其实大家对滑跃起飞的认知存在一定的误解,包括“只能轻载起飞”、“无法起飞固定翼预警机”等等。但滑跃起飞真正的问题根本不在这两点,最大的麻烦是影响航空运作效率和载机量的问题。所以为什么大国在航空母舰建造上都“倾尽全力”去发展带弹射器的航空母舰,因为成本上的优势并不能掩盖滑跃起飞的弊端。
俄罗斯“库兹涅佐夫”号航空母舰拥有3个起飞点,其中1、2号起飞点位于直通方向甲板,长度为110米。而3号起飞点位于斜角甲板,与着舰跑道出现重叠,长度为195米。
滑跃式与常规起降相比出现了一个“惯性滑行”阶段,该阶段飞机的姿态与飞行轨迹与离舰速度和加速性能有很大关系。如果舰载机离舰速度和加速能力足够大,此时升力足够维持舰载机持续爬升,那么舰载机轨迹就如下图①号那样直接持续上升。而②轨迹所表征的舰载机离舰速度没有那么快,离舰后虽然轨迹开始上升,但会出现加速度和速度在垂直方向达到零的时刻(第一拐点),此时舰载机飞行轨迹会出现一个平缓阶段,但升力足以支撑舰载机不下降。而③轨迹是舰载机离舰速度过小的情况,舰载机达到第一拐点之后,飞机仍然没有到爬升速度,舰载机就会出现轨迹下降的阶段,直到下降过程中积累足够的速度和升力才会由下降转为上升。
先解释一下滑跃起飞的2个误区:
滑跃起飞只能轻载不能满载?下面这几张图是Su-33重型战斗机在“库兹涅佐夫”号航空母舰不同条件下允许的最大起飞重量。其中1、2号110米短起飞点起飞时,如果可以创造25节的甲板风(航速25节),那么Su-33可以做到32.8吨重量离舰且不出现飞行轨迹的下滑。即便是只有18节甲板风,那么以32.8吨起飞的Su-33虽然出现飞行轨迹的下滑,但是下滑到上升的拐点仍在最低安全许可高度。
假设没有甲板风,如果Su-33舰载机想要以32.8吨起飞重量起飞,想要没有飞行轨迹下滑那么只要跑道长度达到175米即可,小于3号起飞点的195米长度。如果3号起飞点起飞,Su-33可以在离舰后保持持续上升。
所以我们看到,滑跃起飞方式并不是只能轻载起飞,只要创造足够的甲板风条件,即便是短起飞点也能做到重在起飞,而长起飞点更是不在话下。只是舰载机起飞过程中没有弹射器的介入,所以能量全部来自于自身发动机,对燃油的消耗可能会比较大。
滑跃起飞不能起飞固定翼预警机?其实这个问题美国早在2005年帮我们验证好了,当时美国为了向国外推销他的“鹰眼”预警机进行过类似的实验。美国海军工程试验中心验证的滑跃起飞角度为12度,机型为E-2C-2000,实验结果表明E-2C在24.49吨起飞重量,25节甲板风以165米跑道起飞,起飞后保证 2.5米/秒的爬升率,符合美国海军单发安全起飞标准。所以只要条件足够,滑跃起飞足够起飞固定翼预警机,如果放在“库兹涅佐夫”号上面就是3号起飞点25节甲板风。另外,美国还进行过多种舰载机的滑跃起飞实验,比如下图中以9度滑跃起飞的F-14“雄猫”战斗机
既然中美苏法都以弹射器起飞为目标,那么这就说明滑跃起飞还是存在巨大的缺陷的,至少成本低廉、可靠性高的优点无法掩盖他的缺点。关键问题在于两个字:效率
航空调度和舰载机起降首先,滑跃起飞只能依赖直通滑跃式起飞甲板,斜角甲板无法进行舰载机起飞作业。所以我们可以看到采用滑跃式起飞的航空母舰实际只有1条起飞走廊,而带弹射器的航空母舰可以由直通方向和斜角方向同时进行舰载机起飞作业,2条起飞走廊可以保证2架舰载机同时弹射升空。下图3和图4都是2架舰载机同时离舰,而图4中除了同时弹射了2架F-18之外,另外一座弹射器的F-18也等带弹射。
“库兹涅佐夫”号,3个起飞点的舰载机都只能由直通方向离舰
“尼米兹”号,4个起飞点的舰载机可以由2个方向离舰
CVN-73“华盛顿”同时在直通和斜角方向起飞2架舰载机
同时弹射2架F/A-18,注意其他弹射位也准备好弹射
另外上面提到的“库兹涅佐夫”3号起飞点虽然可以满足无甲板风情况下重载起飞,但是该起飞点入侵着舰区域。所以可以认为条件苛刻的重载滑跃起飞时必须终止舰载机着舰作业,如果有舰载机着舰那么只能由2号起飞点进行舰载机起飞作业,此时如果没有足够的甲板风只能轻载。美国“尼米兹”号航空母舰,虽然着舰作业时也必须停止斜角甲板的起飞作业,但是1号弹射器足够保证舰载机重载起飞。
还有,在飞行甲板调度方面,由于滑跃起飞甲板是舰载机唯一起飞手段,所以该区域在舰载机起飞作业时是无法在直通方向停放舰载机的。下图为法国“戴高乐”号航空母舰,从图上我们可以看到,不仅直通方向停放了“阵风”舰载战斗机,而且2部弹射器都有1架E-2C等待弹射起飞。而弹射起飞的航空母舰即便在直通甲板停满舰载机,那么依旧可以用斜角甲板的弹射器将舰载机弹射升空。所以我们可以为认为,采用滑跃起飞的航空母舰实际可用甲板面积是小于同级别的弹射起飞航空母舰,在调度上更为“拮据”和低效。
载机方面下面两张图分别是“里根”号航空母舰和“辽宁”号航空母舰,在直通方向甲板上“斯坦尼斯”号停泊了至少13架舰载机,而“辽宁”舰为4架。考虑到滑跃飞行甲板存在不平整的问题,滑跃位置不能像平甲板那样随意停放舰载机,这就导致航空母舰在舰载机数量上会有一定影响。
滑跃起飞其实并不仅仅对舰载机作战存在一定的影响,他们是在整体影响航空母舰的作战效率和作战能力。所以对于大国来说,成本问题在效率面前根本就不是问题,即便是高额的花费也要保证双方海上冲突中占据优先位置和压倒性实力优势。滑跃起飞真正就是适用于那些想拥有航空母舰但又不想多花钱的国家,那些轻型航空母舰和所谓的“战略支援舰”清一色的滑跃起飞甲板以适应F-35B这类垂直短距起降舰载机。
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