飞行甲板上的那些事



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1.飞行甲板

航母上有一处极为特殊的地方。这里面积很宽广,并且各种设施错落有致地设置着。这是其他水面战舰所没有的场所,它起着极其重要的作用,可供舰载机起飞、降落和停放,是人员和设备完美结合且能高效运用的平台,人们通常称它为飞行甲板。航母飞行甲板需承受舰载机降落时的巨大冲击力,它是航母最上层的甲板,能够起到相应的保护作用以及隔绝作用,所以对飞行甲板的强度要求很高。

早期航母飞行甲板表面仅能铺设一层木质甲板,而现代航母飞行甲板表面已变为全金属。随着冶金技术不断发展,航母飞行甲板用钢的材质愈发优良,屈服强度也越来越高。现代大型航母飞行甲板的厚度通常在 80 至 100 毫米,小型航母则要薄一些。其结构通常采用多层结构,其中最上层。③有下层,其由凯夫拉材料以及其他阻燃、降噪材料组成内衬。
如今,有很多国家能够造出比航母更大的商船货轮,然而却无法造出航空母舰,其中一个关键原因就是甲板的技术难度较大。

“尼米兹”级CVN–75“杜鲁门”号飞行甲板上的舰载机

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2.挡流板


众所周知,喷气式舰载机在进行弹射起飞之前,其发动机就已经处于全速运转的状态。在这种情况下,它会朝着后方喷射出高温且高速的燃气流。这种高温高速的燃气流对人员以及器材会造成很大的危害。而在此时,弹射器后方所张起的挡板能够使燃气流向上发生偏转,从而不会喷向后面的甲板。这种挡板又被称作“偏流板”或者“燃气挡流板”。
20 世纪 50 年代喷气式舰载机搭载上航母时诞生了挡流板。当时美国航母甲板是木质的,美国海军发现舰载机尾部后端喷出的喷气发动机高温燃气会直接对着甲板,烘烤时间一长就极易引起火灾。经过摸索与研制,航母开始使用挡流板,并且一直沿用至今。通常,一部现代弹射器的后面一般装着一组 3 至 4 块,甚至更多的燃气挡流板。单发飞机起飞时会张开正中一块。双发飞机起飞时则必须多块挡流板一起张开。这样一来,它所喷出的火焰能被引导至上部。火焰不会对后面的设备造成伤害。火焰不会对后面的飞机造成伤害。火焰不会对后面的人员造成伤害。同时也不会影响到后续飞机弹射的起飞作业。

舰载机准备起飞,挡流板打开
一块燃气挡流板看似不大起眼,但其结构十分复杂。它是甲板、设备、人员和飞机的“保护”屏障,同时本身还具有助推的功能。

打开状态的挡流板

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3.升降机

大型航空母舰最多能装载近百架飞机,这些飞机不能都放置在甲板上,部分飞机需停放在飞行甲板下面的机库里。飞机停放在机库中会存在搬进和搬出的情况,这就需要用到飞机升降机。所以,有人将其称作舰载机的“搬运工”。航母升降机是航母上的垂直运输工具,主要在航母甲板与机库之间往返,用于运送战机。每艘航母都配备有机库。因为有机库,战机便有了更为适宜的栖息之所。这样战机既不会遭受风吹雨打,又能避免占用过多的甲板空间。并且在机库内,对战机进行维护与保养也更加便捷。同时,有了升降机,战机能够很便捷地在甲板与机库之间来回穿梭,这更有利于战机的调配。
在航母上,无法像日常在高楼中那样配备电梯前室、电机室以及控制室。因为如果配备了这些,会导致航母甲板的上层建筑变得极为庞杂,这会明显对战机的调配和周转产生影响。同时,还会使航母的稳定性变差,并且导致重心上移。

早期的航空母舰不存在升降机。例如早期的日本航母就没有升降机,其航母共有三层甲板。最上面一层是降落甲板,中层和下层甲板则是起飞甲板。起飞甲板与机库是相通的,飞机一旦被推出机库,就能立即起飞。当时像“赤诚”号、“加贺”号等有名的航母都采用了这种起飞方式。


舰载机正在入机库
飞机起降速度大幅提升后,升降机开始普遍上舰。“二战”之后航母甲板钢材,航母升降机大多采用舷内式,这种升降机布置在飞行甲板的中线上,这给舰体的纵向强度造成了损失,需要用几百吨钢材来弥补这一损失,并且它占用的有效空间比较大,装甲防护也不好,尤其不能同时进行弹射和回收飞机。

航空母舰舷内式升降机
设计师们为了克服舷内式升降机的缺点,以适应飞机同时弹射和回收的需求,并且保证舰体纵向强度,所以对此进行了改良。不久之后,一种新的升降机布置方式在新造航母上开始出现,这种布置方式就是将升降机布置在航母甲板舷侧的舷侧升降机。美国在战后建造的大型航母全部都采用了舷侧升降机。

航空母舰舷侧式升降机

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4.拦阻索


拦阻索是航空母舰拦阻系统的组成部分,是飞行系统的核心装置之一。英国率先发明并使用了拦阻索技术。到如今,能够独立生产拦阻索的国家数量极少,仅有英国、美国、俄罗斯和中国,其他国家大多未掌握此技术。

航空母舰上的拦阻索
舰载机作为航母的“拳头”,航母技术的关键在于舰载机能否从航母上顺利起降。舰载机高速飞行,在摇摆起伏不定的航母上降落,其难度比起飞更不言而喻。这既要求飞行员有高超的技术和出色的心理素养,也离不开可靠的飞机拦阻装置,以便帮助舰载机在长度有限的甲板上迅速减速并停止。

“尼米兹”级航空母舰上的拦阻网

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5.光学助降系统

光学助降系统是现代航母三大技术中最为杰出的发明,它继蒸汽弹射器、斜角飞行甲板之后出现。它的出现摆脱了以往单纯依靠飞行员或着舰指挥官(LSO)的目视观察与个人经验来引导飞机着舰的传统,为飞行员提供了可靠的降落参照指示体系,是航母舰载机降落引导技术的一次革命性进步。

光学助降系统

计算机技术进一步发展,这使得舰载机降落有了更先进的助降系统。这个助降系统是全天候的,也是全自动的。该系统常被安装在舰岛的上后部。它是一部高精度引导雷达。主要承担的任务有:测出飞机降落时的实际位置和运动参数,测出航母飞行甲板的运动参数并将这些参数汇入计算机,计算出准确的引降数据,然后通过无线传输系统发射到要着舰的飞机上。着舰飞机上的接收装置收到信号后,自动驾驶仪会自动修正误差,从而操纵飞机准确降落。这种系统在云层低且能见度为零的状况下,能够引降 3 至 4 海里范围内的飞机。它配备了助降电视,引降员能够坐在荧光屏前,对飞行甲板上的降落情况进行监视,飞机降落的间隔时间为 30 秒。

舰载机着舰示意图

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6.甲板上的“七彩虹”

一般情况下,一艘大中型航母的飞行甲板上有很多作业人员,人数能达到上百人甚至上千人。这些作业人员分别穿着不同颜色的衣服,这无疑在航母上构成了一道非常亮丽的景象,就像一道“七彩虹”一样。航母上作业人员的主要工作是保障飞机在甲板上顺利起降,这需要他们付出很大努力;他们的工作条件比较艰苦,并且还要冒着极大风险,经常在喷气式发动机巨大噪声、猛烈海风以及高温、雨雪等恶劣条件下执行战斗保障任务。此外,他们还存在被飞机起飞时的喷气气流抛入海中或被吸入进气口的危险。其中,起飞弹射器指挥官(“射手”)的任务最为艰巨,其具有代表性的手势便是“射手”动作。首先,让我们逐一来看这些人员所穿着的“七彩”服饰。

“七彩虹”工作人员正在甲板上检查
美国航母以司职来划分,可分为七类。每一类都有其特定的服装,即有色运动衫(或显眼的外套)。正因如此,它们被形象地称作“七彩虹”。

航空母舰甲板作业人员着装司职分类表

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7.甲板人员的手势


甲板人员的手势,是用于工作对接的信号。它是下达指令的方式,也是交流信息的途径,同时还是完成作业的重要行为方式以及约定俗成的基本动作。
1922 年,美国海军历史上第一艘航空母舰“兰利”号正式开始服役。在“兰利”号上,有一位军官叫肯尼思·惠廷。为了评估飞机降落技术,他每次都会用照相机把飞机降落的过程记录下来。在没有任务的时候,他会在甲板尾部的角落位置,以各种姿势来观察飞机降落。正是他这些与众不同的姿势,使得飞行员在触底降落时能够看得一清二楚。后来,飞行员发觉肯尼思·惠廷的身体语言对舰载机的着舰起降很有益处,于是提议负责降落的甲板工作人员去学习这些姿势,接着一套完整的舰载机起降协调手势动作便诞生了。“二战”爆发之前,肯尼思·惠廷的手势动作已经被广泛地运用,并且逐步演变成了如今所看到的这套动作手势。

航母上起飞弹射器指挥官(“射手”)的任务最为艰巨,责任最为重大,其目的是为了保障战机能够顺利起飞。他需负责监督完成战机起飞前的各项准备工作。之后,他要与机组人员互致军人的祝福。在飞机起飞前,他还要再次检查飞机和弹射轨道,确认飞机已准确引导在弹射轨道中轴线上,机上固定锚锚链和固定制止器固定正确,蒸汽弹射器的压力符合飞机起飞质量,襟翼调整到了必需的角度,弹射轨道上没有障碍,蒸汽导流槽已升起。

美国航母“射手”手势
然后,“射手”开始下达起飞命令,其姿势简短且独特:侧屈腿,将食指和中指指向飞机起飞的方向,其余手指握拳,同时脸背对起飞方向。这一姿势是美军航母上最为典型的特定手势,不会与其他手势相混淆。弹射器操纵员接到这一手语指令后,便按下发射按钮。蒸汽式弹射器非常迅速,能在 2 秒之内航母甲板钢材,让质量达到 30 多吨的现代化舰载机以 260 至 300 米/秒的速度,飞离弹射轨道,从而起飞升空。
2012 年 12 月 24 日,我国辽宁舰成功完成了歼–15 舰载机的起降训练。此时,网络上一片欢腾。在画面中,起飞指挥员指挥歼–15 起飞时所展现出的帅气动作,被称作“航母 style”。网友们纷纷自拍并上传自己的“航母 style”照片,以此来表达对中国航母实现舰载机起降这一事件的欣喜之情。


