[发明专利]可伸出航母舰体外的舰载机跑道及跑道伸出的方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空母舰的构造，具体涉及一种可伸出航母舰体外的舰载机跑道及一种舰载机跑道伸出航母舰体外的方法。

背景技术

航空母舰(简称航母)作为一种“超级”主战武器，威力主要在于其搭载的数十甚至上百架舰载战斗机所具有的控制极广大海域的能力。进可以攻击处于方圆数万平方公里海域内的目标，守可以防御来自同样广大海域内的各种武器的攻击。衡量航母的战斗力主要是衡量，在该航母上起飞的能发挥最大水平的舰载机的战斗力。

当今，世界各国海军航母舰载机的起飞方式主要有弹射起飞、滑跃起飞(滑翘起飞)和垂直/短距滑跑起飞等。弹射起飞是利用飞行甲板上布置的弹射装置，在一定行程内对舰载机施加推力，使其达到离舰起飞速度。滑跃起飞是利用航母艏部的上翘甲板，在机载发动机的大推力下实现起飞。垂直/短距滑跑起飞则是利用机载发动机的推力矢量控制来实现起飞，鉴于前苏联“雅克-38”垂直/短距离攻击机已随着“基辅”级航母一起退役，以及英国垂直/短距起降式“海鸥”战斗机的卸载量和航程难以满足需要，因此这种起飞方式目前用得较少。

蒸汽弹射起飞

二战后，喷气式舰载机相继搭载上舰。以当时舰载机的重量和发动机功率计算，需要滑跑1000多米的距离。即使当今吨位最大的“尼米兹”级航母，甲板跑道也不过300余米。如果没有大功率弹射器的助飞，全挂载的舰载机将难以升空。因此世界军工界都在观注研制功率更大的新型弹射器。

蒸汽弹射器问世于1950年8月，原型是英国海军航空兵预备队司令米切尔研制的，美国海军购买了专利并将其发展成熟。在工作原理上，蒸汽弹射器是以高压蒸汽推动活塞带动弹射轨道上的滑块，把与之相连的舰载机弹射出去。时至今日，只有美国全面掌握了蒸汽弹射器技术，连法国的中型“戴高乐”号核动力航母采用的也是美国蒸汽弹射技术。美国大型航母上的C-13-1型蒸汽弹射器冲程达到94.6米，可将36.3吨重的舰载机以185节(即339千米/小时)的高速弹射出去，能够满足F-14战斗机和E-2预警机的起飞要求。

滑跃起飞

滑跃起飞原理是把甲板斜坡上翘角视为抛射角。舰载机沿着上翘的斜坡冲向斜上方，形成斜抛运动。俄罗斯、英国、意大利、西班牙和印度等国由于技术限制，无法研制在技术上和工艺上过关的蒸汽弹射器，所以只能在本国航母舰艏安装一个跃台(斜坡甲板上翘角10°～15°)帮助起飞。舰载机在起飞的时候以自己的动力经由跃台的协助冲上空中。滑跃起飞的起飞重量及起飞效率不如弹射起飞。其作战效率远不如蒸汽弹射器。如苏-33战机战斗力强于F-14战机，是指当两者均能充分发挥各自的战斗力时。但当它们从各自的航母起飞后，情况就不是这样了。在美军航母上，F-14利用蒸汽弹射器起飞，即使全挂载也能顺利升空；而在俄罗斯“库兹湟佐夫”航母上，苏-33滑跃起飞时只能携带相当于实际挂载能力50％的有效挂载，这就重挫了这款重型制空战斗机的空战能力和作战半径。所以普遍认为“库兹湟佐夫”不是美国航母的对手。

研发中的电磁弹射

当然蒸汽弹射器也有不少缺点：

1、弹射器不仅占据较大甲板空间，还要在甲板下方设弹射器蒸汽储气罐，弹射器管路仓等设施。

2、需要自制淡水。蒸汽弹射器除了在舱内留出自身设备位置外，还需留出位置给大型水箱，以存放淡水。弹射1架中型战斗机，大约要消耗1顿淡水。

3、能耗高，为了将淡水烧成蒸汽，必须耗费大量能源，因此要为贮存燃料再留出额外空间。

4、弹射器建造技术难度大，密封要求高，部件加工精度高，造价高。

5、战时易受损且难以修复。

6、维护使用要求很高，每弹射3000-3200次需海上停飞检修或返港检修。

为此美国海军从1982年开始进行电磁弹射系统的技术研究。直到2004年秋天电磁弹射器进入成品测试阶段。电磁弹射器是一个复杂的集成系统，其核心是直线弹射电动机。弹射电动机带有滚轮，带着一个往复车沿弹射器轨道滑行。工作时，电动机得到供电，往复车在电磁力的作用下，拉着舰载机沿弹射冲程加速到起飞速度。目前美国已接近竣工的“布什”号航母，造价达到80亿美元，是以往同样航母造价的一倍以上，将采用新型的电磁弹射器，届时在美国航母上使用多年的蒸汽弹射器将退出历史舞台。