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“玩命的刹车”—舰载机降落离不开它，航母阻拦索，只有几个国家有此技术

舰载机降落：玩命的刹车
自从人类发明航空母舰 ， 这种“大海上的移动机场”就成为战略级的强力武器 ， 能够让战机获得大得多的作战空间 。 然而 ， 要在茫茫大海上 ， 让战斗机顺利起落 ， 相对陆地上要面临更大的挑战 。 除了风浪导致的飞机驾驶难度和航母被浪头打得起伏颠簸外 ， 航母甲板本身的尺寸限制也是一个让人头疼的问题 。
固定翼飞机的原理 ， 是依靠高速的行驶 ， 使得迎面气流对倾斜机翼产生空气升力 ， 从而抵消重力 ， 才能翱翔长空 。 但飞机停在地面或航母上时近乎零速度 。 要把静止的飞机加速到起飞 ， 或把飞行的飞机减速到降落 ， 在高速和静止之间实现加速和减速 ， 是一大难题 。
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螺旋桨时代的一战、二战 ， 亦即20世纪上半叶 ， 当时的飞机个头较小 ， 分量较轻 ， 飞行需要的速度也较慢 ， 起落需要的距离也较短 。 无论是加速到起飞速度 ， 还是滑行到停止 ， 只需要不太长的跑道距离即可 。 那时候有的的飞机 ， 往往随便找段公路、原野就能起飞降落 。 航母100多米长的甲板也完全足够 。 飞机在航母上的起降 ， 也就是个驾驶精准、经验丰富的问题 。
而在二战后 ， 喷气式战斗机加载的各式先进装备越来越多 ， 重量也就节节攀升 。 要把这么大块头的玩意飞上天 ， 除了优化气动力布局之外 ， 一个最根本的手段就是增加速度 。 只有飞得更快 ， 才能飞得起来 。
而更快的飞行速度 ， 意味着飞机每次起落 ， 加速、减速的任务更重 。 需要在地面行驶更多的时间 ， 更长的距离 。 在地面上还好说 ， 无非把机场跑道延长 ， 三百米不够就来五百米 ， 五百米不够就一千米 。
然而在海上 ， 这麻烦就大了 。 航空母舰的甲板当然不能无限延长 ， 甲板太长 ， 既增加舰体负担 ， 又容易损坏 ， 目标还大 。 当活靶子的滋味可不好受 。
二战时期日本的“零式”战斗机 ， 其全重不到2.7吨 ， 速度不过500多公里 ， 在顶风起飞时只需要70米的跑道距离 。 而美军在1983年服役的四代机F-18 ， 要求的最大起飞重量为20多吨 ， 最高时速达1800公里 。 另一方面 ， 美国现役航母的主力“尼米兹”级航母 ， 与二战日本航母“赤城号”的甲板长度差不多 ， 都是200多米 。
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这就意味着 ， 海军航空兵们必须用差不多长度的甲板 ， 去对付快得多的速度 。 怎样让如此快的飞机 ， 在如此短的甲板上顺利起飞、降落 ， 成为无数军方科学家绞尽脑汁的大难题 。
这其中 ， 起飞的问题 ， 主要通过大功率的发动机 ， 再配合弹射器或滑跃起飞甲板 ， 使得飞机的顺势加速度得到提升 。 还有一种方法就是垂直起降战斗机 ， 虽然这种飞机起落较为方便 ， 但是载弹少 ， 航程短 ， 大大影响了舰载机的战斗力 。 所以当今主流舰载机还是滑越起飞为多 。
而舰载机降落的风险则更高 。 飞行员不仅需要在短时间内将原本高速飞行的战机慢下来 ， 还必须保证慢下来的时刻 ， 能准确停在小小的航母甲板上 。 否则 ， 降速太猛了 ， 还没到甲板就得直接坠入大海 ， 或者更惨撞上航母 。 降速太缓了 ， 在航母区区百余米长的跑道上没来得及停下 ， 那又是一头冲出甲板 ， 栽进大海 。 从这个角度上说 ， 航母舰载机的降落 ， 确实是“玩命的刹车” 。
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阻拦索：生命的羁绊
解决战机在航母起飞、降落问题的一种思路 ， 是把舰载机改为“垂直起落”战斗机 ， 只需要很短的甲板距离就可以起飞、降落 。 最典型的当然是直升飞机 ， 别说航母甲板 ， 就算是巡洋舰、驱逐舰的甲板也能轻而易举地起降 。 然而直升机的速度、航程和战斗力都远不如固定翼飞机 。
更先进的方案是在固定翼飞机上加装垂直起降发动机 ， 起飞与降落时能产生直接向下的推力 。 这样 ， 无须以太高的水平速度产生升力 ， 即能实现在短距离的起飞降落 。 垂直起降战斗机的技术从20世纪50年即开始研发 ， 目前各大强国都有涉及 。 类似的思路 ， 美军还采用了倾转旋翼机（如鱼鹰） ， 在直升机和固定翼飞机之间切换 。
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不过 ， 垂直起降战斗机尽管对甲板要求大幅度缩小 ， 却也存在明显的弊端 。
首先是太费油 ， 大大减小了飞机的航程和作战半径 。 其次是垂直起降能够承受的重量有限 ， 必须大幅度削减飞机的载弹量 ， 从而影响战斗力 。 而垂直起降的操作难度也很大 ， 容易发生事故 。 英国在马岛战争时有5架垂直起降战斗机因为操作失误坠毁 。 因此 ， 垂直起降战斗机只是权宜之计 。
因此 ， 航母上应用更广泛的思路 ， 飞机降落是依靠阻拦索、防冲网技术 。 这项技术的原理非常简单 ， 就是在甲板上设置一些带阻力的“绳索” ， 当高速行驶的飞机即将降落时 ， 这些绳索可以“拖拽”住飞机 ， 使得其速度迅速降低 ， 直到停止在飞行甲板上 。 而在绳索的尽头 ， 还设置一些网 ， 如果飞机没能被绳索拉住 ， 还可以用网将其拦下来 。
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就阻拦索和防冲网而言 ， 很显然 ， 阻拦索是更加“王道”的辅助降落设施 。 首先阻拦索占用的空间较少 ， 更便于多重部署 ， 互不干扰 。 更重要的是阻拦索可以仅仅钩住飞机上的某个专门器件 ， 对阻拦索本身和对飞机 ， 都几乎不存在损害 。 在成功降落之后 ， 飞机与阻拦索可以迅速脱离 ， 飞机可以进行下一流程任务 ， 阻拦索则可迎接下一架飞机 。
相反 ， 防冲网不但占用空间较大 ， 而且阻拦方式不是“拉住”而是正面“挡住” ， 整架飞机一头“撞入”网中 ， 对防冲网本身和飞机 ， 都可能造成一定损害 。 而在阻拦之后 ， 要让飞机脱离防冲网 ， 也更加麻烦 。 因此 ， 在阻拦索-防冲网的体系中 ， 素来都是把阻拦索作为主要降落手段 ， 而防冲网仅仅作为阻拦索万一失败后的紧急预案 。
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早期阻拦索：如蛛网密布甲板
阻拦索作为简单有效的一种着舰手段 ， 几乎和航空母舰的问世同时 ， 因为没有阻拦装置 ， 根本就不可能让普通飞机在舰船上降落 。 不过其原理虽然简单 ， 但实现其实蛮复杂的 。 现代阻拦索两头连接的是复杂的阻力产生装置 ， 在被飞机“绊住”后逐渐产生阻力 ， 最终把飞机拉住 。 为此 ， 很重要的一点 ， 就是当飞机没有钩住阻拦索中点的时候 ， 依然能保持阻拦索两段拉拽的合力方向 ， 应与飞机行驶方向相反 ， 换言之两段阻拦索的力量应该不同 。
实现阻拦索的阻力有多种不同方式 。 将阻拦索完全固定死在甲板上 ， 则这个阻力完全来自阻拦索本身的弹性 。 一旦超出弹性范围 ， 双方的作用力变成“硬拽” ， 结果不是阻拦索被拉断 ， 就是飞机被拉坏 。
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早期螺旋桨飞机速度慢 ， 质量小 ， 因此最初的阻拦索也很简单 ， 就是一根钢索 ， 在两头悬挂着沙袋 。 把这种阻拦索放在甲板上 ， 当降落的飞机滑过阻拦索 ， 就会被阻拦索绊住 ， 或被卡住螺旋桨 。 1911年1月18日 ， 美国飞行员尤金·伊利驾驶454公斤重的飞机 ， 创造历史地首次在在“宾夕法尼亚”号巡洋舰上进行着舰试验时 ， 飞机的挂钩就抓住了平台上的五根钢索 。
有的阻拦索采用在两端加挂重物 ， 这样飞机产生的冲力 ， 被消耗于拉拽重物的运动中 ， 称为重力阻拦 。 首先安装有重力型阻拦装置的是美国的“兰利”号航空母舰 。 该舰是美国第一艘专门的航空母舰 ， 由“木星”号运煤船改装而成 ， 1922年建成 。 在航母的两舷各竖立起一个支撑塔 ， 阻拦索通过滑轮组绕过支撑塔 ， 两端连上重物 。 当飞机钩住阻拦索后 ， 把阻拦索往前拖拉 ， 带动重物沿支撑塔上升 ， 以重力势能来消耗飞机动能 ， 达到降速目的 。
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目前使用最广泛的是液压阻拦索 。 这类阻拦索在1924年由英国人诺登和巴思设计成功 ， 并于1927年引进到了美国 ， 至今已经使用了近百年 ， 基本原理没有太多变化 。 不过 ， 早期的液压阻拦索阻力有限 。 如美国航空局航空部在诺福克海军船厂设计建造的液压阻拦索 ， 其设计阻拦力为35.3千牛（相当于3吨多的重力） ， 应对着舰速度为97公里/小时的飞机 。 在二战时期的航母甲板上 ， 可以看到直式甲板航母上设有10－15道阻拦索和3－5道防冲网 ， 密密麻麻 ， 简直就像捕捉钢铁飞虫的蜘蛛网一样 。
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【“玩命的刹车”—舰载机降落离不开它，航母阻拦索，只有几个国家有此技术】当代阻拦索：海军强国的必修课


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