殲20降落為何還用減速傘,碳剎車技術早已突破,為什麼不採用?
殲20降落為何還用減速傘,碳剎車技術早已突破,為什麼不採用?
經常逛軍武論壇可能多多少少會聽過這樣的觀點
,
使用了剎車片的戰機更加先進一點
,
而我
們發現殲
20
還在使用比較原始的減速傘
,
按理這是咱們最先進的戰機
,
各項技術都應該是最先進的才對
,
難道說咱們還沒有解開戰機剎車片的技術嗎
,
學過一些空氣動力學以及航空知識
的
應該知道
伯努利
定理
,
根據
伯努利
定理
,
流體的速度越快壓力越小
,
所有固定翼飛機得以起飛和降落
,
都是因為機翼根據這項定理而設計的
,
機翼透過分開氣流並造成機翼上方與機翼下方氣流的流速不同
,
使機翼下方的氣體壓強高於機翼上方
,
為飛機提供
升力,
只要是固定翼飛機
,
不管是軍用還是民用飛機
,
要獲得足夠的
升力。
無論是在起飛過程中
,
飛行途中還是降落過程中都必須要保證有足夠的飛行速度
,
一旦固定翼飛機的速度低於某個臨界值
,
地
心
引力會將飛機迅速的拽向地面
,
這種過程稱為失速
,
對飛機來說失速是非常危險的
,
哪怕是在降落途中
,
飛機也要保持時速在
200
至
300
公里之間來避免失速的發生
,
要讓飛機從如此高的速度過度到靜止狀態
,
往往需要把跑道修的很長
,
而與民用機不同
,
軍用機場自然有攻重型的運輸機與轟炸機起降的超長跑道
,
但那並不適用於那些需要大規模起飛編隊作戰的戰鬥機
,
尤其戰鬥機還需要在被破壞後的機場起降的能力
,
起飛相對簡單
,
越來越先進的發動機可以提供足夠的動力
,
大力
出奇跡,
在短距離內就達到可以升空的速度
,
那究竟要怎麼做
,
才能讓一架重達十幾噸
,
甚至二十噸的戰機
,
在
1,000
米左右的跑道上從兩三百公里的時速迅速降低到時速為零的禁止狀態等
,
為了達到這個目的
,
各國的飛機設計師可謂是絞盡腦汁
,
首先最容易想到的辦法
,
就是找個東西攔一下
,
比如用鉤子鉤上或者是用網子網住
,
阻攔鎖加阻攔網的技術也確實是最早出現的。
一戰前的時候就有人這麼試
,
在戰艦上拉上十幾二十根鋼索
,
兩頭用重物和滑輪增加拉力
,
畢竟當時的飛機重量不大
,
動力也不強
,
所以不管是纏上了起落架
,
還是纏上了螺旋槳
,
都能有效的讓飛機停下來
,
而從
1927
年開始
,
使用液壓系統的阻攔鎖被用在了航母上
,
之後這項技術成為了艦載機降落時的標配
,
隨著艦載機越來越重也越來越快
,
阻攔鎖的強度也越來越高
,
系統越來越複雜
,
技術發展到了今天
,
在甲板下每條阻攔鎖都有複雜的結構
,
制動距離也已經非常短了
,
代價是昂貴的造價和麻煩的維護
,
而由於航母的甲板長度有限
,
為了避免著陸失敗掉到海里
,
艦載機降落時要隨時準備著復飛
,
這時的速度還要大於起飛速度
,
這個過程需要相當的勇氣和嫻熟的技術
,
有資料表明艦載機的飛行員。
事故率已經達到了陸機飛行員的
20
倍
,
這項工作比飛往太空的宇航員還要危險
,
而勾中阻攔鎖後
,
飛機會在大約兩三秒內速度驟降
,
飛行員在這幾秒內
,
會有類似於撞車的感覺
,
對身體的傷害相當大
,
阻攔鎖本身也有機率會發生事故的
,
造成地
心
人員的傷亡
,
這並不是一項十分安全的技術
,
造價昂貴的阻攔鎖卻不能移動
,
加上瞬間制動
,
對飛行員身體的巨大的壓力
,
事故率極高
,
危險性也非常大
,
使得這項技術的應用範圍不廣
,
基本上就和航母繫結
,
不用繩子拉可以嗎。
當然可以
,
從發動機入手的技術也是被普遍使用
,
螺旋槳飛機透過調整
槳葉
的角度
,
噴氣則是透過阻塞出氣口使氣流向前移動
,
可以展示一個和飛機前進方向相反的力
,
實現一種名為發動機反推的操作
,
從而有效的縮短降落的距離
,
這項技術一般適用於民用。
在軍事用途上一般只用於運輸機
,
而在軍用機中也有一些非固定翼飛機
,
可以讓發動機跟隨機翼轉動
,
垂直或者是短距起降飛機
,
會採用可變化噴氣方向的發動機
,
出口設計他們都可以實現縮短起降距離的效果
,
但這卻是以犧牲軍用機的其他效能為代價的
,
因此並不適合用在作為尖端戰利的五代機上
,
而利用摩擦力抵消動能則是另一種思路了
,
幾乎和人類是有輪式起落架的歷史一樣長
,
同樣也是從一
戰
開始前
,
在飛機降落過程中使用剎車
,
利用輪胎的摩擦力讓飛機儘快的停下的技術出現
,
接著就被人類用在了所有用輪式起落架的飛機上
,
隨著飛機的重量不斷增加
,
起落加的剎車系也越來越完善
,
經過了許多次的技術革新
,
機輪剎車技術
,
液壓剎車技術
,
剎車盤技術等層出不窮。
而由剎車片來控制的剎車系統則被認為是目前最先進的技術
,
新的剎車技術除了各種結構上的精巧設計與各種新的控制技術的不斷的精進
,
剎車片本身的材料要求就非常的高
,
十幾噸的戰機
,
以每小時
200
多公里的速度降落
,
讓剎車系統需要面對前所未有的挑戰
,
巨大的磨
擦
力作用在剎車系統上
,
剎車片會在瞬間產生
1,000
多度的高溫
,
必須使用更堅固且耐高溫的材料才能製造合格的剎車片
,
這讓每一片剎車片都需要極高的成本
,
曾經這項技術為歐美少數幾個國家壟斷
,
但是在我國科研工作者幾十年如一日的不懈努力
之下
這項技術的壁壘被攻破
,
目前我國自主研製的最新碳複合材料也完全可以達到這樣苛刻的要求
,
但是剎車這種技術也是有一些弊端的
,
首先是剎車片需要由特殊的材料和工藝製造
,
每一片剎車片都造價不菲
,
加上降落時對剎車片的損耗是非常嚴重的
,
要想保證剎車片起到作用基本地勤需
,
要經常更換
,
成本的上升是一方面
,
地勤工作強度也很大
,
另外
,
則是這種方式對機場跑道有較高要求
,
一方面跑道需要有一定的摩擦力
,
可以讓飛機停下來
,
所以要保證跑道不能受雨
,
雪或者結冰的影響
,
而如果跑道有
坑窪
也需要儘快解決
,
如果跑道的摩擦係數太低
,
飛機的剎車距離會大大增加。
如果跑道過於不平整則更加的危險
,
在這種劇烈的摩擦中
,
是有可能損壞起落架並造成事故的
,
所以這是一項對預算的要求很高
,
對機場的維護和後勤的要求也很高的技術
,
另外考慮到戰時敵方有可能對我方機長進行打擊
,
這項需要良好的跑道狀態的技術
,
在這種情況下未必能體現出優勢
,
技術是很好
,
但是也很貴和麻煩
,
減速傘則是一項利用空氣阻力的技術
,
既然因為現代戰機過於符合空氣動力群
,
在前進的方向面積很小
,
空氣阻力也極小
,
那反過來想如果增大了面積
,
就可以增加空氣阻力
,
所以減速擋板以及減速傘應運而生
,
減速傘的技術最早並非是用於飛機
,
1912
年一位沙俄的發明家
,
將一種由他發明的新型降落傘裝在了一輛汽車上
,
藉由騎馳的汽車展示該降落傘的減速效果
,
這項技術應用在飛機降落的時間
,
則要晚一些
,
在
20
世紀
30
年的後期
,
蘇聯第一個想到把這種減速傘用在飛機降落上
,
他們的飛機不多卻經常要執行一些困難的任務
,
比如在無法修建跑道的北極地區起飛和降落
,
減速傘讓這些飛機可以在那些不怎麼平整的地面
,
或者是並不寬闊的
跑道
之上平安的降落
,
向位於北極地區的科考人員送去補給。
而二戰尾身時
,
德軍的一款新型偵察轟炸兩用飛機
,
阿拉多
ar 234
閃電或者叫狗魚
,
成為世界上最早使用減速傘的量產飛機
,
也是最早使用減速傘的軍用飛機
,
而現在減速傘由主傘
,
引導傘和傘包組成
,
裝在飛機尾部的單獨傘艙內
,
使用時傘艙開啟
,
降落時極快的速度使引導傘瞬間張開
,
拽出主傘
,
面積巨大的主傘帶來巨大的阻力
,
也使飛機的速度極速的降低
,
為了防止發動機尾焰點燃減速傘
,
在速度降低到一定程度後
,
減速傘會連同傘報一起被拋在跑道上
,
由專門的地形部門會將傘和傘包回收
,
經過整理後的傘包可以重複利用
,
有效的降低使用成本
,
更換傘包的速度也是比更換剎車片要更快一些
,
據新訊息稱受到成本等因素的影響
,
美軍的
f 35
戰機也開始改變
,
原來只使用剎車片的財大氣粗
,
在著陸過程中使用減速傘
,
曾經有位頗有智慧的老人說
,
不管黑貓白貓
,
能抓到老鼠就是好貓
,
道理其實都是相通的
,
不管是航母上所採用的阻攔鎖
,
起落架剎車
,
還是我們今天所重點討論的減速傘
,
技術之間本無優劣之分
,
只要可以儘快的降低
,
戰機降落時的速度
,
都可以在不同場景下使用
,
不同的機場
,
不同的戰機採用不同的減速方法本就是根據各自自身的具體情況具體選擇的。