時風
航空母艦上要裝載大量飛機。飛機在陸地起飛要有長長的跑道,在航空母艦上不可能有長跑道,那它們如何起飛呢?
動作一:讓人猛“拉”一把
航空母艦的長度無法修筑讓飛機加速起飛的長跑道。在航空母艦的跑道上,飛機無法借助自己的力量在極短的時間內完成加速過程,于是設計師就想到了“拉它一把”的方法。
為了完成“拉飛機起飛”的動作,需要在航空母艦上安裝一個巨型的蒸汽彈射裝置,依靠這個裝置在管道內產生高壓蒸汽,高壓蒸汽推動活塞高速運動,活塞通過連接件鉤掛飛機的前輪,可以“使勁”把飛機向前“一拉”,飛機幾乎從靜止狀態(tài)立即就擁有了起飛的速度。借助“一拉”之力,飛機就能從航空母艦的甲板上起飛。
依靠蒸汽彈射的方法讓飛機從航母上起飛,弊端實在不少。一是安裝在航空母艦上的蒸汽彈射裝置龐大,還要帶上那么多的燃料,占據的空間太大,這會擠占航母的“戰(zhàn)斗部”,讓航母變笨、變弱。二是蒸汽彈射裝置將飛機“一拉”的力量有破壞性,有些飛機不是與敵機戰(zhàn)斗損毀,而是被蒸汽彈射裝置給“拉”毀的。
動作二:借坡使勁一“躥”
有些航母的甲板不是平的,而是在跑道末端有一個上翹的斜坡,這個斜坡就是幫助飛機起飛用的。
甲板上的飛機先經由平直的跑道向前發(fā)力加速,但再怎么加速,終是因為甲板跑道太短,達不到安全起飛的速度。達不到安全起飛的速度,如果再直著向前跑,肯定就“撲通”一聲掉大海里去了。
為了避免飛機因速度不濟而栽進大海,設計師就在跑道終端部分設計了一個上翹斜坡,飛機最后沿著這個斜坡加大油門,向上“一躥”,雖然速度還有些欠缺,但終歸能憑這最后的“一躥”而升空,真可謂 “速度不夠,躥高來補”呀。
借助跑道斜坡的“上躥力量”讓飛機起飛的辦法有優(yōu)點,可以省去建造蒸汽彈射裝置占用的空間,讓航空母艦有更大的戰(zhàn)斗部。當然這種辦法也并非完美,缺點也是有的。首先,借助“上躥力”起飛的飛機重量不能太大,重量太大的飛機也是“躥不起來”的,依然會落入大海。也就是說,用這種辦法大大限制了飛機的起飛重量,造成飛機戰(zhàn)斗力的下降。還有一個缺點,飛機在“上躥”的時候,需要航空母艦逆風以時速40海里(1海里=1.852千米,40海里約為74千米)左右的速度航行,以便讓飛機在起飛的時候能借上風力。航空母艦需要配合飛機起飛,這會讓它“分神”,又容易造成航空母艦戰(zhàn)斗力的下降,真是撿了一個西瓜,丟了另一個西瓜呀。
動作三:飛機自練“硬功夫”
飛機在航空母艦上起飛真是比較艱難呀,都是因為飛機自己“功夫”不過硬,時時處處得需要人“幫忙”嘛。
那飛機能不能擺脫“外力”幫助,依靠自己的力量飛向藍天呢?辦法也是有的!設計師制造出能夠垂直起降的飛機,這種飛機是固定翼飛機和直升機的合體,它既有常態(tài)飛行的固定翼,又有可以垂直起飛的螺旋槳。有了可以垂直起降的“硬功夫”,飛機在航母上就不需要再“向前跑”了,直接“拔地而起”就行。
飛機有了可以垂直起降的“硬功夫”,就不需要蒸汽彈射裝置了,也不需要把甲板搞成上翹模樣了,那趕緊把蒸汽彈射裝置給拆了,把上翹的甲板給弄平了吧。
且慢,先別急著改裝航空母艦,還是保持原樣的好。垂直起降飛機制造的成本很高,沒有那么多的鈔票造這種飛機呀。所以垂直起降的缺點是太費錢,如果不惜血本,把航空母艦上的飛機都更新成垂直起降飛機,除了會拖垮經濟之外,恐怕還會背上個“窮兵黷武”的惡名呢。
另外,垂直起降的飛機在原地起飛時,容易與周圍飛機發(fā)生刮碰事故,影響其他飛機的安全,所以也不宜在航空母艦上大量裝備。
動作四:電磁軌道彈射
這些年科技發(fā)展這么迅速,難道就找不到一種省空間、安全可靠、還能省錢的飛機起飛“動作”嗎?
科學家們費了些腦力,果然找到了飛機在航母上起飛的“第四代”方法,即用電磁彈射器讓飛機起飛。電磁彈射器的重要構件是“直線感應電動機”,這種電動機與我們平常所見的電動機功能不同。平?!稗D圈”的電動機通電旋轉,直線感應電動機的功能是通電后不斷地將電能轉化成勢能,當勢能貯存量變?yōu)樽畲髸r,它會突然起動,將勢能轉化為動能,推動物體運動。
或許你還不明白直線感應電動機的工作狀態(tài),咱們不妨打個比方:其實直線感應電動機就像一把弓箭,它與弓箭的工作狀態(tài)相似,弓箭不會轉動吧,但拉動弓弦時,它就會貯藏能量,然后“砰”一聲把箭射出去老遠。
因此,可以把直線感應電動機想象成一把“電動弓”,飛機就是“箭”,它可以被“電動弓”發(fā)射出去。
直線感應電動機的“拉弦儲能”距離是80米左右,加上配套設施總長接近150米,很適合航空母艦上的空間。直線感應電動機儲能后的發(fā)射能量很大,可以輕易把飛機發(fā)射到空中,并且發(fā)射速度很快,理論上可一秒發(fā)射一架飛機,跟個“機關炮”一樣。
目前,美國最新下水的“福特號”航空母艦就裝備了電磁彈射器,它的電磁彈射器把飛機“弄天上”跟玩兒似的——電磁彈射器具有容積小、對艦上輔助系統(tǒng)的要求低、效率高、重量輕、運行和維護費用低廉的好處,它是未來航空母艦最先進的核心技術之一。
看來想讓飛機在航空母艦上起飛的辦法還真多啊!如果你對此感興趣,那就好好學知識、長本領,以后說不定還能研究出新方法呢!