航母舰载机起飞为什么航母要开足马力?

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航母作为现代海洋霸主,不同于护航舰艇主要使用导弹来进行攻击和防御,航母的战斗力高低全部由舰载机承担,所以评价一艘航母战斗力高低的时候,除了看航母的类型外,更重要的是看舰载机的性能高低,但是舰载机性能高低除了战机自身外,更重要的还是看航母能为舰载机维护、起降提供什么样的保障?比如舰载机在起降的时候航母都是需要高速逆风航行的,那航母为什么要高速航行呢?又为什么是逆风航行呢?



首先在航母上起降不同于陆地的机场可以那么悠闲的起降,在航母上起降就相当于被抛出去、砸向甲板一样不可思议。特别是在舰载机放飞的时候,因为起飞跑道长度有限,在一百多米的跑道长度上,二三十吨重的舰载机要依靠自身动力或者借助于弹射器的能量完成起飞其难度可想而知。相比于有弹射器的舰载机而言,滑跃起飞的舰载机受限于自身重量的影响起飞难度更大,但是舰载机的离舰重量又直接影响到战机的载弹量和作战半径,再加上跑道长度有限的影响下,舰载机要想成功在航母上起飞就要能够达到离舰速度,也就是起飞速度。但是不同于汽车的车轮地速,舰载机的起飞速度指的是战机与空气的相对速度,如果舰载机的起飞速度太低就很容易造成飞机失速继而坠海,所以为了提高舰载机的起飞成功率就要增加舰载机的起飞速度。


要想提高舰载机的起飞速度除了舰载机自身的加速度外,还可以通过其他方式来提高舰载机的起飞速度,比如舰载机在起飞时恰好是航母高速航行时,那舰载机的起飞速度除了自身加速外,就还有航母的航速。再一个航母在逆风状态下高速航行时,其产生的甲板风也能增加舰载机的起飞速度,继而提高其起飞成功率和起飞重量。

所以舰载机离舰的起飞速度就等于舰载机自身速度+航母的航速+逆风状态下的风速,有弹射器的航母还得加上弹射速度。比如舰载机需要超过250公里的速度才能安全离舰的话,航母在高速逆风状态时,假设甲板风达到了100码,那舰载机只需要加速到150码的速度就能够安全离舰。如果要是能够通过自身或者外部提供更大的加速的话,那舰载机完全可以挂载更多的弹药和燃油,所以这也是为什么所有航母在起飞的时候,航母都是开足马力逆风高速航行的原因所在。

包括舰载机在降落的时候,为了提高着舰成功率,舰载机在接近跑道时速度都比较低才能很好的挂钩,但是在主轮接触跑道后又需要加速以保证万一没有勾住所需要的复飞速度。所以在这种状态下,航母也是需要逆风高速航行的,一方面逆风高速航行产生的甲板风可以给接近航母的舰载机提供更大的升力来保障舰载机不会失速和复飞时的复飞速度需求。


魑魅涅槃


想要明白航母舰载机起飞咱们首先要明确战机起飞的原理。
简单来说飞机在起飞时收到重力,阻力还有升力,当飞机机翼产生的升力大于飞机的重力和阻力时,那飞机就会飞起来。那问题来了,升力是如何产生的。如下图,黄色部分是飞机机翼的剖面图,由于特殊的结构,导致空气在机翼上下流动不同,导致下方空气流速比上方要快,这样以来空气的动压就会发生变化,当飞机达到一定速度时,机翼上方的压力比较小,下方的压力比较大,此时就会产生一个压力差,这个差值就是升力,飞机要想飞起来,就得想办法增大升力,同时减小重力和阻力。

咱们还得明确一个概念,无论是战斗机,还是客机,战机的速度并不是相对地面的而是相对于空气,也就是说咱们要想增大飞机的升力,增大飞机相对于地面的速度只是一方面,真正增加的是飞机相对于空气的速度,当然了增加飞机自身的速度是增大飞机升力主要的一个方式。举个例子咱们小的时候都有放风筝的经历,当天气有大风时,风筝很容易就飞起来,但是当天气没有风时,咱们通过快速跑动也有机会让风筝飞起来,由此可见咱们跑动根本目的是增大风筝和空气之间的相对速度,而不是风筝和地面的相对速度。回答这个问题也是这个原理,咱们人跑动就相当于航母开足马力,而舰载机就相当于风筝,不过航母航速的影响并不是舰载机起飞的决定性因素。
^(中国辽宁号航空母舰)


目前舰载机起飞的主要有两种方式一个是滑跃式起飞,比如中国的辽宁舰,另一种则是弹射式起飞的方式,例如美国的福特级航空母舰,还有一种利用舰载机垂直起降的方式,例如日本搭载美国F-35B的出云号直升机驱逐舰,(其实已经可以称为准航母了)

^(日本出云号直升机驱逐舰)

但是今天咱们主要探讨的是航母对于舰载机起飞的影响,所以对于这种利用舰载机的特殊性,和航母基本没什么关系的情况,今天咱们暂且不讨论。虽然滑跃式起飞和弹射式起飞的原理不同,但是殊途同归,最终目的都是提高战机在飞行过程中的升力。咱们今天就分别来说一下。

滑跃式起飞

1960年,英国在进行航母弹射舰载机作业时,发现舰载机在离开航母的时候会向下下落一段距离,于是英国人突发奇想在航母甲板末端装上的一段斜坡,这样舰载机在起飞时,会通过斜坡有一个向上的速度分量。至此滑跃式起飞的方式正式诞生。
^(英国无敌级轻型航母)

滑跃式起飞由于结构简单,技术要求低,尤其适用于中小型航母,所以一经发明各国纷纷效仿,比如苏联,印度,西班牙,泰国等。滑跃式航母在起飞时,舰载机此时并没有额外的动力来源,只能靠飞机自身的发动机提高动力,以目前发动机的技术很显然无法在航母甲板跑道如此短的情况下飞离航母,最终只能掉进海里,但是滑撬甲板有效的解决了这个问题,舰载机在甲板的约束下沿着斜面上升,呈抛物线运动。咱们在这简单的受力分析一下。

如下图假设W为重力,T为舰载机自身的推力,L为升力,D为阻力,虚线箭头为合成加速度方向,决定速度大小及轨迹变化情况。舰载机在飞离舰载机会经过三个状态,今天咱们只分析出口段的状态,在这个阶段升力小于重力,阻力小于推力,此时舰载机的合成加速度方向指向前下方,在这个状态下,咱们必须想尽办法提高舰载机的升力,也就是增大舰载机相对于空气的速度,航母30节的航速提高了飞机向前的速度,也就是空速,从而提高飞机的动压,就类似于咱们拿着风筝快速跑动的原理,当飞机的升力大于飞机的重力和阻力之和那这样舰载机才能飞起来。

弹射式起飞

弹射式起飞的系统比滑跃式要复杂的多,但是咱们简单理解就好,弹射式起飞是利用航母上的弹射系统(蒸汽弹射或者电磁弹射)给舰载机增加一个额外并且持续的推力,让舰载机的动压迅速增加到一个所需要的值,这样一来航母的弹射系统加上舰载机发动机自身提供的推力就可以使舰载机达到一个起飞的速度。所以说航母的航速也是给舰载机提供一个速度,从而增大舰载机的升力。

^(福特级航空母舰)


总的来说对于现代舰载机而言,航母30节的航速对于舰载机起飞的影响有,但是,不是很大,只是起到了锦上添花的作用,增强舰载机的起飞效果和成功概率,没有也没有什么关系,舰载机并不是说没有了航母航速的加持就无法起飞作战。


军武小咖


大家都知道航母上最重要的就是舰载机了,没有舰载机的航母就是一艘大船,有舰载机才是真正的具备了航母的功能,舰载机这么重要在航母上又有什么注意事项呢?他们和陆基战机有什么区别么?很多人之前可能听说过,舰载机起飞时,航母是逆风加速行驶的,实际上,不但是舰载机起飞时航母要加速行驶的,舰载机降落加班时,航母也是逆风加速行驶的,那么这是为什么呢?其实这里面涉及到了一些航空小知识,舰载机的飞行速度并不是指飞机与甲板面的相对速度,而是飞机机翼与空气的相对速度,所以当当舰载机起飞时,航母就是向着逆风方向加速行驶,使得舰载机和空气之间的相对速度越来越大,而相对速度越快,舰载机就越安全。如果舰载机和空气的相对速度过低,那么很容易会造成飞机失速,随即会坠毁,所以舰载机起飞时,航母需要逆风加速行驶










军士说


先说说飞机是如何起飞的,见下图。

飞机在跑道上滑行,机翼将空气划开,相当于空气分别从机翼的上下流过。因为机翼的形状是上凸下平(或微凹),这样,空气从机翼上方流过的路程就比从下方流过的路程要远,因此,流过机翼上方的空气流速比流过机翼下方的空气流速大。根据伯努利原理,流体在流速大的地方压强小,流速小的地方压强大。在机翼上下表面就形成压强差,这个压强差形成向上的压力差,就是飞机的升力。当升力大于飞机重力时,飞机才能腾空而起。



而要获得足够的升力,飞机必须达到足够大的速度。而飞机要达到足够大的速度,需要时间,飞机就必须在跑道上滑行一定的距离。据说,五代机最短起飞距离是240m,而航母的飞行跑道的长只有100~200m,完全依靠飞机的速度根本不可能在航母上起飞。所以,就要借助航母的速度。当航母全速航行时,舰载机沿航母航行方向滑跑,相对空气的速度就是飞机速度加航母速度,再加上航母逆风行驶,还要加上风速,这样就容易达到起飞速度。


当然,这也增大了舰载机的危险性,一旦达不到需要的起飞速度,飞机就会掉进大海里,被高速行驶的航母撞上,就不是好玩的。曾看过一段视频,美国舰载机起飞时,就掉进海里,好在飞行员及时弹射逃生。


甜甜向上314159


初始加速,不加速会掉海里的


人生就是一个人的人生


应该是航母与舰载机起飞是反方向,使用加速度把舰载机抛出航母。是同向行驶,等于加长起飞跑道,廷长舰载机起飞时间,以达到起飞速度。


晨星1928


加大了舰载机与空气之间的相对速度,相当于舰载机速度+风速。也就是加大了升力。

舰载机返回时也是一个道理。因为舰载机着陆实际上是按照起飞来的。进入着舰航线后腰慢慢加速,美国海军的要求是200节。这样一旦着舰失败就可以马上复飞。


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