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福特级航母的“先进拦阻索系统”获准入役

  中外舰闻2天前我要分享

  美国海军航空系统司令部消息,本月初,美国海军“福特”级核动力航空母舰所装备的“先进拦阻索”(Advanced Arresting Gear,AAG)系统获得了使用许可,将在“福特”号航空母舰重返大海之际,实际投入使用回收舰载机,包括更大更重的“先进鹰眼”和“灰狗”。

  

  2017年7月28日,“先进拦阻索系统”首次海上拦截载人舰载机成功

  此前,2014年2月美国国防部向国会提交的报告中指出,“先进拦阻索系统”开始测试以来,失败的比率是预期的248倍,面临的技术问题比电磁弹射系统(EMALS)和双波段雷达(DBR)还要多。原因包括需要吸收飞机降落冲击力70%的液压器中,承受液压力量的部件强度不够、软件设计不合理等等,此外,设计制造成本也涨幅巨大,2009年时预定的四套“先进拦阻索系统”的总预算为4.76亿美元,到2019财年已上涨到15亿美元,即便扣除通货膨胀后,涨幅也高达145%。 需要吸收飞机降落冲击力量70%的液压折流器(water twisters )中,承受液压力量的片强度不够

  

  2016年3月31日,“先进拦阻索系统”地面试验站首次拦截载人舰载机成功

  传统拦阻索由拦截钢缆与液压缓冲机构成,以“尼米兹”级的MK-7 Mod3型为例,设计极限是能把一架降落速度130节(240km/hr)、重25吨的飞机在两秒之内于100米之内截停,共吸收64.4兆焦的能量;不过这也接近这类系统的性能极限。其性能只能适用以往装备廉价无导引武器为主美国海军舰载机,因为此类武器如果在任务中没有用完,降落前大可将其抛海以减少降落时的重量与风险;然而,现在美国舰载机主要都配备精密昂贵的制导武器,如果没有用完就必须携回。因此,美国航母上的拦截回收系统的性能必须强化,才能有效拦住返航重量日益提高的舰载机,“先进拦阻索系统”应运而生。

  

  传统的MK-7拦阻索庞大的附属机构

  传统拦阻索由巨型液压缸来吸收飞机降落的巨大力量。当飞机着舰勾勾上钢缆,钢缆被拉出后,甲板下液压缸的活塞被钢缆连,开始挤压缸内的液压油;受挤压的液压油分为两路,其中一路进入一种阻尼器产生缓冲效果,另一路液压油通过另一个控制阀门进入一个称为累加器的液压油缸,推动里面的活塞来加压空气储蓄能量。当飞机完全截停后,累加器将降落过程被加压储存高压空气释放回,挤压缸内的液压油来推动活塞,带动钢索覆位。由此可见,传统液压钢索拦截系统只能靠阻尼、阀门等机械装置来调整拦截时期钢缆承受的张力,灵敏度不足,降落机钩住拦阻索初期仍会承受极大的瞬间力量,对舰载机结构或拦截钢缆都会产生显著的损耗。航母的拦截钢缆直径达30厘米,但平均使用100次左右就要更换。

  

  正在更换传统拦阻索的钢缆

  而“先进拦阻索系统”以电脑控制的电动机来带动拦阻索,并以液压涡轮来提供将飞机完全停止的阻力,而不是靠传统的液压汽缸、阻尼、阀门等机械来调整阻拦力道。飞机降落并钩住拦阻索时,系统的控制电脑便能分析拦阻索的受力情况,并立刻回馈给电动机来给予拦阻索适当的拉力,使钢缆在整个飞机降落拦截过程中获得较为平均的施力;当飞机完全停止后,再以电力将钢缆复位。

  

  “先进拦阻索系统”改为体积更紧凑的电动系统

  “先进拦阻索系统”在舰载机着舰勾勾上拦阻索后,才会逐渐增加拦阻索的阻力,整个作用期间完全由电脑主动控制钢缆的拉力,远比传统液压机械灵敏,能延长飞机与钢缆的寿命。相较于传统钢缆系统的大型液压缓冲机,“先进拦阻索系统”的电机与液压涡轮无论是体积、重量或维修需求都大幅降低。因此,相较于“尼米兹”级所装备的四根传统拦阻索,“先进拦阻索系统”的数量被减少为三根。

  

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  美国海军航空系统司令部消息,本月初,美国海军“福特”级核动力航空母舰所装备的“先进拦阻索”(Advanced Arresting Gear,AAG)系统获得了使用许可,将在“福特”号航空母舰重返大海之际,实际投入使用回收舰载机,包括更大更重的“先进鹰眼”和“灰狗”。

  

  2017年7月28日,“先进拦阻索系统”首次海上拦截载人舰载机成功

  此前,2014年2月美国国防部向国会提交的报告中指出,“先进拦阻索系统”开始测试以来,失败的比率是预期的248倍,面临的技术问题比电磁弹射系统(EMALS)和双波段雷达(DBR)还要多。原因包括需要吸收飞机降落冲击力70%的液压器中,承受液压力量的部件强度不够、软件设计不合理等等,此外,设计制造成本也涨幅巨大,2009年时预定的四套“先进拦阻索系统”的总预算为4.76亿美元,到2019财年已上涨到15亿美元,即便扣除通货膨胀后,涨幅也高达145%。 需要吸收飞机降落冲击力量70%的液压折流器(water twisters )中,承受液压力量的片强度不够

  

  2016年3月31日,“先进拦阻索系统”地面试验站首次拦截载人舰载机成功

  传统拦阻索由拦截钢缆与液压缓冲机构成,以“尼米兹”级的MK-7 Mod3型为例,设计极限是能把一架降落速度130节(240km/hr)、重25吨的飞机在两秒之内于100米之内截停,共吸收64.4兆焦的能量;不过这也接近这类系统的性能极限。其性能只能适用以往装备廉价无导引武器为主美国海军舰载机,因为此类武器如果在任务中没有用完,降落前大可将其抛海以减少降落时的重量与风险;然而,现在美国舰载机主要都配备精密昂贵的制导武器,如果没有用完就必须携回。因此,美国航母上的拦截回收系统的性能必须强化,才能有效拦住返航重量日益提高的舰载机,“先进拦阻索系统”应运而生。

  

  传统的MK-7拦阻索庞大的附属机构

  传统拦阻索由巨型液压缸来吸收飞机降落的巨大力量。当飞机着舰勾勾上钢缆,钢缆被拉出后,甲板下液压缸的活塞被钢缆连,开始挤压缸内的液压油;受挤压的液压油分为两路,其中一路进入一种阻尼器产生缓冲效果,另一路液压油通过另一个控制阀门进入一个称为累加器的液压油缸,推动里面的活塞来加压空气储蓄能量。当飞机完全截停后,累加器将降落过程被加压储存高压空气释放回,挤压缸内的液压油来推动活塞,带动钢索覆位。由此可见,传统液压钢索拦截系统只能靠阻尼、阀门等机械装置来调整拦截时期钢缆承受的张力,灵敏度不足,降落机钩住拦阻索初期仍会承受极大的瞬间力量,对舰载机结构或拦截钢缆都会产生显著的损耗。航母的拦截钢缆直径达30厘米,但平均使用100次左右就要更换。

  

  正在更换传统拦阻索的钢缆

  而“先进拦阻索系统”以电脑控制的电动机来带动拦阻索,并以液压涡轮来提供将飞机完全停止的阻力,而不是靠传统的液压汽缸、阻尼、阀门等机械来调整阻拦力道。飞机降落并钩住拦阻索时,系统的控制电脑便能分析拦阻索的受力情况,并立刻回馈给电动机来给予拦阻索适当的拉力,使钢缆在整个飞机降落拦截过程中获得较为平均的施力;当飞机完全停止后,再以电力将钢缆复位。

  

  “先进拦阻索系统”改为体积更紧凑的电动系统

  “先进拦阻索系统”在舰载机着舰勾勾上拦阻索后,才会逐渐增加拦阻索的阻力,整个作用期间完全由电脑主动控制钢缆的拉力,远比传统液压机械灵敏,能延长飞机与钢缆的寿命。相较于传统钢缆系统的大型液压缓冲机,“先进拦阻索系统”的电机与液压涡轮无论是体积、重量或维修需求都大幅降低。因此,相较于“尼米兹”级所装备的四根传统拦阻索,“先进拦阻索系统”的数量被减少为三根。