为什么我国航母甲板前端是翘的而美帝的航母甲板前端是平的?
▍为什么我国航母甲板前端是翘的而美帝的航母甲板前端是平的?
美国人是习惯性思维方式,中国人也是习惯性思维方式,设计新航母时被已有的起飞模式禁锢住了。
他们设计的起飞方式都不太合适。
滑跃起飞(甲板上翘),是提高飞机用自身推力起飞的起飞重量;
弹射起飞,是利用飞机发动机推力和弹射器推力起飞,由于推力感觉上足够,就无须上翘甲板。
直通平甲板,是迁就蒸汽弹射器巨大而笔直的开槽气缸,甲板无法上翘。
现在,电弹射器的弹射轨道完全可以随甲板弯曲而弯曲,利用滑跃起飞的优势,减少电弹的能耗,
将来航母的前甲板起飞方式,一定会变成弯曲电弹射器,加滑跃起飞。
▍为什么我国航母甲板前端是翘的而美帝的航母甲板前端是平的?
舰载机起飞方式不同,航母甲板前端是翘的,是滑跃起飞;甲板前端是平的,是弹射(蒸汽弹射或电磁弹射)起飞。
飞机起飞需要获得足够大的升力,通过飞机滑跑,使机翼上下空气流速不同而产生压强差,由这个压强差产生的压力差,就是飞机的升力。并且,飞机滑跑速度越大,产生的升力越大,所以,飞机要获得足够大的升力,就必须有足够大的滑跑速度。但飞机滑跑速度是逐渐增大的,加速需要时间,就需要足够的滑跑距离。
地面机场可以将飞机跑道修到二、三千米,甚至更长,但航母甲板长度一般只有300多米,一般舰载机很难达到起飞的速度,即使加上航母全速航行的速度也不够。弹射起飞,就是利用动力强劲的弹射装置,帮助舰载机获得足够大的速度。不用弹射装置,就将甲板前端翘起,这样,舰载机离开甲板时的速度虽不能保证其获得足够的升力,由于重力作用,会使飞机下降。不过,飞机是斜向上离开甲板的,由于惯性保持原来的运动状态,继续斜向上飞行,并且飞机继续加速,整体效果上,飞机并不会下降。一旦飞机加速到使升力大于重力,飞机就可以升入空中,自由翱翔。
▍为什么我国航母甲板前端是翘的而美帝的航母甲板前端是平的?
有人问,为什么美国航母的甲板前端是平的,而中国航母甲板的前端是翘起的?其实这个答案是非常明显的,因为美国航母采用的是弹射起飞,而我们的航母采用的是滑跃式起飞。换句话说,美国航母搭载的舰载机,是用弹射器助推起飞的;而我们国家的航母,舰载机需要在甲板上滑行然后再起飞。这背后的原因就是,一个安装了弹射器,一个没有安装弹射器。
说到这里,可能又会有人问,为什么中国航母没有安装弹射器?安装弹射器到底好不好?先来回答第一个问题,为什么辽宁舰、山东舰航母没有安装弹射器,主要原因是技术还不够成熟。说白了就是,我们当时还没有能力在航母上安装弹射器。当然了,还有一个直接原因是,辽宁舰本来就是滑跃甲板,所以续建的时候给予了保留。而山东舰是根据辽宁舰的设计建造的,所以采用的也是滑跃式甲板。
再来回答第二个问题,安装弹射器到底好不好?答案是肯定的,弹射器对于航母来说,就相当于力量倍增器。安装了弹射器的航母,舰载机起飞效率非常高,比如说美国的“尼米兹”级核动力航母,安装的是蒸汽弹射器,每天舰载机可以出动100多架次,极限情况下甚至能达到将近200次。而辽宁舰航母使用的是滑跃式甲板,每天舰载机的起飞架次最多只有几十次。
航母弹射器,无论是现在的蒸汽弹射器还是最新的电磁弹射器,它们的技术是十分复杂的。不要把弹射器理解成为一个简单的设备,它其实是一个系统装备,具有很高的精度,而且设计时要考虑到方方面面的使用情况。当然了,目前我们已经有能力生产弹射器,包括最先进的电磁弹射器,技术上已经不存在太大的问题,但是要安装到航母上,还需要进一步的论证。因为把弹射器安装到航母上,并且能够成功运转,也是一个不小的挑战。
最后再说明一下,弹射器的作用是非常大的。不仅能够提高舰载机的起飞效率,还能减少飞行甲板的起飞区域所占的空间,腾出更多的地方搭载舰载机。比如说法国的“戴高乐”号航母,排水量只有4万吨,但是舰载机的数量和起飞效率比辽宁舰还要高,最主要的原因就是它安装了两台从美国进口的C-13蒸汽弹射器。所以,很多人认为“戴高乐”号航母的战力要强于辽宁舰,原因就在于此。
▍为什么我国航母甲板前端是翘的而美帝的航母甲板前端是平的?
因为我们的航母上没有安装弹射设备,在起飞战斗机的时候就需要将让战斗机滑入一个斜坡,让战斗机获得向上弹出的动量。
一般的来说飞机取得升力是依靠气流在飞机机翼上流动所产生的,这时候升力和气流速度就成了正比例关系。
如果甲板足够长的话,飞机可以在滑跑助推的时候不断加速以达到产生足够升力的速度。
但如果航母飞行甲板比较短,这时候就需要借助于弹射装置在飞机滑跑的过程中给予飞机一定的牵引力,这时候飞机的推力和牵引力两者的合力就会加大飞机的加速度,让飞机在极短的滑跑距离上获得足够的速度。
我们目前的航母是没有弹射装置的。这就有了一个很微妙的事情了,我们可以改变甲板的曲率,让飞机离开甲板的时候和海面形成一个较为安全的角度,利用喷气发动机的强大推力继续为飞机加速。这时候飞机所获得的推力就是 发动机推力Xsin(离去角)。虽然有所损失,但还是可以推动飞机继续加速的。
同时飞机也会以抛物线的角度继续升高,在升高的过程中,飞机已经飞了几百米的距离,这时候飞机的本身速度就可以支撑机翼获得足够的升力了。
这里有个很微妙的东西,离去角的大小,按理论上说,45度角是最为合适的离去角,这时候飞机在抛物线运动的时候可以达到最高点,也是最省燃料的。但离去角要达到45度角的时候,飞机的起落架需要受到极大的支撑力,大到是飞机发动机推力的一半。任何材料的起落架都禁不住这么大的力量,其实这里也有公式的。
基本上现在起落架可以承受的离去角从8.5度到14度之间。在这个角度范围内基本上舰载机都能安全的起飞。
▍为什么我国航母甲板前端是翘的而美帝的航母甲板前端是平的?
我们知道要在航母起飞,非垂直起飞战斗机,并不容易,精心布设一段滑跃起飞甲板,即可获得最大的动升力。
航母虽大,但对于几十吨的战斗机来说,在如此之短的距离实现起飞,不是一件容易的事。要获得最大的静止升力,除了迎风起飞,再增加一段滑跃甲板,即可额外增加一部分升力。看似简单,却具匠心,考虑到满载起飞的情况,不是在重载起降点起飞,会变得困难的情况。
开足马力,尽大可能来获得升力,有一段倾角的甲板,有助于提高升力。
弹射起飞即不存在这一状况,在弹射的瞬间,即可使飞机获得更大的起飞速度,这是弹射起飞的好处吧。保证战斗机随时满油满弹起飞,载弹多,耗油少,出动效率高,可以起降更重的舰载固定翼飞机,比如运输机和预警机,甚至无人加油机,有了辅助飞机的配合,使航母作战半径更大。
因此我们的下一艘航母003,就开始加装弹射器,在发展中解决了作战半径不足的问题。当世上航母走过百年路,我国才开始迎来自己的航母,正式踏上航母发展之路,要在循序渐进中突破所有技术问题,弹射器就是一个。
经过十多年努力,从公开的消息可知,现在两种型号弹射器,都获得了突破,可以说想用什么有什么,如中船重工所说,今天的我们,可以发展任何级别的航母,你道好不好?从曲到平这一步,中船人白加黑,可以说极具艰辛。
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