中,艦載機還主要用于海上偵察、巡邏和反潛。1915年8月,在達達尼爾海峽戰役中,英國海軍從航母上起飛了一架“肖特”184式水上飛機,首次空投魚雷襲擊,擊沉土耳其海軍供應船1艘;1917年至1918年7月,英國海軍從“暴怒”號航母上,起飛7架“駱駝”式飛機,襲擊德軍飛艇基地,首創艦載機對陸上目標攻擊紀錄。

第一次世界大戰結束后,英國建成了第一艘可起降飛機的航空母艦,當時所搭載的艦載機是由陸基飛機改裝的。艦載機得到快速發展是在二戰前和二戰期間,無論是艦載機的技術還是數量,都有很大的進步和提。

第二次世界大戰

第二次世界大戰中,艦載機在塔蘭托、珍珠港、珊瑚海、中途島等多次海戰中發揮了重要作用,改變了傳統的海戰樣式。空中轟炸和空投魚雷逐步替代了傳統的艦炮互射,確立了艦載機在海軍裝備中的地位。這時的艦載機均為采用活塞發動機的螺旋槳式飛機。

1940年4月13日,英國一艘航母的艦載機擊沉一艘德國“柯尼斯堡”號輕巡洋艦,創造了航母艦載機第一次擊沉大型戰艦的歷史。同年11月9日,英國20余架飛機從兩艘航母上起飛,突襲意大利塔蘭托海軍基地。在6個半小時的戰斗中就擊沉擊傷了3艘戰列艦、2艘巡洋艦、2艘輔船,并擊毀了1個水上機場和油庫,而英軍僅損失2架飛機。

在太平洋戰爭中,由于日美海軍勢均力敵,各自都有航母艦載機,所以導致兩國海軍長時間的太平洋激戰,從而使航母艦載機一躍成為艦隊主力和對陸攻擊的主要突擊兵力,并第一次取代戰列艦主宰海洋戰場。

1941年12月7日,日本以6艘航母、423架艦載機、24艘大中型艦艇和3艘潛艇組成海上聯合艦隊,偷襲美國珍珠港海軍基地,一個半小時就擊沉擊傷美戰列艦8艘、大型艦艇12艘、中小型艦艇20余艘,擊毀飛機420余架、斃傷3615人,日僅損失29架飛機和5艘袖珍潛艇。

1942年5月3-8日,日本以3艘航母、125架飛機和27艘大中型戰艦組成海上編隊,美國以2艘航母、141架飛機、20艘大中型戰艦組成海上編隊,在珊瑚海進行了海戰史上第一次純航空母艦的海上決戰,雙方交戰距離第一次超出目視距離和20千米的大炮射程,所有護航戰艦均一彈未發,任憑航母艦載機進行海空一體戰。

現代戰爭突擊力量

二戰后,英國海軍發明了斜角甲板、彈射器、助降裝置等一系列具有標志性的航空保障設備,使噴氣式飛機上艦成為可能。艦載機在發展過程中逐步細化任務分工,衍生出艦載預警機、電子戰飛機、反潛機以及加油機等機種。

1950-1953年朝鮮戰爭中,美國以11-12艘航空母艦為核心,配以200余艘水面艦艇,第一次使用艦載噴氣式飛機和直升機對朝鮮內地和港口進行攻擊和封鎖,有力配合了登陸作戰;1964-1973年的越南戰爭中,先后動用20余艘航空母艦,對越南內陸腹地、港口基地、海上目標進行大規模轟擊和海上封鎖,僅1965-1968年12月,航母艦載機就出動20萬次,在空襲和轟炸的總架次中,航母艦載機占50%以上。

之后,隨著制導武器、雷達和信息系統在艦載機上的應用,其作戰能力再次有了飛躍發展,成為大國海軍裝備體系中不可或缺的組成部分,也是現代戰爭的重要突擊力量。

基本分類

艦載機種類較多,有多種分類方式。

按升力原理分類

按升力原理,艦載機可以分為固定翼艦載機和旋轉翼艦載機。

按起降方式分類

固定翼艦載機按起降方式還可以分為如下4類:

彈射起飛/阻攔著艦

它指以彈射起飛、阻攔著艦方式起降的飛機,如美國航空母艦搭載的固定翼飛機F/A-18C、E-2空中預警機、F-35C等,均為常規起降飛機。

垂直/短距起降

它指借助飛機自身的動力實現垂直/短距起飛和垂直著艦的固定翼艦載機,也可通過短距離滑跑或由滑躍甲板提供的初始起飛迎角實現起飛,如俄羅斯的雅克-38、英國的“海鷂”、美國的AV-8B。

滑躍起飛/阻攔著艦

它指通過短距離滑跑并借助滑躍甲板提供的初始起飛角實現起飛,借助阻攔裝置實現著艦的艦載機,如俄羅斯的“蘇-33”“米格-29k”等。

自由滑跑起飛/阻攔著艦

它指飛行速度低、起降時滑跑距離短、可直接在航空母艦飛行甲板上滑跑起飛的早期螺旋槳艦載機,借助阻攔索回收著艦。

按作戰任務分類

艦載機按作戰任務可以分為以下9類:

戰斗機

戰斗機主要用以空戰,消滅敵方作戰飛機和其他飛航式空襲兵器,奪取制空權。它的主要任務是與敵方戰斗機進行空戰,奪取空中優勢;攔截敵方轟炸機、強擊機和巡航導彈;還可攜帶一定數量的對面攻擊武器,執行對面攻擊任務。

攻擊機

攻擊機主要用于攻擊敵方艦船,奪取制海權,同時也可用于對陸攻擊。攻擊機是國外航空母艦最重要的艦載機機種,配置的數量比較多。

預警機

預警機主要用于從空中為航空母艦編隊提供對敵方空、海目標的遠程預警,為航空母艦作戰飛機贏得必要的作戰準備時間。預警機還作為己方機群的空中指揮所。大型航空母艦般搭載一個中隊的固定翼預警機(4-5架)。

反潛機

反潛機主要用于搜索、攻擊敵方潛艇,保護己方艦艇免遭來自水下的攻擊。現國外航空母艦艦載反潛機主要是美國S-3B“北歐海”。

電子戰飛機

電子戰飛機主要用于對敵方艦船、飛機實施電子偵察和電子干擾。電子戰飛機只要求在飛機上裝上電子裝備,對飛機沒有特殊的要求。美國的EA-6B“徘徊者”和EA-18G就是艦載電子戰飛機的典型代表。

偵察機

偵察機主要用于偵察航空母艦編隊作戰海域內敵方兵力態勢和動向,以供編隊指揮員制定作戰方案和適時進行作戰指揮之需。美國RA-5C是艦載偵察機的典型代表。

加油機

加油機用于為己方飛機實施空中加油,以增大艦載機的作戰空域范圍和留空時間。加油機通常由攻擊機改裝而成。

運輸機

運輸機用于陸基和艦基之間的聯絡、物資和人員運輸等任務,可臨時搭載。

勤務機

勤務機用于救援落水人員、通勤等勤務任務,裝備數量不多但不可或缺。

按駕駛方式

按駕駛方式,可以分為有人駕駛艦載機和無人機。

技術特點

由于使用環境和條件的限制,艦載機在設計、制造上比陸基飛機復雜。例如,由于艦載機的起降和飛行條件比陸上飛機惡劣,因此艦載機應具有良好的起飛性能、較低的著艦速度、良好的低速操縱性;由于海上鹽霧較大,普通陸基飛機使用的材料很快會被腐蝕;由于飛行甲板和機庫狹小,對機身和機翼設計有特殊要求等,常規起降飛機由于要彈射起飛阻攔著艦,也對機身強度有更高的要求。

氣動增升技術

為保證艦載機在航母上能安全起降,氣動設計是艦載機設計的關鍵,首位考慮增升,其次是降阻。

設計上普遍采用中等偏小的后掠角、中等偏大的展弦比、面積較大的機翼、高效的襟翼增升系統等。為保證艦載機在起降狀態下具有良好的操穩品質,還會適當調整安定面的形狀,增大操縱面的面積和舵偏量,并利用弦向吹氣或展向吹氣等方法提高翼面的效率。

艦載機必須擁有良好的視野,這在艦載機著艦時尤為重要。為擁有好的視野環境,在艦載機座艙設計時,會犧牲一部分整機氣動效率。

機翼折疊技術

為保證安全、合理、高效地利用航母甲板,也便于艦載機在甲板和機庫內停放、牽引和搬運,幾乎所有的固定翼艦載機的外翼段都需要折疊(或折轉,或后掠角可變),大型艦載機的機頭、尾翼有時也需要折轉。機翼是飛機承力和實施操縱的主要部件之一,結構復雜,且內部設有許多導管、導線。所以,艦載機的機翼折疊,一方面,會增大折轉處的結構強度;另一方面,也會采取措施保證翼內各系統在復位后仍能可靠地工作;此外,還要盡可能縮短機翼折疊和恢復的時間。

起落裝置及機體結構增強技術

為保證在航母上起降、牽引、停放的要求,艦載機的起落架需要特殊設計,如加長主起落架緩沖支柱的行程,以減少著艦時的撞擊力;加大主輪距,以防止飛機在起降和停放時遇到風浪而側翻;前輪設轉彎機構,以便于在甲板上牽引;在前起落架內增設突升機構,在起飛時,使前起落架伸長,以保證飛機能以最佳的迎角起飛等。

彈射起飛的艦載機,其上設有供彈射用的牽引桿和牽制桿,其前起落架進行了加強。滑躍起飛的艦載機在高速滑行到艦的上翹位置時,作用在起落架上的支反力也會驟然增大,其前起落架因此也會進行加強。另一方面,艦載機著艦時的下沉速度比陸基飛機著陸時大一倍,在重量不變的情況下,大的下沉速度產生更大的撞擊力,這完全由起落裝置的機輪、緩沖支柱以及起落架與機身、機翼的連接機構等結構件來承擔。艦載機還配備有尾鉤,是艦載機著艦裝置,其末端的鉤頭得具備足夠高的耐磨性和抗拉強度,否則有可能被拉豁,進而引發重大事故。由此可見,艦載機的起落架、尾鉤、以及與之相連的機體結構等結構件都需要加強,進而導致空機重量大幅增加,起落裝置及機體結構增強設計是艦載機研制工作中的重中之重。

三防技術

濕熱、鹽霧和霉菌是海上的典型氣候環境。這種環境也是艦載機主要作業環境,艦載機在這種環境下能否可靠地工作,很大程度上取決于它對濕熱、鹽霧和霉菌環境的適應能力。在研制中,則會對艦載機的環境特征進行充分分析,并通過結構設計、選材、工藝等多方面對腐蝕問題進行有效遏制,如采用模塊化設計,將各結構單元單獨作密封、涂覆處理后,再進行組裝等。

電磁兼容技術

艦載機的電磁兼容問題從廣義上看主要包括系統電磁兼容性、高強輻射場(HIRF)干擾、雷電等。航母本身也是一個電子系統極為密集的載體,電磁環境非常復雜,其上裝有大量的高功率發射設備,其發射信號及諧波干擾可能會影響艦載機的通信導航,進而影響艦載機的飛行安全。另艦載機多在海域上執行作業,無法規避雷雨天氣,存在雷電直擊和雷電間接干擾的問題,嚴重時會造成艦載機結構燒蝕、穿孔,雷電間接產生的感應電流也會干擾到機載電氣電子設備的正常工作。所以,艦載機的電磁兼容技術,就包括了系統電磁兼容性設計、HIRF防護設計、雷電防護設計等方面。

動力系統

艦載機對動力裝置的可靠性指標要求非常高,通常選擇故障率低、可靠性好的發動機。且艦載機不論大小,多是雙發或四發飛機,這些措施的采用,極大地提高了艦載機的可靠性,有效避免因空中停車而導致的飛行事故。發動機還需具備良好的加速性,可使艦載機在起飛或復飛時,在極短的時間內達到離艦速度。

由于艦載機一般是以航母為基地來使用的,飛機著艦時,可能會發生幾十架飛機依次著艦的情況,這就要求艦載機裝載有足夠多的燃油,保障其擁有充足的滯空時間。另外,艦載機要比陸基飛機重得多,進而導致飛行性能下降,為保持飛機原有的性能,就必須加大發動機推力,這勢必會消耗掉更多的燃油。因此,通常都會給艦載機配備大容積油箱。同時,為避免艦載機因超重而不能正常著艦,艦載機上也會設置有應急放油口。

使用環境

在隨航空母艦出航執行任務期間,艦載機大部分時間都在航空母艦上進行駐留、維護、保障、調運以及起降等一系列作業,作戰區域大多是在海洋和沿海區域。因此,艦載機的使用應與其所在的環境相適應。

遠離陸地部署限制

航空母艦的出現使得飛機可以部署在遠離大陸的海域,并長期在遠海進行作戰任務。遠離大陸的戰場部署給艦載機的作戰帶來了很多限制因素。

(1)陸基飛機可以選擇在多個機場進行起降,但一個艦載機聯隊每次執行任務時,一般選擇某一艘航空母艦。整個任務期間內,艦載機都在該航空母艦上進行作業。陸基飛機發生故障,可以就近選擇機場降落。但是,艦載機一般只能返回原航空母艦,這對艦載機的可靠性提出了很高的要求。

(2)艦載機在遠海作戰,相對更加孤立,對艦載機作戰半徑、架次出動能力以及指揮控制能力有很大影響。

(3)艦載機隨航空母艦在遠海部署,對艦載機的后勤維修保障及備品備件的補給方式產生了很大影響。因此,艦載機后勤維修保障需要向兩級維修推進,減小后勤補給鏈過長帶來的不利影響。

基于航母作業

艦載機主要是在航空母艦的飛行甲板和機庫內進行相關作業,通過飛機升降機在飛行甲板和機庫之間調運。但相對于陸地機場,航空母艦給艦載機提供的作業空間和起降跑道要小很多。

較短的起降跑道

相對于陸地軍用機場,航空母艦飛行甲板為艦載機提供的起降跑道顯得非常短,這是艦載機使用環境的一個非常明顯的特點。艦載機改為噴氣式后,在飛行速度大幅提高的同時,也增加了回收難度。所以,艦載機采用與陸基飛機截然不同的起降方式。最常見的固定翼艦載機起飛方式是彈射起飛和滑躍起飛,主流的著艦方式是阻攔降落。

運動的載機平臺

與陸地機場不同,航空母艦在出航時一直處在運動狀態。在海況惡劣的條件下,航空母艦平臺的運動更為劇烈,這對艦載機的駐留、調運、保障以及起降作業帶來了非常不利的影響。航空母艦艦體在自身動力和風、浪、流的作用下,實際形成一個六自由度的運動平臺,產生橫蕩、縱蕩、艏搖、橫搖、縱搖以及垂蕩等運動。

考慮到航空母艦平臺是一個六自由度平臺,在艦載機著艦瞬間,受橫蕩、縱蕩、艏搖、橫搖、縱搖以及垂蕩等運動的影響,實際著艦點與理想著艦點存在一定的偏差,該偏差可能造成艦載機撞艦或尾鉤脫掛,大大降低了艦載機著艦的安全性。美國海軍規定,艦載機著艦時,航空母艦縱搖不得超過2度,橫搖不得超過7度,艦尾下沉不得超過1.5米。

復雜的氣流場

航空母艦的高速行駛會引起非常復雜的氣流場,給艦載機的回收帶來困難。艦載機降落時所要經受的不利氣流要比陸基飛機惡劣得多。陸基飛機要考慮大氣湍流、突風和風切變等不利氣流。對于艦載機而言,除上述氣流外,由于航空母艦高速航行下的六自由度運動,會使飛行甲板和艦的氣流場更加惡劣,大大增加了著艦的難度。

艦艉氣流和著艦區湍流是對艦載機著艦影響最大的兩種不利氣流。艦艉氣流是多種氣流場在艦艉合成的,氣流場形狀如“公雞尾”。航空母艦甲板高出海面許多,航空母艦行駛時,經過艦面的氣流會在船艉后方突然向海面下沉,然后再上升,形狀像公雞尾。艦艉流的周期性分量是由航空母艦縱搖產生的風力。艦艉擾動氣流主要由艦艉流穩態分量、隨機分量、周期分量和自由大氣紊流4部分構成,主要作用于航空母艦后方約800米范圍內著艦區。湍流是飛行甲板上來自艦艏方向的氣流遇到艦島后產生的,并流向艦艉的著艦區。

除了艦艉氣流和著艦區湍流,艦載機降落時還受到側風的影響,這是由于艦載機著艦時的方向和航空母艦的航向有一定的夾角。

海上氣候環境

潮濕、鹽霧和霉菌是海上的典型氣候環境。艦載機在這樣的惡劣環境下停放、飛行,面臨的腐蝕問題比陸基軍機嚴重得多。腐蝕現象可給艦載機機身、發動機和機載設備帶來嚴重的危害。艦載機的腐蝕形式有多種,主要有以下幾種:

(1)應力腐蝕產生于腐蝕環境與應力相互作用情況下,與熱處理狀態、晶粒取向以及材料性質等關系緊密。這類腐蝕的出現一般會造成災難性后果。

(2)電偶腐蝕是在電解質溶液條件下或兩種不同電位金屬之間產生的一種腐蝕。

(3)熱腐蝕主要發生在發動機結構中,是在一定溫度、時間條件下,因鹽霧和燃料中含有硫引起的。

(4)海上濕度大,當相對濕度大于65%時會有腐蝕現象產生。

(5)由于濕度大,霉菌易于生長,容易對燃油系統產生腐蝕。

發展趨勢

艦載機的總體發展思路是一機多型,即在加強綜合運用的基礎上減少機種,實現多用途化,即實現從“大而全、多而廣”到“少而精、少而強”的轉變,通過增加飛機的多用途性拓展任務領域,使編制更精干,能力更強,飛機整體數量更少。飛行中隊數量和種類的減少,使作戰能力越來越強。艦載機是一個獨立的作戰平臺,也將是信息化基礎上的作戰平臺和作戰網絡中的一個節點。此外,無人機系統作為有效保存有生力量的重要手段,也是艦載機發展的一個熱點。

一機多型的研制策略

現代的艦載機價格髙昂、研制周期長,而現代海戰的復雜性又需要多種不同類型艦載機相互配合才能完成。但是,針對不同的任務研制不同的艦載機,會增加艦載機的設計難度和研制經費,因此一機多型的研制途徑成為各國海軍艦載機的普遍發展策略。美國海軍裝備的F/A-18系列即采用了一機多型的研制途徑,同時還以F/A-18為基礎研制了其他型號和用途的艦載機。

強化制信息權

隨著信息化裝備在戰爭中的作用日益增強,制信息權成為制海權、制空權后又一個不可忽視的影響戰爭勝負的方面。未來的艦載機研制需要考慮納入網絡中心戰。強化制信息權就是美國海軍邁入網絡中心站的重要一步。E-2D通過數據鏈將各平臺的雷達跟蹤測量數據實時融合為一幅高質量戰術圖像,實時發送到軍艦和飛機的信息網絡中,在未來的海戰中能增強為航空母艦戰斗群提供遠距離預警的能力,并承擔整個戰場指揮與控制的任務角色。

提高維護性和保障性

良好的維護性和保障性是提高飛機可靠性的重要方面,而可靠性是影響飛機作戰性能的重要因素。對于艦載機而言,受遠離大陸的戰場部署限制,良好的維護性和保障性尤其重要。海軍在研制新型艦載機時,總是想方設法地提高艦載機的可靠性和維護性。

無人機

隨著艦載無人機戰場空間感知能力、高風險區域突防能力、通信導航支援能力、電子戰能力、攻擊能力和生存能力的提高,必將對未來海上作戰產生重大影響。艦載無人機具有成本低、體積小、作戰使用靈活、費效比高、可避免人員傷亡等優勢。可以預見,無人機將成為艦載武器系統中不可替代的重要組成部分。

作用意義

擁有了海上制空權,才能擁有真正的制海權。軍艦和飛機的完美結合,拓展了兩者在實戰中的空間坐標。它就像是海上的“無影腳”,再也不用看到艦炮互射的炮火隆隆,而是海天之間戰機的相互撕咬,傳統的海戰樣式一去不復返。多次局部戰爭實踐證明,由于科學技術的迅速發展,空中作戰力量固有的速度快、火力強、作用距離遠、多功能等優點得到極大加強;由艦載機為主構成的航母戰斗群所具有的威懾力量以及在完成國際政治任務中的獨特作用,是其他兵力無法取代的。

在航母戰斗群中,艦載機是最關鍵的組成部分,航母戰斗群的絕大多數任務都是由艦載機來完成的。艦載戰斗機是航母上裝備數量最多、作戰任務最廣泛的主戰機種,是航母編隊組織海上攻防作戰并奪取戰區制空、制海權的核心兵力,可在編隊作戰指揮系統、空中預警機/警戒直升機的指揮引導下,遂行對空防御、空中護航、對面打擊等多種作戰任務,是未來戰爭中不可缺失的利器。在航空母艦編隊強大的海上大縱深、多層次攻防體系中,艦載機占據著十分重要的地位。

相關事件

2025年1月,據媒體報道,中國海警首次在黃巖島起飛艦載機。

參考資料 >

Warplane:.中國日報網.2023-12-06

..2023-12-06

艦載戰斗機:大洋“猛禽” 叱咤海天.中國經濟網.2023-12-06

艦載機:成本高出路基飛機多倍的理由.光明網理論頻道.2023-12-06

..2023-12-06

艦載機的前世今生.中國軍網.2023-12-06

玉淵譚天丨中國海警首次在黃巖島起飛艦載機.央視新聞-騰訊.2025-08-25

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