解读|如何缩短战机着陆距离?战机降落有哪些途径和方法?

　　前不久，有消息称，美国洛克希德·马丁公司获得一份价值6200万美元的订单——为一部分出口的F-35战机安装减速伞系统，强化战机在恶劣条件下着陆能力。

　　早期，螺旋桨战机飞行速度慢、着陆距离短，对降落条件要求并不高，即便在航母上降落，100多米长的甲板也够了。进入喷气式时代，战机飞行速度节节攀升，着陆距离相应增加，降落难度也有所提升。

　　如何缩短战机着陆距离?战机降落有哪些途径和方法?舰载机又如何在航母甲板上降落?请看解读。

　　战机降落减速妙招多

　　■侯知健 沈业宏 王 姣　　

以色列空军F-15战机降落时打开减速板。资料照片

　　空中减速

　　机体变形增阻扰流

　　战机降落时，我们看到机背上方会竖起一块方形板。

　　这块方形板有何作用?

　　二战时期，轰炸机需要从高空以大角度俯冲投弹，时速超过300千米。以这么快的速度冲向地面，飞行员很难操纵战机改变方向，更别提精确瞄准目标了。于是，飞机设计师萌生出一个想法：在战机上安装减速板，增大空气阻力。

　　那么，减速板应该安装在哪个部位呢?

　　一开始，减速板安装位置五花八门——机翼两侧、机身背部、机腹下方……德国“斯图卡”轰炸机将减速板安装在机翼下方，如同向外伸出的“衣架”。然而，这一设计影响战机气动外形，导致机动性能下降。

　　综合考虑外形结构、重量分布、飞行姿态等因素，设计师得出结论：将减速板安装在机身背部更为可靠。

　　为什么有时候我们看不到减速板的身影呢?

　　为避免破坏气动外形，减速板被嵌入机身背部，与机体表面融为一体。战机俯冲飞行时，飞行员按下开关键使机体变形，减速板弹起形成一定角度，增大迎风面积，起到增阻扰流作用。

　　然而，减速板体积较大，占用战机不小空间，如果能找到替代装置是更好选择。

　　随着航空新技术和新理念诞生，设计师决定改变机体布局，通过飞行控制系统(简称飞控系统)操纵鸭翼、垂尾和襟翼等部位变形，取代传统减速板。

　　别看这个小小变化，战机降落时，有了飞控系统控制，空中减速难题迎刃而解。比如，苏-35S战机取消减速板结构，成功“瘦身”100多公斤，节省的机体空间被用于增加油箱，续航能力大大提升。

　　地面制动

　　开伞刹车双重保险

　　战机触地后，飞控系统的减速功能会逐渐消失。此时，减速伞系统开始大显身手。

　　减速伞系统由主伞、引导伞和伞袋组成。经过打包，该系统放置在机尾伞舱内。战机触地时，飞行员按下按钮打开伞舱门，引导伞率先弹出，并拽出伞袋。随即，主伞迅速张开，拖拽战机实现减速，最终自动抛落。

　　有抛伞就有叠伞。每使用一次减速伞，都需要捡取、折叠和打包，过程耗时费力。

　　难道没有其他方法代替减速伞么?

　　当然有。

　　我们知道，遇到突发交通情况，汽车驾驶员通过松油门、踩脚刹实现短距离刹车。战机也有类似功能——机轮刹车系统。

　　机轮刹车系统启动后，旋转盘与定盘相互推压，阻止机轮滚动，机轮与地面剧烈摩擦产生阻力，实现制动刹车。

　　众所周知，航空领域的应用材料需要经受高压、高温等多重考验。机轮刹车系统，也不例外。战机制动负荷远高于汽车，刹车部件的重量和体积也有着严格要求。

　　过去，机轮刹车系统常因温度过高而不堪重负，失去制动能力。随着航空材料迭代升级，采用碳纤维材料的机轮刹车系统可以承受2000℃的高温，制动能力显著提升。

　　那么，既然有了机轮刹车系统，为什么还要采用减速伞系统呢?

　　事实上，机轮刹车系统并不是万能的。高温条件下，机轮刹车系统会发热;高寒条件下，机轮刹车系统会打滑，减速效果都会大打折扣，而减速伞系统不会受到环境因素影响。

　　与可回收利用的减速伞系统相比，机轮刹车系统造价高、损耗快、维修难。为节约军费开支，不少国家空军选择将两种系统配合使用。

　　甲板降落

　　刀尖起舞步步惊心

　　茫茫大洋，航母犹如一叶扁舟，舰载机飞行员要想在甲板上安全降落，犹如在刀尖上舞蹈，每一步都惊心动魄。

　　相比长达千米的机场跑道，航母甲板长度约为300米，可用距离只有100多米，战机时速高达300千米。短距离高速降落，对飞行员飞行技术、身心素质都是严峻考验。

　　为保证舰载机安全降落，设计师巧妙地设计出阻拦索和防冲网，为飞行员保驾护航。

　　1911年，美国飞行员尤金·伊利驾驶400多公斤重的战机，首次在宾夕法尼亚号巡洋舰上降落。降落过程中，尤金将甲板看作一个移动坐标原点，不断调整战机飞行姿态，控制飞行轨迹。

　　战机准确进入降落航线，接触甲板一瞬间，准确钩住甲板上的阻拦索，数秒钟后，战机稳稳地停靠在甲板上。此时，阻拦索自动与战机分离，回到初始状态。

　　倘若战机未能钩住阻拦索，那该怎么办?

　　这时候，防冲网派上用场，将没有钩住阻拦索的战机“一网打尽”。

　　阻拦索占用空间小，工作方式比较“温柔”，战机尾钩只需钩住阻拦索，就能稳稳停住，对战机不会造成任何损坏。相反，防冲网占用空间大，阻拦方式不是拉住而是挡住，战机会一头撞入网中。随着喷气式战机诞生，阻拦索成为战机主要减速手段，防冲网逐渐被时代所淘汰。

　　早期，航母使用的是液压阻拦系统，阻拦索常因过载而断裂，需要定期保养更换。即便如此，因阻拦索断裂引发故障的数量仍占到系统总故障的80%以上。2003年，美国海军华盛顿号航母阻拦索发生断裂，导致1架F-18战机坠海;2016年，俄罗斯库兹涅佐夫号航母曾两次出现战机拉断阻拦索的事故。

　　为进一步提升战机着舰安全系数，有的军工企业研制出新型电磁阻拦系统——通过测量拉力数值，将信号迅速传至中央集中控制器，自动启动相应程序，防止阻拦索因过载而断裂。当不同类型战机降落时，航母工作人员只需按下相应按钮，一切问题都由电磁阻拦系统自动搞定。这好比称重，磅秤需要人工更换秤砣，而电子秤只需要调整测算模式，即可算出准确数据。