世界最貴的繩索 --- 飛機攔阻索, 讓20噸戰機3秒停下 [48P]

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世界最貴的繩索 --- 飛機攔阻索, 讓20噸戰機3秒停下



殲15艦載戰鬥機著艦的過程

艦載機在飛行甲板上著艦是一項危險係數極大的活動，航母上配備了一系列專業的助降和攔阻系統，其中攔阻索是一個關鍵的組成部分。




攔阻索的介紹

艦載機在飛行甲板上著艦的過程：

把艦載機勾住的那根繩子就是攔阻索。攔阻索是航母上不怎麼起眼的裝置，但卻對航母至關重要，沒了它艦載機根本無法返航。由於航母甲板最長不超過350米，這對於艦載機的起降要求非常高，可以稱為“在刀尖上跳舞”。



現在的艦載機基本都是噴氣式飛機，重量多在20噸以上，為防止著艦不成功，艦載機在著艦時發動機不能停車，需要保持200公里/小時以上的速度進行著艦。著艦時最大過載可達6G，相當於有上百噸的力作用到攔阻索上。美軍航母上的攔阻索最大可承受約85萬牛頓的拉力。因此，要在3秒以內使艦載機完全停穩，可以想象攔阻索所受到的衝擊力非常巨大。


這就是不停車的理由

這就要求攔阻索不僅要非常結實、韌性十足，而且還要有很強的抗疲勞連續工作性能。此外，攔阻索還不能太粗，否則艦載機的尾鉤不容易勾住。因此，攔阻索的製造對於材料、工藝等方面的要求非常高。


攔阻索的橫截面圖

以美國航母上普遍使用的MK7型攔阻裝置為例，其使用的攔阻索有兩種規格，分別為6x30平鋼絞大麻纖維芯攔阻索和6x30平鋼絞聚醋芯攔阻索。每根攔阻索由6股鋼絲繩組成，每股鋼絲繩又由12根主鋼絲、12根中間尺度的鋼絲和6根呈三角狀的細鋼絲扭結而成。每股鋼絲繩之間還有交接鋼絲，每根鋼絲繩芯部還有油浸大麻纖維。


美軍航母攔阻索特寫

作為目前世界上技術要求和技術含量最高的索具，說艦載機著陸時用到的攔阻索是全世界最貴的繩索應該沒有人反對。比如攔阻行程在340英尺的美國MK7型攔阻索，出售給盟友法國的價格約為150萬美元／條。

可見能否有效地縮短艦載機在航母上的著陸距離，不僅僅取決於攔阻索，還要依靠由攔阻索、輪系和液壓阻尼系統組成的一整套完整的阻攔系統。


美國新福特級航母使用電子攔阻系統


美國航母上的攔阻索布置圖

攔阻系統由位於甲板上方的攔阻索和位於甲板下部的阻尼系統組成。攔阻索平鋪在航母的斜角甲板上，通常每艘航母上會布置3到4根攔阻索，安裝在板狀彈簧支撐下距離甲板30－50公分的距離。



攔阻索分布


板狀彈簧支起的攔阻索


攔阻索兩端通過固定在甲板上的升降滑輪和導向滑輪，最終連接到位於航母甲板下方的主液壓缸，由缸體、柱塞和定長衝跑系統組成的主液壓缸是耗散動能的主要部件。


甲板上方的導向滑輪


布置在航母甲板下面的攔阻裝置


傳統的液壓攔阻索系統


當飛機降落尾鉤鉤上甲板上間隔布置的某一根攔阻索時，飛機在慣性的作用下拖曳著攔阻索向前行進，經過升降滑輪和導向滑輪拉動動滑輪組向著定滑輪組方向移動。活塞的移動迫使主液壓缸中的液壓油介質流經控制閥，驅動蓄能器活塞，最終將艦載機著陸時的巨大動能轉化為主液壓缸油液的壓力能和內能。


液壓攔阻系統中複雜的輪系布置

攔阻結束後，蓄能器中的油液釋放之前儲存的能量，通過複位閥門分別使動滑輪組、尾端緩衝活塞、滑輪緩衝系統復位，為下一次飛機的攔阻工作做好準備，這就是一個完整的攔阻作業周期。


“殲-15”飛機起降飛行訓練


美國海軍下一代航母"福特"級（CVN 78）上採用的先進阻攔裝置（AAG）。


"福特"級航母先進阻攔裝置系統


"福特"級航母先進阻攔裝置系統2


"福特"級航母先進阻攔裝置阻攔機構造

實際上，航母的攔阻裝置涉及機械、電氣、液壓等諸多高新技術，是一項非常複雜的大工程，其工作原理中所包含的高科技含量遠比上述描述複雜得多。


攔阻索的維護

攔阻索一旦拉斷將會發生很大的危險，艦載機不但面臨著墜海的危險，飛行員的生命也受到威脅，更嚴重的是，一根阻攔索被崩斷後將會橫掃甲板，甲板上的工作人員將會麵面攔腰斬斷的危險。所以，攔阻索的維護工作十分關鍵。



接下來看看美航母上的攔阻索的維護工作。



攔阻索直接接承受著艦載機尾鉤的衝擊力和攔阻力，也關係到艦載機回收作業的最後成敗，以及艦面人員的安全。



攔阻索是否出現了瑕疵隱患、是否到了疲勞需要更換期，是艦面作業中重點關注的任務之一。



艦載機的著艦尾鉤又是一次成功的鉤上攔阻索，這樣的攔阻著艦成功背後，也離不開艦面人員的工作。



艦載機著艦後，摘掉攔阻索後，負責攔阻索的“綠裝”艦員要把攔阻索推回，輔助攔阻索的復位。


就是用這個長杆“鐵鍬”把攔阻索推回去。



維護中的攔阻索，可以看出每根都由6股鋼絲繩組成，每股鋼絲繩又由2根主鋼絲、12根中間尺度鋼絲和6根呈三角形布置的細鋼絲扭成。



美國的這個攔阻索，承受力上是90噸力上下，所以沒問題的攔阻索，著艦中的艦載機是拉不斷的。





細節上，航母甲板上的攔阻索，是被板彈簧支撐起一定高度的。



這大鋼索看來結實，但是平時維護、檢修、更換都是繁瑣麻煩事。上圖中是在塗潤滑。


擰螺絲，擰支撐起攔阻索的板彈簧。


在甲板下對攔阻裝置中的滑輪組部分進行檢修。




維修搬動阻攔機的索軸。


焊攔阻索。


在艦面上切割老化的攔阻索


更換攔阻索，先用艦載機的牽引車把攔阻索拉出來


攔阻索更換的作業很繁瑣, 也是重體力勞動。


阻攔鎖往往還要鏈接安裝，這個是技術活也是體力活。


阻攔索不是整體的一根，甲板工作人員正在將阻攔索接起來。




將兩根阻攔索擰緊固定在一起。


“綠裝”人員在機庫內整理攔阻索。


阻攔鎖鋼纜和機械組件出現了損壞就要第一時間維修保養。


航母上管理阻攔索的技術女兵正在甲板下的設備間對設備進行檢查。





對攔阻裝置的鋼索系統進行細緻的檢查，任何地方出問題，都有可能殃及全艦人員的安全，責任重大。



所以說，航母上細節的成敗，背後都是團隊的付出。



細節無小事，檢修維護更換的流程規範等，需要航母上每一位工作人員嚴格遵守和執行。  

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