这是航母上最容易让人忽视的装备,却也是世界上最贵的绳子,一根的造价就要900万人民币。可是全世界掌握制造这种绳子的国家仅仅只有4个,它就是被称为航母舰载机生命线的拦阻索。
为什么一根绳子会获得这样的称号?我们先来看1组数据。据统计,在二战期间,美国有将近1000名士兵在舰载机的起降过程中丧生,但是事故原因并不是因为这些美国士兵飞行技术差劲,而是因为舰载机的起降过程实在是太难了。舰载机在降落在航母甲板上时,速度最低都还处于300公里/小时的状态。而根据当时飞机上的制动系统来计算,舰载机能够平稳降落至少需要1千米的跑道。可是航母甲板上空间有限,无法为舰载机腾出如此长度的跑道。这个时候就需要在航母上配备一套可靠有效的制动系统来引导舰载机能够平稳制动,否则舰载机将会冲出航母跌入大海。所以想要在航母上布置舰载机,如何让舰载机在最短的距离平稳降落就成了必须要解决的巨大难题。
基于此,拦阻索这个装置的构想被第一次提出。世界上第一套拦阻索系统是由帆布织成的网组成,只不过后来才演变成绳子。为了能够最大限度地保证舰载机能够平稳降落,人们在航母跑道上放置了22根结实的麻绳,每根麻绳的两端还分别拴着50斤的沙袋。另外在舰载机上还安装着两个钩子,这样在飞机降落时,钩子就会钩住麻绳牵动沙袋,从而造成阻力,达到快速制动的效果,这算得上是航母甲板最原始的制动系统。可是这样的制动系统虽然能够达到制动的效果,可是在后来的实战中却暴露了非常大的缺陷,每次舰载机制动之后,这些麻绳跟沙袋都需要重新摆放,这就需要消耗大量的人力、物力,而且最重要的是,如果是在战场中,这套制动系统根本没有办法在短时间内为大量舰载机进行制动,所以在实战中这套系统就显得非常鸡肋。该怎样改进才能让制动系统变得既可靠又实用?
兰利号航空母舰(美国海军第一艘航空母舰)
美国人对航母上的拦阻索系统做了改良,之前的麻绳也变成了更加坚固的钢绳,并把它应用到了美国兰利号航空母舰上。首先在航母的两端可建造一座支撑塔,将拦阻索通过滑轮组绕过支撑塔,这样当飞机尾部的钩子钩住拦阻索的时候,两边的沙袋就会被吊起来。等飞机停稳拦阻索脱钩之后,沙袋就会自动复位。后来,英国人又对这套系统进行了改进,第一套液压式拦阻索诞生。英国人将绳子的两端跟液压钢活塞连接,当飞机拉动拦阻索的时候,就会带动活塞将液压油挤入液压油箱中,到这里飞机的动能将会转化成摩擦而产生的热能,从而实现对飞机的制动。而且在飞机停稳之后,液压油会再次回流到液压缸,活塞跟拦阻索也会自动复位,这就节省了大量的人力跟时间。之后,美国将这套技术引进并逐步改良,最后成为现代航母上普遍采用的液压拦阻系统。
可是即便是在航母上配备了拦阻系统,舰载机制动失败的事故还是时有发生。一般情况下,一架载重20吨的舰载机着陆时间只有短短的2到3秒,而拦阻索需要在这段时间内承受100吨的负荷。其实在早期的时候,为了最大限度地保证舰载机能够平稳降落,航母上都是装配了9道拦阻,后来出现了斜角甲板,将舰载机的起飞区跟降落区区分开来,才把拦阻索的数量降到了4道。后来根据统计,舰载机能够完全勾中4道拦阻索的概率大概是95%,也就是说舰载机每次能够平稳降落在航母甲板上的概率只有95%。所以为了最大限度地保证每位飞行员的安全,在舰载机降落时依然会保持200到300公里每小时飞行速度,这样就可以在飞机钩不住拦阻索的情况下依然能够复飞。只不过这样就对拦阻索的质量要求非常苛刻,拦阻索既不能太细,否则强度跟韧劲会达不到要求,又不能太粗,否则舰载机的尾钩就钩不住。
随着舰载机的不断改进,飞行速度越来越快,同时对拦阻索的要求也越来越严。而且在给舰载机制动的同时,拦阻索不但要承受巨大的冲击力,还要承受着跟航母甲板之间的巨大摩擦力。除此之外,海上的恶劣环境对拦阻索的腐蚀也是一个重大难题。所以拦阻索已经不单单是在航母甲板上固定几根结实的钢绳这么简单,其所涉及到的机械制造、电气、液压等许多高新技术领域,不是所有国家都能掌握的。单单拦阻索的材质都已经不是普通钢铁,而是各个国家研制的特种设备。所以现在每个拦阻索的造价更是高达900万。就拿美国的拦阻索来说,美国的拦阻索是由6股钢丝组成,每股钢丝又是由12根主钢丝,还有6根呈三角形布置的细钢丝扭成的。每根钢丝的拉伸强度都至少有1500兆帕,延伸率不会小于20%。而且在每根拦阻索中还会加入大麻纤维或聚酯纤维,这样既保证了拦阻索的柔韧性,也能够保证拦阻索在腐蚀、高温、高湿、高盐的情况下,依然保持长久的使用寿命。除了拦阻索以外,航母甲板下面的阻拦器跟缓冲装置也非常重要。如果这里出现故障,使拦阻索不能及时复位,那么将会直接导致机毁人亡。所以,对于这两个装置的技术要求同样非常高,目前全世界掌握这项技术的国家只有四个,其中就包括我国。当初我国还没有掌握此技术时,西方国家曾经扬言,我们一辈子也造不出。我国在拥有第一艘航母的时候,就希望跟俄罗斯学习拦阻索等技术。不过就连俄罗斯当时也不愿意向我们出手这门技术,最后我们也只能放弃。可是没有拦阻索的航母就不能搭载舰载机,这样的航母也只是一堆白白烧钱的废铁,看似唬人,真实战斗力却渣得可怜。当时外国媒体还嘲笑我们的航母只能让飞机起飞,却不能让飞机降落。自此之后,我国的科研人员开始研究拦阻索,在进行了千百次的试验之后,终于在2012年我国的歼15战机在辽宁号上首次降落成功,我国也成为了世界上第三个掌握拦阻索自主研发能力的国家。虽然比最早发明拦阻索的美国相差几十年,但是近些年来,随着我们在拦阻索技术上的不断创新,我们在这一领域已经达到了世界领先的地位。
▲电磁阻拦索系统模型图
据消息称,我国已经开始研发碳纤维拦阻索,与钢丝拦阻索相比,碳纤维材质在结构、强度以及韧性方面更加优越。目前美国航母上采用的电子阻拦技术还不是特别成熟,而我国已经完成了对这项技术的试验,这也就意味着我们已经跳过了液压制动,我们现在可以根据不同舰载机的重量,自动调节拦阻索的强度,从而最大限度地保证我国飞行员的安全。相信在我国科研人员的努力下,这项技术很快就会被应用到我们的航母上。