趙汗青
航空母艦的誕生迅速改變了海戰(zhàn)的形態(tài),靈活的空中進攻讓“大炮巨艦”的戰(zhàn)列艦風(fēng)光不再。但是艦載機從航母上起飛并不容易,因為航母甲板的長度比陸地上的跑道要短得多。
艱難的噴氣時代
“一戰(zhàn)”和“二戰(zhàn)”時造航母比現(xiàn)在要簡單很多,只要給商船或巡洋艦鋪上木質(zhì)的飛行甲板即可。因為那時候的飛機還在螺旋槳時代,戰(zhàn)機尺寸小、重量輕、起飛速度慢、低速性能好,起飛并不太難。“二戰(zhàn)”期間美軍對日本本土實施的首次空襲——1942 年的“杜立特空襲”,從航母上起飛的就是經(jīng)過簡單減重的陸基B-25 轟炸機。
“二戰(zhàn)”后航母艦載機進入噴氣時代,起降難度暴增。為了讓噴氣式的艦載機起飛,工程師們不得不探索更復(fù)雜的起飛方式,包括彈簧彈射、火藥彈射、火箭助推等方式,但這些方法要么力量有限,要么使用不便,甚至可能非常危險。最終,還是滑躍起飛和蒸汽彈射這兩種方式經(jīng)受住了檢驗,成為主流。
滑躍起飛,是在飛行甲板的前端設(shè)計一個上揚的滑躍甲板,助戰(zhàn)機起飛。例如俄羅斯的“庫茲涅佐夫”號和我國的山東艦與遼寧艦,憑借艦載機本身的優(yōu)秀飛行性能,都讓重型艦載戰(zhàn)斗機成功上天。
蒸汽彈射,是靠鍋爐制造水蒸氣,然后把積攢的氣壓突然釋放,助戰(zhàn)機一臂之力。美國的“尼米茲”級航母就使用蒸汽彈射,法國的“戴高樂”號也使用美國的蒸汽彈射器,這讓艦載戰(zhàn)斗機更容易重載起飛,也讓艦載預(yù)警機順利起飛。
電磁彈射的時代已經(jīng)開啟
滑躍或蒸汽彈射會是航母的最終形態(tài)嗎?并不是。
滑躍起飛對飛機的動力、氣動、減重的要求更高,艦載預(yù)警機較難起飛。而且要想重載滑躍起飛需要長起飛點,這樣起飛效率更低,還會占用降落區(qū)域。
隨著技術(shù)的發(fā)展,更有潛力的電磁彈射已經(jīng)實現(xiàn)。電磁彈射系統(tǒng)由兩根長固定導(dǎo)軌和一個掛住飛機的牽引桿組成,導(dǎo)軌由電磁線圈構(gòu)成,充電的時候產(chǎn)生電磁力,拉動牽引桿沿著軌道前進,拖著飛機并讓它從甲板上起飛,這種方式大大提高了艦載機的出動效率。
美國最新的“福特”級航母就采用了這種方式,我國前兩艘航母遼寧艦、山東艦雖都采用滑躍起飛,但是第三艘航母福建艦也跳過了蒸汽彈射,直接跨時代地安裝上了電磁彈射器。理論上,用電磁取代蒸汽來彈射戰(zhàn)機,同樣可以讓重載起飛變?nèi)菀?,而且彈射器的體積會更小、維護更方便、能量利用率更高,還能靈活地調(diào)節(jié)彈射力度,讓大小迥異的各型戰(zhàn)機都能上艦彈射。
當然,電磁彈射目前仍然是非常尖端的技術(shù),只有極少數(shù)國家可以研制,并且建造后仍然可能面對復(fù)雜的技術(shù)問題。美國的“福特”號航母就飽受彈射器可靠性不足的困擾,雖然在2017 年就已經(jīng)服役,但是直到2022 年才宣稱實現(xiàn)“初始作戰(zhàn)能力”,仍沒有形成全面作戰(zhàn)能力。而在2019 年時,美國時任總統(tǒng)特朗普甚至希望把新的航母換回傳統(tǒng)的蒸汽彈射。
艦載機從航母上起飛只是幾秒鐘的事,但這背后折射出一個國家的科技和工業(yè)實力,也折射出這個國家的綜合國力與雄心壯志。
LINK
在無人機技術(shù)飛速發(fā)展的現(xiàn)在,伊朗、土耳其等國家還轉(zhuǎn)而打造無人機航母,它們雖然還難以進行空中格斗,但卻可以偵查和打擊海上與地面目標。
課堂內(nèi)外·初中版(科學(xué)少年)2023年5期