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冷战时英国设计出天钩系统 把战机装进驱逐舰潜艇

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在1979-1989年《舰船知识》精华本上,曾经有一篇小文对未来航母的发展进行了展望,并介绍了在现在看来仍然非常科幻的一种设计——英国航宇公司“鹞”式垂直起降战斗机“天钩”吊放、回收系统(Skyhook )。这是冷战时期英国著名的一个“脑洞设计”,也是工程学的一项了不起的设计,更是对航母使用方式上的一种革命性探索!

应该说,“85前”的军迷对这个科幻设计一定记忆犹新,而“85后”的军迷却少有人知晓这种设备。毫不夸张的说,这是一个能够暴露军迷年龄的设计。

今天,笔者就在这里回顾一下这种在现在看来仍然令人不可思议的“天钩”系统。

说到“天钩”系统,就不得不先说下“鹞”式战斗机。可以说,“鹞”式垂直起降战斗机是冷战时期航空领域最具革新性和实用性的一项发明!对!是发明,而非仅仅是航空设计。

正是有了“鹞”式垂直起降战斗机的实用化,才有了将航母小型化,并将固定翼战斗机装入驱逐舰级别的战斗舰艇,以实现舰队的航空化。这对于在美苏争霸夹缝中生存的中小国家来说是具有很强吸引力的。

要说战舰的航空化设计,其实早已有之。最具代表性的是日本二战中的“伊势”号航空战舰(戦艦空母 いせ),这种在战列舰尾部安装甲板以加大航空作业能力的设计,虽然实现了在战舰上携带大量飞机,但由于其仍然是水上飞机,并不能实现真正的防空作战。因此,这种航空战舰所能够发挥的作用是有限的!

图片:二战时日本著名的航空战列舰“伊势”号在舰尾增加了飞行甲板,但仅仅作为停放飞机之用,仍然采用弹射器起飞,且不能使用常规起降战斗机,只能携带水上飞机。

冷战时期,西方设计师们的一切出发点都是为了能够抵挡蜂拥而来的苏联红军。因此,垂直起降的“鹞”式战斗机应运而生。在苏联强大的火力突击面前,西方国家的固定机场很难在第一轮突袭中幸存,所以在失去跑道的情况下,发展垂直起降战斗机就成为当年的潮流,美国、英国、德国、法国等都进行过这方面的研究,而真正成功的实用化垂直起降战斗机就是英国的“鹞”式战斗机。

有了“鹞”式战斗机,英国人又希望能够进一步扩大“鹞”式的使用范围,催生了航母舰载型的“海鹞”战斗机。而此时这些早期的“鹞”式战斗机还暴露出了一个非常严重的问题,由于垂直起降太耗费燃料,导致早期的“鹞”GR.MK3型攻击机在纯垂直起降方式作战时,作战半径竟然只有80几公里,实在是短的可以。同时,由于垂直起降战斗机自身的问题,在与传统超音速战斗机对抗中往往机动性要逊于对方。

因此,英国人绞尽脑汁。一方面将航母的跃升甲板搬到地面上,根据“鹞”式战斗机独特的小车式主轮设计,参照航母跃升甲板焊接了跃升钢轨,下面安装轮胎使这些钢轨可以移动到没有被破坏的公路上面,满足“鹞”式战斗机短距滑跑起飞,这样就能够极大增加战机的航程和作战半径。

另外一批设计师想到的是帮助“鹞”式战机减肥,去除战机的死重,让更加轻的战斗机能够在垂直起降模式下也能够拥有较大的航程和较好的空中机动性。

这些设计师们首先看到的就是“鹞”式的4组起落架。这些起落架是飞机附属机构部件中最重的,总计达到860公斤,既然“鹞”要垂直起降了,那么要不要起落架来滑跑也就无所谓了。但是没有了起落架,怎么落地呢?

这些设计师们开动脑筋,想出了“天钩”系统。

“天钩”由英国宇航公司开发,其原理就是一个安装在载重卡车上的大吊车,这台起重机前端不是普通的吊钩,而是具有捕捉、锁紧、释放等多功能。“鹞”式飞机的背上也加装一个供吊钩捕获的探头,“天钩”通过液压系统来调整吊臂。

在起飞时,“天钩”将停放的“鹞”式抓起,并吊举到一定高度,此时“鹞”式飞机发动机开机,逐渐增大动力,直到将自己托起在空中。此时“天钩”系统吊钩上的重力感应系统对已经起飞的“鹞”式失去重力感应,于是松开锁扣,移开吊臂。已经垂直位于空中的“鹞”式战机调整喷管方向,向前飞去。返回的话就反向操作。

这个设想除了用于陆地机场外,更是让皇家海军们眼睛一亮。此时已经是冷战高峰了,但由于英国当时内阁的原因,皇家海军传统大型攻击航母一艘艘被迫退役,甚至到了无航母可用的地步。虽然后来保留了轻型航母以搭载“海鹞”战斗机,但总体实力锐减。

因此,在看到“天钩”系统的操作方式后,皇家海军谋生了运用“天钩”系统新建或改造大型航空驱逐舰的设想。这样一艘可以搭载多架“海鹞”战斗机的水面舰艇只需要五、六千吨,造价当然也就远远小于动辄好几万吨的航母,也容易被勒紧裤腰带过穷日子的英国内阁审核通过。

图片:皇家海军看中了“天钩”系统的价值,打算建造可以搭载多架战斗机的驱逐舰,“天钩”系统也专门进行了改进,可通过液压系统控制吊臂姿态,始终于战机姿态保持一致。

而“天钩”上舰也进行了充分的改进,使这套系统更加智能化,能够自动感应舰艇在海上的摇摆度,并与“鹞”式战斗机上的控制面板沟通,根据飞机的姿态调整摇臂的液压机构,以补偿舰艇纵摇、横摇、升沉造成的左右上下位移,使吊钩端部始终与战斗机背部稳定在一个位置上。

为此,英国推出了多个“天钩”航空驱逐舰设计。

比如上面几幅图中这艘舷号“18”的航空驱逐舰设计。我们可以看到,在该舰的尾部设计了一个巨大的机库,而机库下方一直延伸到起降平台下部,是空间更加大的机库。在上层建筑机库中可以停放1架“鹞”式战斗机,机库内还有一个升降机与下层机库相连,下层机库可以停放4架战斗机,这样全舰就拥有5架战斗机。此外,该舰还能够携带1架“海王”搜救直升机,以满足航空作业需要。

在使用时,下层机库的“鹞”式战斗机安放在一个可以滑动的平台上,在机库内装满燃油和弹药后滑至升降机处提升到上甲板。再从后部舱门推出,由“天钩”系统抓举到空中,再旋转移动到舰体两侧,战斗机发动机启动将自身托举起来,“天钩”系统解锁后战斗机自行飞走。

由舰艇两侧起飞的好处是“鹞”式战机巨大的向下发动机喷流就喷射到海中,不需要为起降平台专门设置厚重的防焰隔层,减轻战舰重量。

还有一个英国沃森公司的设计方案也非常出名。

该公司设计的航空驱逐舰满载排水量5800吨(还不如我们现在的导弹驱逐舰大),航速26节,航速15节时续航力4500海里,两舷各装一套“天钩”系统,可载5架“鹞”式垂直起降战斗机和1架直升机,并拥有1门主炮和若干防空导弹、反舰导弹和近防炮等。

与之前“18”号设计方案不同。该舰在上层机库两侧各有一个下翻式支撑甲板,“天钩”将“鹞”式战斗机回收后可以直接放在该支撑甲板上进行燃料和弹药的补给,无需进入机库。这样加满油和弹药的“鹞”式能够很快继续起飞执行任务,这样提升了战机的使用效率。

第三种方案更加神奇,这是将“天钩”系统与之前谈到的滑轨跃升系统融合在一起的一个方案。该方案的机库位于上层建筑内,仍然可以携带5架战斗机和1架直升机。

飞机由两侧下翻的平台处移出,由“天钩”系统将“鹞”式战斗机提升到舰艇顶部的跃升滑轨上,采用滑跃起飞的方式进行短距起飞,这样可以最大限度降低燃油消耗。而返回的时候采用“天钩”系统进行抓取回收。而直升机有自己专门的尾部起降平台。

除了水面舰艇外,“天钩”系统为潜艇携带战斗机提供了便利,虽然载机潜艇历史悠久,但真正的潜水航母却一个也没有成功过,即使是二战中著名的伊-400型潜艇也只能携带水上飞机作战。

“天钩”系统为研制大型潜水航母提供了设计方向。

上世纪90年代,英国仍然没有放弃“天钩”系统,此时围绕潜水航母的设计,进行新一代垂直起降战斗机的研制和改进。这就是P.122 Vulture垂直起降战斗机。

该机是英国霍克·西德利P.1216超音速垂直起降战斗机设计计划的一部分。90年代时掀起了新一代垂直起降战斗机研究,其中使用升力风扇的方案可以代替“鹞”式的围绕飞机重心的偏转喷口,既可以避免高温燃气喷射到地面回弹后重新进入进气道和烧熔地面的问题,也增加了悬停装态下的姿态控制力矩。英国人推出了P.1226第三代垂直起降战斗机计划,采用了双尾撑布局,可配合潜艇上的“天钩”系统。

“天钩”系统还能够在小型化的护卫舰上使用。

比如“荷尔斯泰因 卡尔施塔特”号护卫舰,载机可以装入直升机机库,如果再加长直升机机库的话,一艘护卫舰也能够携带3架鹞式战斗机,成为“迷你航母”(mini-carrier)。

“天钩”设备是如此的迷人,后人还在美国斯普鲁恩斯级和阿利·伯克级导弹驱逐舰基础上提出了“天钩”航空驱逐舰设计,当然这些更多的是对这种冷战遗产的怀念。

甚至有人提出将F-35战斗机部署到安装有“天钩”系统的阿利·伯克级导弹驱逐舰上。

要说“天钩”项目的直接后裔,应该是舰载无人机的收放系统。毕竟“鹞”式战斗机也好,F-35也好都是有人驾驶的飞机,要装上驱逐舰需要增加一大串后勤保障设备。而无人机就无此顾虑,加上无人机技术的蓬勃发展,以及其使用的便利性,都使这些驱护舰成为了能够使用无人机的无人机载舰。类似于“天钩”系统的简化版舰载无人机收放系统已经发展成熟,算是为冷战时期“天钩”系统画上了一个还算圆满的句号。(作者署名:虹摄库尔斯克)

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热门评论

5517426825 3
感觉作用不大,不如两栖攻击舰来得高效和实际,倒是空天母舰这个构想,如果能实现,就真的牛逼了。全部携带无人机,可以回收和发射。想想就恐怖。
福建厦门
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用户6099583500 1
古德爱滴
广东广州
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手机用户1868491967 1
呵呵!滑跃起飞“天钩“轻型攻击舰我也设计过,满排水量为8800吨,是以现代级驱逐舰改装。实际我更喜欢潜水航母,排水量3.5万吨,能搭载21架飞机。
广西南宁
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