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攔阻索
來源:互聯(lián)網(wǎng)

攔阻索是一種用于吸收著陸(艦)飛機(jī)動能、縮短著陸(艦)滑行距離的裝置,它通常由一根或多根纜索組成,安裝在航母等艦船上的甲板上。當(dāng)飛機(jī)著陸時,攔阻索會被拉緊,吸收飛機(jī)的動能,并使其迅速減速,從而縮短著陸滑行距離,保證飛機(jī)安全停穩(wěn)。攔阻索需要具備很高的強(qiáng)度和耐久性,能夠承受飛機(jī)著陸時的沖擊力和摩擦力。

航母上的攔阻索系統(tǒng)通常由多道纜索組成,美軍航母上備有4道攔阻索,第一道設(shè)在距斜甲板尾端55米處,然后每隔14米設(shè)一道。在飛機(jī)鉤住纜索后,攔阻索系統(tǒng)會迅速啟動阻力產(chǎn)生裝置,通過產(chǎn)生大量的蒸汽或其他阻尼介質(zhì)來吸收飛機(jī)的動能,從而使其迅速減速并安全停穩(wěn)。攔阻索技術(shù)首先由英國發(fā)明使用,能獨(dú)立生產(chǎn)攔阻索的國家有:英國、美國俄羅斯和中國(均是聯(lián)合國五常國家,只有法國不擁有此技術(shù))。

歷史沿革

直式甲板航母時代

在初期艦載機(jī)全是螺旋槳飛機(jī),航空母艦的構(gòu)造為直式甲板。在直式甲板航母上設(shè)有10-15道攔阻索和3-5道防沖網(wǎng),使飛機(jī)著艦在飛行甲板三分之二處停住,因?yàn)榍胺绞峭C(jī)區(qū)。

現(xiàn)代航母時代

艦載機(jī)進(jìn)入噴氣時代后,因降落速度太快而把航空母艦作了相應(yīng)改進(jìn),采用了一些新式構(gòu)造。噴氣式艦載機(jī)降落時并不關(guān)閉發(fā)動機(jī),情況不好可以馬上復(fù)飛,所以攔阻索大大減少。美國海軍備有4道攔阻索,第一道設(shè)在距斜甲板尾端55米處,然后每隔14米設(shè)一道,由弓形彈簧張起,高出飛行甲板30-50cm。當(dāng)艦載機(jī)降落時,尾鉤放下,其位置比起落架還低,著艦點(diǎn)在1、2道攔阻索之間為好,這就要求飛行員有很高的操縱技術(shù)。據(jù)美國海軍統(tǒng)計,白天著艦的艦載機(jī)尾鉤掛住2、3道攔阻索的合計約占62-64%,尾鉤掛住第4道索的約為18%,尾鉤掛到第1道索的約為16%。在夜間尾鉤多掛住第3、4道索。如尾鉤未掛住攔阻索,著艦機(jī)必須拉起復(fù)飛,這在白天約為5%,夜間則高達(dá)12-15%。

攔阻原理

工作原理

攔阻的工作原理主要是通過阻力產(chǎn)生裝置來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)飛機(jī)接觸攔阻索后,阻力產(chǎn)生裝置會迅速產(chǎn)生大量的蒸汽,這些蒸汽會形成一個阻尼區(qū)域,對飛機(jī)的運(yùn)動產(chǎn)生阻力,從而使飛機(jī)停下來。攔阻索本身并不是一根簡單的鐵索,而是經(jīng)過特殊設(shè)計和制造的。它的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)都需要考慮到強(qiáng)度、耐磨損、耐高溫等多方面的因素。同時,攔阻索還需要與阻力產(chǎn)生裝置緊密配合,以確保飛機(jī)在接觸后能夠迅速停下來。因此,最具有技術(shù)含量的部分是阻力產(chǎn)生裝置,當(dāng)飛機(jī)接觸攔阻索后,飛機(jī)和拉彎的攔阻索會形成三個力,這三個力的合力最終沿著飛機(jī)的飛行方向。保持合力在飛機(jī)的飛行方向,假設(shè)飛機(jī)恰好拉住中點(diǎn)部分,那么攔阻索的兩邊拉出的長度應(yīng)該是一樣的,而兩段的力也應(yīng)該是一樣的,這種是最理想的方式。然而并不是說每次都能鉤住中點(diǎn),如果鉤住靠左或者靠右?guī)酌?,那么攔阻索兩邊拉出的長度是不一樣的,兩段的力也是不一樣的。這就是攔阻索的核心部分,即如何使得兩邊產(chǎn)生的力不同,最終使得飛機(jī)和兩段攔阻索上的力的合力保持不變。

攔阻系統(tǒng)

系統(tǒng)構(gòu)成

能讓戰(zhàn)機(jī)在如此短的距離停下來的關(guān)鍵技術(shù)是攔阻系統(tǒng),航母上的攔阻系統(tǒng)主要有鋼索、定滑輪、動滑輪組、緩沖氣罐、壓縮氣缸、緩沖汽缸、空氣壓縮罐、調(diào)節(jié)閥導(dǎo)軌、攔阻網(wǎng)等部件組成。

機(jī)械攔阻索

攔阻索不僅要求非常結(jié)實(shí)、韌性十足,而且還要有很強(qiáng)的抗疲勞連續(xù)工作性能。此外,攔阻索還不能太粗,否則艦載機(jī)的尾鉤不容易勾住。因此,攔阻索的制造對于材料、工藝等方面的要求非常高。其中鋼索機(jī)構(gòu)部分由3至4根鋼索組成,每根鋼索又是由6根鋼絲繩擰結(jié)而成,而每根鋼絲繩又是由30根不同細(xì)度的鋼絲擰成,鋼索的內(nèi)芯則是油浸大麻纖維。盡管如此,攔阻索在經(jīng)過上百次的使用后,還是會發(fā)生斷裂,這就要求每次艦載機(jī)降落后,必須有專人去檢查攔阻索,并且要定期給攔阻索進(jìn)行維護(hù)和更換,而這只是整個攔阻索系統(tǒng)的一部分。正因?yàn)閿r阻索上集合了大量復(fù)雜的工藝,才導(dǎo)致能制造它的國家才少之又少。

電磁攔阻索

隨著艦載機(jī)和無人機(jī)日新月異的發(fā)展,航母攔阻系統(tǒng)也相應(yīng)提高了靈活性和適應(yīng)性,電磁攔阻系統(tǒng)成為各國技術(shù)發(fā)展的新方向。美國是最早研制電磁攔阻裝置的國家,美國的電磁攔阻裝置中有一個錐形大卷筒,原理是艦載機(jī)著艦掛上攔阻索后,攔阻索由上面抽出并帶動卷筒轉(zhuǎn)動,從而帶動發(fā)電機(jī)及水渦輪工作。這種錐形結(jié)構(gòu)讓攔阻索隨著飛機(jī)著艦后制動速度降低的同時加速轉(zhuǎn)動,促使制動電機(jī)效率下降,以便讓吸引能量的曲線更為平緩。

中國電磁阻攔索研制成功時間只有美國的五分之一,國電磁攔阻裝置采用了一種新型結(jié)構(gòu)代替錐形大卷筒,在橫向尺寸上縮小了三分之一,重量也會減少百分之七十以上,因此也能進(jìn)一步改裝攔阻裝置的阻尼特性。

實(shí)際應(yīng)用

中國

2012年11月23日,中國自主研發(fā)的攔阻索成功將重達(dá)20多噸、時速高達(dá)250公里的殲-15,從尾鉤與阻攔索“拉鉤”開始到飛機(jī)停下全程時間不到3秒,中國首次艦載機(jī)阻攔著艦試驗(yàn)取得成功。

美國

美國航母上普遍使用的MK7型攔阻裝置為例,其使用的攔阻索有兩種規(guī)格,分別為6x30平鋼絞大麻纖維芯攔阻索和6x30平鋼絞聚醋芯攔阻索。每根攔阻索由6股鋼絲繩組成,每股鋼絲繩又由12根主鋼絲、12根中間尺度的鋼絲和6根呈三角狀的細(xì)鋼絲扭結(jié)而成。每股鋼絲繩之間還有交接鋼絲,每根鋼絲繩芯部還有油浸大麻纖維。

英國

2023年,英國皇家海軍計劃為伊麗莎白女王級航母加裝彈射器和攔阻索,將這艘世界最大的短距/垂直起降式航母,改裝為彈射起飛/攔阻降落式航母,可以起降更多固定翼艦載機(jī)和大中型無人機(jī)。

俄羅斯

2021年,俄羅斯海軍將修整模擬滑躍起飛甲板和停機(jī)坪、擴(kuò)建滑行道和機(jī)庫,并安裝新式攔阻系統(tǒng)、光學(xué)和無線電引導(dǎo)裝置。

相關(guān)事件

美國攔阻索安全事故

2003年,美國一架F/A-18戰(zhàn)斗機(jī)在喬治·華盛頓號航空母艦上降落的時候,攔阻索突然發(fā)生了斷裂,導(dǎo)致戰(zhàn)機(jī)墜毀。雖然兩名飛行員成功彈射逃生,但斷裂后的攔阻索像鞭子一樣,直接抽斷了11名甲板工作人員的雙腿,導(dǎo)致兩人終生殘疾。

2020年1月23日,美國“卡爾·文森”號核航母就發(fā)生了一起嚴(yán)重的艦載機(jī)降落事故。一架F-35C戰(zhàn)斗機(jī)在降落過程中沖出甲板墜海,航母上的4根攔阻索全部斷裂,直接導(dǎo)致甲板上的7名工作人員受傷。

俄羅斯攔阻索安全事故

2009年,庫茲涅佐夫號航空母艦上的一架蘇-33戰(zhàn)斗機(jī)在降落時候,攔阻索發(fā)生斷裂,戰(zhàn)機(jī)一頭扎進(jìn)了海里。一個月后,“庫茲涅佐夫”號航母上的攔阻索又出現(xiàn)故障,導(dǎo)致一架米格戰(zhàn)斗機(jī)29戰(zhàn)斗機(jī)無法降落,最終燃料耗盡,被迫墜海。

參考資料 >

國產(chǎn)航母攔阻索軸承研發(fā)成功并驗(yàn)收 口徑如臉盆.荔枝網(wǎng).2023-12-11

航母攔阻索有多重要,全球僅4個國家能造,一旦斷裂后果不堪設(shè)想.百家號.2023-12-11

Sina Visitor System.新浪微博.2023-12-11

這條世界上最貴的繩子,售價150萬美元.今日頭條.2023-12-11

中國國產(chǎn)航母攔阻索軸承曝光 口徑大如臉盆.搜狐網(wǎng).2023-12-11

綜述:艦載機(jī)著艦技術(shù)的發(fā)展(圖文).新浪科技.2023-12-11

央視罕見曝遼寧艦阻攔系統(tǒng)核心艙 水平與美相當(dāng)(圖).新浪網(wǎng).2023-12-11

我電磁攔阻技術(shù)比肩美國——未來國產(chǎn)航母艦載機(jī):彈得出,更攔得住.觀察者.2023-12-11

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