辽宁舰自身为何也会威胁歼15降落 这一细节生死攸关

2017年03月16日 09:43 新浪军事 微博
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  众所周知,歼-15战斗机要降落到移动的辽宁号航母甲板上,是一件风险相当高的事情。

  但也许你并不知道,辽宁号航母自身也会对降落的歼-15造成相当的威胁!

  为什么这么说呢,这是因为庞大的辽宁号航母舰体在高速行驶中,产生的气流会对处于降落最后阶段的歼-15,产生极为不利的影响。特别是对需要拉起复飞的歼-15,这一不利气流的威胁不可忽视!

  显然,与辽宁号航母有着类似体型的中国自行研制最新航母,也会遇到类似的问题。

  下图显示了美军X-47B无人机在最新“福特”号核动力航母上起降的空气动力模拟结果,可以发现航母巨大的舰岛、尾部都产生了较为复杂的干扰气流。

  舰载机的“复飞”,是指舰载机飞行员在接近甲板时,因安全等因素而无法正常降落,终止着舰、转向其他航线的飞行操作。简单的说就是拉起飞机,增大飞行高度,以重新进入降落航道,或者转飞其它航母或陆地基地。在某些情况下,飞行员自行做出复飞决定,但更普遍的是负责监控飞机降落操作的降落信号操作员向飞行员提供飞行修正或者复飞的口令。假如降落信号操作员认为无法安全降落,发出复飞命令,飞行员应立即执行。此外在使用自动着舰技术时,相关系统可能根据情况自动发出复飞指令,而飞机飞控系统会根据指令自动复飞。

  “复飞”这一操作有很大的风险,因为此时舰载机已经非常接近航母,稍有失误就可能导致飞机撞击航母或者海面。在航空学上,有一系列的所谓“航线临界点”,当舰载机超过这些点限制的范围时,将无法保证飞机安全复飞。

  当歼-15战斗机需要在辽宁号航母上空复飞时,航母本身产生的巨大气流,对复飞成功与否有着直接影响。通常的解决方法是,通过科研与试飞,找出基于歼-15动力学特性,以及辽宁号航母气流干扰等等因素,在各种对应条件下的“最低复飞高度”(也称复飞边界)。

  舰艇的空气动力学研究,已经有很长历史,图为二战德国齐柏林号航母进行风洞模型测试

  英军最新防空驱逐舰空气动力学模拟,不难看到尾部的气流情况较为复杂

  歼-15与其它现代舰载战斗机一样,使用等轨下滑飞行方式接近航母,下降方向的速度最大为4.5米/秒左右。即便飞行员已经开始拉起歼-15,在惯性作用下,仍会下降一定距离,才开始升高。因此歼-15很可能在这一过程里,在辽宁号航母的干扰气流中需要进行相对复杂轨迹的飞行。这就要求在最低复飞高度的设置上,必须把相关动态因素也考虑在哪。

  一般认为,歼-15这一尺寸的舰载机需要复飞时,位于飞机最低位置的尾钩,应当一直保持与舰尾有着至少3米的距离,这样才能确保飞机发生各种俯仰运动等情况时安全复飞,也给系统误差留下了足够的安全余度。这一距离又与许多因素直接相关。

  这些因素包括:当时歼-15的速度、下滑角,以及因此而需要的升降与前进控制力;发动机推力的变化细节,包括了军用推力数值、发动机操作反应速度;飞行员对复飞指令的反应速度,美国海军航空研究中心认为飞行员至少需要0.3秒来判断复飞指令,但实际操作中往往会延迟至0.7秒。

  根据试验,舰载机可能在进场时距离舰尾一公里处,开始受到航母干扰气流的影响,根据航母大小不同,这一数值会有所变化。这一气流实际上由好几种不同气流组成,各有各的运动特点,例如周期性不尽一致。在特定距离上,辽宁号航母产生的干扰气流,会对复飞边界产生比其它距离上更为剧烈的影响。同时,下洗气流会令复飞边界进一步升高,所以战斗机在这些距离上的复飞高度会骤然提高。而下洗气流最为强烈的地方,往往在舰载机受到气流干扰的最大距离的约一半之处。正因为如此,航母产生的复杂气流之中,垂直方向的气流对舰载机影响最大。

  辽宁号航母,以及即将下水的我国第一艘国产航母,已经进行了大量的歼-15战斗机着陆操作,积累了相当的实际经验。根据公开信息,例如歼-15降落的新闻图片,相信歼-15已经进入了夜间、恶劣气象下实施航母起降的实践时期。相信在飞行员、舰艇人员和科研人员的共同努力下,航母产生的不利气流影响将被有效的克服,从而保证歼-15等舰载机安全、高效的起降,完成被赋予的光荣任务。(作者署名:空军世界)

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