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1、俯冲起飞方式舰载机另一种起飞方式云南大理巍山一中 谢忠立航空母舰在海战中的王者地位已经奠定了数十年近百年时间 ，但其最主要的刹手锏 是其运载的的舰载机，它仅只是个起降平台而已。有效地为舰载机提供起将服务是 航空母 舰的作战效能发挥的关键。在航母有限的空间上要起飞飞机是航母的关键技术，现代技术流 派有两派，一派是弹射起飞，一派是滑跃起飞。以美国为首的西方国家，弹射技术成熟的国家，一般采用弹射起飞，因为这 种起飞方 式所需起飞跑道短，可以有效缩小航母的外形大小，或者同等大小的航母甲板可以搭载更多 的舰载机，充分发挥航母的性能。但其不足也是显而易见的，首先系统复杂，系统一旦复杂 维护任务就会加重，舰
2、上服务人员就会增多，对航母的作战潜能也是一种限制。其次，系统 复杂环节过多，整个系统的可靠性就会降低，存在作战关键时无法起飞战机的可能风险，第 三，舰上兵员过多，加大军队负担和风险。第四，弹射系统的存在 ，也加大 了航母的质量， 对其机动性和能耗也是一种负面的影响。以俄罗斯为代表的航母，主要的起飞方式为滑跃起飞，其主要的原因是其弹射技术不如 西方可靠，因此，采用滑跃起飞的方式。与弹射起飞相比，其具有如下的优势。首先，设备 要求较低，技术要求不高，只需要对甲板做相应的改装就可达到目标，其次，维护简单，不 需要过多的维护人员上舰，降低了军队的负担和作战伤亡风险。第三，系统简单，运行的故 障相对就小
3、得多。其不足也就产生与此，其一，为了达到足够的起飞速度，其起飞滑跑跑道 就相对弹射起飞要长一些，舰体可能就会大一些，机动性也就相对要弱一些。第二，在起飞 过程中有一段向上的滑跑跑道，这对飞机动力是一个考验，也就是同等推力的情况下，舰载 机的起飞重量要打折扣，其挂弹量，或载油量要相对小于弹射起飞方式，也就是舰载机的潜 能无法充分发挥。无论是弹射起飞，还是滑跃起飞，其本质都是要解决飞机起飞时的速度与升力问题，弹 射起飞，是通过相应设备对飞机进行加速，从而达到起飞的相应要求速度，取得足够升力完 成起飞工作。滑跃起飞是在起飞跑道末端，将跑道向上仰起，让飞机在离舰时形成斜上抛运 动，在空中争取时间，进一
4、步进行加速，从而完成舰载机的起飞。两者都是要尽可能的缩短 起飞滑跑距离，完成安全起飞。弹射起飞是从外部额外提供一个动力，增大加速度达成目标。 滑跃起飞则是通过飞机起飞姿态，在离舰后争取一定的时间，进一步加速达成目标。有没有 第三种起飞方式可供选择呢，到现在为止，各型航母还没有产生第三种起飞方式，但是，不 产生第三种起飞方式，不代表不有第三种可能，如果从单纯物理学原理和牛顿第二运动定理 来说，第三种起飞方式，就存在于滑跃起飞之中。我们先来分析滑跃起飞的起飞原理，其起飞过程如图所示。AB飞机从A点开始滑跑不断加速，有了一定的速度后到达了 B点，此时，航母甲板向上仰起， 飞机由B点的水平运动，改为B
5、C段的斜向上的仰飞状态，在经过BC段的进一步加速后， 在C点离舰，做斜上抛运动，完成起飞动作，对飞机动力最大的考验来自于BC段。BC段的飞机是做斜向上运动，飞机动力中的一部分动力被重力消耗了，即此时飞机获 得的动力F加实际为，FDG=F加（FD为飞机发动力的动力，G为重力的一个分力），飞机起加D加D飞重力G越大，其分力G也越大，其获得的实际动力F加越小，飞机的加速度在此时也就越 加小，起飞难度就会加大。这就要求起飞时的挂弹量不能太大，或者减少燃油携带量，降低飞 机总重，从而减小G项，让飞机有足够的动力F加，以保证飞机能安全起飞。无论是减少挂 加弹还是减少燃油，都是对飞机作战效能的减弱，减少挂弹
6、攻击力减弱，减少燃油，滞空时间 缩短，作战半径下降。第三种起飞方式，可以看作是，滑跃起飞的逆向过程，简单地将其称为俯冲起飞方式。 其起飞过程和原理如图所示。飞机从A点开始滑跑并加速，到了 B点后向下俯冲加速，到C点后再经过水平甲板，让飞 机水平运动，进一步加速，让飞机具有足够的速度后，在 D 点离舰完成起飞，其舰上设施 与滑跃起飞相似，只不过起飞过程运行的路线与滑跃起飞相反而已。这种起飞方式与滑跃起飞相比，其最大的优势就在BC段。滑跃起飞时是斜向上运动， 飞机获得的动力，是发动机动力的一部分，且起飞重量越大，其有效动力（加力）越小，可 从相关力的形成看出来 FDG=F 加。而在俯冲起飞过程中，
7、在 BC 段的飞机实际动力是，D加FD+G=F加。飞机起飞重量越大，其中的重力分力G越大，因此，在BC段，起飞重力成为动D加力的一部分，起飞重力与总动力的关系成增函数的关系，滑跃起飞与俯冲起飞两相比较，二 者有效动力相差2 G。从起飞过程可以看出，俯冲起飞和滑跃起飞都必须考虑重力的影响，在滑跃起飞过程 中，重力是对飞机起飞 的一个阻碍，而在俯冲起飞过程中，则化害为利，利用重力的帮助 获取动力，此时，起飞总重对飞机的起飞负面作用降到了最低，有利于充分发挥舰载机的作 战效能。如果飞机能抵抗相应的冲击，俯冲起飞还可做以下改进，其起飞过程如图所示。改进是在原有俯冲起飞的起飞之前，将甲板向上仰起，即将D
8、E段向上仰起，但是为了 减少重力的负效应，DE段应尽可能地短，其长度可设为飞机前后轮之间距离的1至1. 5倍 左右，飞机到了 D 点以后，其速度已经很高，接近起飞速度，对甲板压力接近于零，但如 果要改变其运动姿态，由于此时的飞机运动速度太高，经过DE的时间很短，大约只有0.1 秒左右，而其产生的向上速度却取决于DE段的仰角，如此一来，飞机向上的加速度很可达 到几个g的大小，这对飞机的抗冲击要求是很高的。但是DE段的功能是在起飞离舰的舜间 调整飞机的运动姿态，从水平运动状态，调整为斜向上的斜上抛运动状态，重新获取滑跃起 飞的姿态优势，因此，可依据实际需要，采用相应的仰角，减少这舜时冲击的力度。对
9、于甲板设计中的 BC 段，在舰载机回收过程中，也会产生有效的减速效用，舰载机的 回收刚好与起飞运行方向相反，舰载机着舰后，经过拦阻索后，再经一段减速运行必然要经 过BC段，此时在BC段做斜向上的运动，重力中的分力G刚好具有安全的减速作用，相当 于又增加了一道拦阻索，对于飞机的安全着舰具有不容质疑的价值。在航母上进行舰载机飞行编队时，缩短起飞时间，尽快形成战斗编队，不仅节约燃油， 还为先敌攻击迎得了时间。采用俯冲起飞方式后，起飞准备对其它设备几乎没有依赖，可以 在起飞区排好编队，依据实际战机的安全距离要求，定时不断起飞舰载机，以最短的时间形 成战斗编队，从而为整个航母编队的工作效率赢得时间，保证己方安全的同时抢到先敌攻击 的战机。如果在其它条件相同的自由选择度下，俯冲起飞将是最优的起飞方式，因为它充分利用 了重力对起飞的促进作用。理论上来看，从机械能守恒可知，B、C两点之间高差为5米时， 重力将贡献约10m/S的起飞速度，高差为10米时，重力会贡献约14m/S的起飞速度，高差 达20米时，重力贡献的起飞速度约为20m/S，并且不需其它辅助起飞设备，只需对甲板设 计做出调整。在减少起飞准备环节、舰艇工作员额、物资补给的同时，对航母的日常维护也 变得简单了，从而降低航母编队的运行成本。
俯冲起飞方式——舰载机另一种起飞方式
