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        航母上的力學應用

        2016-03-16 15:49:53杜威
        關鍵詞:彈射器機庫升降機

        杜威

        中國由于歷史原因,海軍發(fā)展很緩慢,前一段時間黃海海域打撈發(fā)掘的致遠艦,似乎還在訴說著舊中國那段為人魚肉的歲月,我們祖國的南海許多島嶼還被周邊國家非法占據著,為了維護中國的領土權益,我國于2014年發(fā)行了明確標明領海的豎版地圖.沒有一個大國沒有航空母艦,中國也不能永遠不建造航母.沒有航母.我們就無法保障祖國的領土完整,然而.起步較晚的中國工業(yè)基礎薄弱,建造航母的許多世界性技術難題,阻礙著中國的航母夢,

        航空母艦,簡稱航母,是一種大型艦船,它就像一個浮動的飛機場,可以把戰(zhàn)機運輸到戰(zhàn)斗前線.為戰(zhàn)機起降提供有利條件和后勤補給.航母一般以編隊的形式出現,一個航母編隊里有各型戰(zhàn)艦.航母編隊的戰(zhàn)斗力是驚人的,

        航母要想高效地戰(zhàn)斗,離不開航母上的升降機(如圖1).大海上由于天氣惡劣,空氣濕度大,海浪里夾雜著海鹽,對金屬的侵蝕性很強.為了保護艦載飛機,航母上有一個大型的機庫,機庫在飛行跑道下面,就像把飛機停在了“地下停車場”.戰(zhàn)斗前,需要把飛機從“地下停車場”迅速地運送出來.這時候就需要運用升降機了.升降機是一個大型的電梯平臺.飛機從機庫開到升降機上去,然后就像坐電梯一樣被運送到航母甲板上.由于飛機的質量非常大,因此需要升降機提供強大的升力,還要保證安全穩(wěn)定,這對工業(yè)技術要求非常嚴格.

        為航母提供航行動力的裝置是艦船上的發(fā)動機.根據發(fā)動機種類的不同,航母可以分為常規(guī)航母和核動力航母,常規(guī)航母采用柴電動力,能耗很大,一般為中小型航母:核動力航母采用核能為燃料動力,一般為大型航母.排水量可達10萬噸,核動力航母技術非常先進,20年無須更換燃料.目前世界上只有美國的核動力航母比較成熟.航母的直接動力來源于尾部螺旋槳的推力,螺旋槳轉動的時候.可以把水向后推,由于物體間力的作用是相互的,航母會受到一個海水對它的大小相等、方向相反的推力.這個推力的方向向前,使得航母可以向前航行.

        航母發(fā)揮戰(zhàn)斗能力.主要依靠艦載飛機.為了便于停放和運輸,艦載飛機的機翼一般都是可以折疊的,平時停放的時候折疊起來.當需要飛行和戰(zhàn)斗的時候就打開,艦載飛機從空中降落著艦時,由于速度非常大并且飛機質量巨大,與航母最先接觸的起落架會受到巨大的沖擊力,而飛機上固定彈射器的部位就是前起落架,所以艦載飛機的前起落架都比陸地飛機的要粗壯得多,再加上雙輪(如圖2)的組合使得艦載飛機的著艦更穩(wěn)定.

        艦載飛機的質量是制約著航母發(fā)揮作戰(zhàn)威力的重要因素,航母的飛行跑道很短.要在很短的距離實現飛機的速度從零到飛行速度的加速,是件困難的事情.要實現更大質量的飛機起飛,就需要建造彈射器,目前世界上只有美國的彈射器技術比較成熟,采用的是蒸汽彈射器.彈射器就像是一張弓,飛機就像是一支箭,彈射器可以把飛機像射箭一樣彈射出去(如圖3).當飛機需要起飛的時候,彈射器上的牽引桿與飛機的前輪相連.彈射器內由水蒸氣驅動,水蒸氣儲存在彈射器下面的容器內,壓強非常大.當飛機發(fā)動,彈射器啟動的時候,巨大的彈力加上飛機本身發(fā)動機的推力,可以將飛機在短短的45m內,由靜止加速到250km/h.這個時速才能夠使航母上的重型飛機獲得足夠的起飛速度和升力.

        艦載飛機安全降落也是一個重大難題.航空母艦的飛行甲板與陸地機場的跑道相比是“袖珍型”的.要在短距離內讓高速著陸的飛機速度降到零而不沖出甲板,需要加大對飛機的阻力,這種加大阻力的裝置就是阻攔索.阻攔索由特殊的合金材料制造.它的硬度非常大,大得可以經受住飛機的劇烈拉扯而不斷開:它同時還具有超強的韌性,可以像繩子一樣任意彎曲,當艦載飛機需要著陸時.飛機要先放下起落架和尾鉤.尾鉤是艦載飛機獨有的設計,它用來勾住阻攔索.當艦載機在航母甲板上著陸時,尾鉤勾住阻攔索.由于阻攔索固定在甲板上,會給飛機一個向后的彈力,這個力拉著飛機,使它由高速變?yōu)殪o止(如圖4).

        我國第一艘航母“遼寧艦”克服了重重困難,于2012年服役.它采用的番號“16”是為了紀念1916年誕生的劉華清上將.這艘航母采用柴電動力,在世界上還算不上先進,卻解決了我國海軍航母從無到有的問題,如今.我國正在加緊研制電磁彈射器、航母核動力發(fā)動機及更先進的艦載飛機.相信不久的將來,我國的核動力航母編隊會馳騁在祖國的南海之上.

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