| 跟屁弹射点错科技树,滑跃才是最佳起飞方式 |
| 送交者: 2026年03月01日00:30:02 于 [世界军事论坛] 发送悄悄话 |
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歼-15满载起飞的可行性 一、滑跃起飞的基本状态与判定标准 二、相关条件与要求 三、起飞状态模拟 四、补充与论证 五、总结“可行性” 歼-15满载起飞的必要性 一、歼-15的基本数据信息 二、弹药与挂架 三、歼-15起飞重量推测 四、歼-15燃油量与作战半径分析与推测 五、总结“必要性” 总结与尾言 参考资料: 前言本文初版最早于B站发布,然其文中错漏之处深多,自知不妥,故作此版以自纠补充。 自辽宁舰出世以来,所谓“歼-15无法在库/辽舰这类滑跃航母上实现满载起飞”之言论便在网络与各类节目中大肆横行,甚至有人声称“歼15在辽宁舰的前起飞点只能半油半弹起飞,而在后起飞点也只能满弹半油或者满油半弹”,并认为“这将严重影响了歼-15和辽宁/山东歼的战斗力” 。关于上述说法的来源,或以鹞式或者其他战斗机滑跃起飞性能反推歼-15所得之谬论,然不论如何,上述此等说法乃纯粹的以讹传讹之偏见,亦为经典的抛开事实之伪命题。 为正视听,本文将从歼-15战斗机在滑跃起飞模式下实现满载起飞的“可行性” 与“必要性”两个方面反驳此等无稽之谈。 ![]() 歼-15满载起飞的可行性对于“歼-15战斗机能不能在滑跃模式下实现满载起飞”这个问题来说,此实乃伪命题也:简单来说,战机只要能足够达到“速度”,获取足够的升力,就可以起飞升空。因此,对于这个在不加任何前提条件下的所谓 “ 歼-15究竟能不能在滑跃起飞模式下满载起飞?” 的问题而言,其答案是“完全可以”,因为这句话仅仅只是限定了起飞的模式为“滑跃起飞”,因此只要相关的条件可以满足,如若迎风风速绝对大(初始速度足够)、起飞距离足够长(加速度的时间足够长)等此类情况,歼-15战斗机则完全可以在“滑跃起飞”的起飞模式下达到满载升空。当然,我们明白,这句话内涵的意思并不是这样,而这里本文便也不再游戏文字了,则此句话实际想要表达之内容理应是:“ 歼-15能不能在辽宁、山东舰滑跃起飞航空母舰可以提供的条件下,实现满载起飞?” 而若要解答这个问题,则先将“滑跃起飞”这种起飞方式了解明白。 ![]() 一、滑跃起飞的基本状态与判定标准约于航空母舰而言,令其舰载机起飞无非便是想方设法令舰载机能够在航空母舰那相对狭小的空间中获到足够的升力,而对于飞行器而言,获得升力之最简单直观之方法,则是令其获得足够的速度。例如弹射起飞,便是依靠弹射器助力,借弹射器之外力以达到“起飞速度”,从而实现其短距起飞;此外,甲板风亦可为舰载机提供额外之起飞速度,因此,不论二战时期相对早期的航母还是现代的重型核动力航母今古相同,皆会在一定的逆风风速下进行舰载机的放飞作业。 滑跃起飞之实质上亦是如此,不过其实现的过程则相对曲折。由于航空母舰的起飞跑道长度受限,舰载机可能会因其滑跑距离之不足而难以有足够速度,故难以起飞。因此,滑跃起飞式航空母舰的起飞跑道末端必有一定倾角,为舰载机离舰时提供一定的攻角以提高舰载机此时的升力系数,若舰载机的离舰速度足够,符合其升力系数的起飞要求,则舰载机便可直接起飞。 而若舰载机的离舰速度并不立即符合其升力系数的起飞要求,则除了滑跃甲板提供的离舰攻角提升的升力系数可以提升舰载机额外的升力与高度令其不至于立即坠入大海外,其亦可为离舰舰载机额外提供了一定的高度。如此,舰载机便可在离舰后通过惯性能维持一段长时间的抛物线运动,获得额外的加速时间用以使其发动机工作更长的时间,从而使离舰的舰载机加速至足够的起飞速度。简单的来说,便是为舰载机起飞换取了一个可以用高度换取速度的能量转化时间,从某种意义来说,便相当于“延长”了一段起飞跑道。此外,须知相对于外界提供的条件,滑跃起飞模式实则更依赖舰载机本身之性能。 故够影响舰载机滑跃起飞的外界因素主要因素简单来说便是以下几点:
滑跃起飞舰载机的典型离舰轨迹往往类似于一段弧线线,如图示: ![]() 可知,滑跃起飞的离舰轨迹/飞行姿态主要有以下三种形态:
从起飞状态而言,第一种与第二种基本可以毫无压力的起飞,第二种状态也作为第一种状态到第三种状态的临界,设一、二、三号状态的离舰速度分别为V1、V2、V3,则当离舰速度高于V2时,即处于为V1,起飞姿态也为第一种;而当起飞速度低于高于V2,起飞姿态也为第一种;那么起飞速度高于V3时,则起飞状态即为第三种。 第三种轨迹出现了较完整的抛物线运动下降段,但在谷底位置(即第二拐点)时舰载机如果高度过低将会有坠海的风险,因此为安全考虑,采用滑跃起飞的各国海军对舰载机滑跃起飞的底点高度都做出了限制,而各国海军的要求标准有所不同:英国海军规定的滑跃起飞的安全高度下限则为船体甲板的最高点(适用于鹞式战斗机),大约为15m;俄罗斯海军规定滑跃起飞的安全高度下限为航空舰桥高度,大约为20m(适用于Su-33舰载战斗机)。 二、相关条件与要求我们研究的对象是歼-15,则其滑跃起飞式的航母平台自然便是辽宁舰与山东舰。山、辽两舰有标准舰载机起飞位3个,分为前部起飞位二,与后部起飞位一,称“C1”、“C2”和“C3”。 ![]() 山、辽两舰C1、C2号前部起飞位自舰艏出口,滑跃跑道长度约为110m,C3号后部起飞位则约为195m,滑跃甲板倾角则为大约14.5°,又有说法称其等效可为15°。其飞行甲板距海平面高度大约为15.7m,而滑跃甲板的出口距海平面高度则为约22m。 ![]() 根据公开数据,则知山、辽两舰最大航速为大约29-30节,因此两舰在不依靠自然风的情况下,可以主动为舰载机起飞作业提供至少29节左右甲板风速用以助飞。 ![]() 另据央视在2024年02月11日发布的一期军事采访节目《新春走基层 青春梦想在航母甲板上绽放》中,航空母舰保障人员在采访中有言,山东舰在舰载机起降作业之时甲板上的风速要保持了6-7级,即约21节至33节。方便取样,故取起其平均数约27节,即设为山/辽两舰日常航空运作之常用甲板风速。 而有关中国海军舰载航空兵在滑跃甲板上采用的的安全高度下限信息则并不明确,然可以参考国内相关的论文所予标准: ![]() 即舰载机起飞最大下沉最低点为距海平面15m(航空母舰飞行甲板高度),即允许舰载机的可下沉量为22-15=7m,与英国海军航空兵之标准类似。但是这里需要明确,此标准仅仅止该论文用于模拟的验证标准,并不一定为人民海军常规的日常训练活动等所适用。 三、起飞状态模拟《舰载武器》杂志有刊登一篇由薛霸、李超所著的《苏-33/歼-15舰载战斗机航母起飞性能研究》一文,在该文章中,作者以苏霍伊设计局网站、苏-33项目副总师福耶明所著的《苏-33》 (一)1、2号起飞点(前点位,110m起飞点) 在起飞距离确认、滑跃跑道结构确认的情况下,文章中对不同甲板风下,Su-33/歼-15舰载机起飞轨迹模拟如下: ![]() 由该起飞轨迹,则可对Su-33/歼-15在相关条件下的起飞模拟曲线中部分信息进行整理如下:
由此可知,即是在前点的110m起飞点,歼-15/Su-33仍然可以在甲板风速满足(18-25节)的情况下,实现32.8吨的满载起飞重量,而上文所提,山/辽两航母日常运作过程中常保持平均甲板风速约为27节,故此,则可知歼-15在27节常用甲板风速下可以于110m前起飞点实现满载起飞。 (二)3号起飞点(后点位,195m起飞点) 同样在起飞距离确认、滑跃跑道结构确认的情况下,文章中对无甲板风下的Su-33/歼-15舰载机起飞轨迹如下: ![]() ![]() 由以上轨迹图可知,在195m起飞距离下,则可将Su-33/歼-15在相关条件下的起飞轨迹的部分内容整理如下:
可见,得益于195m的长距离起飞位,Su-33/歼-15可以0风速下,满载32.8吨的最大起飞重量轻松起飞,与在前点110m时在25节以上甲板风速下的起飞能力相当。并且,甚至在满足保证安全限制的情况下195m的长起飞点还可以实现35吨的扩展重量与38吨的极限扩展重量。 此外,《苏-33/歼-15舰载战斗机航母起飞性能研究》中还给出了在其他外在因素对战机滑跃性能的影响: (一)推力损失 由于战斗机的发动机的推力值并非是一个一定的数字,而是处在一定的范围内的浮动值,这个一定范围一般是在2%左右浮动并倾向于小值。而在环境变化特别是当处于气候炎热的热带赤道之时,周边气温可达35℃、湿度可以达到85%以上,战斗机的发动机推力会出现相当的损失。滑跃起飞的模式本来就尤其受战机本身发动机的推力影响,因此也会受到不同的影响。 该文章中对歼-15/Su-33以32.8吨满载起飞重量在3号起飞位(即195m起飞点位)0节甲板风速下起飞时推力在不同损失的情况下的起飞轨迹的模拟分析如下: ![]()
(二)起飞冗余 这里的安全冗余乃是指舰载机起飞的“单发安全”与“单发起飞”要求。 “单发安全”是指舰载机在甲板滑跑起飞、离开甲板之后其中的一部发动机瞬间停车,飞机能仅靠一部发动机的推力就实现安全起飞; “单发起飞”则是一种还要严格的起飞模式,正如其字面意思,即战机刚开始在起飞点滑跑起飞时一部发动机便停车,飞机仅靠一部发动机的推力就可以实现整个滑跑起飞过程。 不过,需要事先明确的是,这样的安全冗余并不是一架飞机的正常性能,而是一种极为苛刻的潜在性能要求,倘若一定要按照此要求来认定一架飞机的滑跃起飞性能,那恐怕单发的适应STOVL模式的鹞式/AV-8B和F35B就不应当存在了。事实上,即便是早就装备了蒸汽弹射器的美国海军航空兵,直到80年代后期新一代蒸汽弹射器C-13-2的服役之前,其双发舰载机(F-4、F-14等)也都不具备哪怕要求相对宽松的“单发安全”能力。 根据此文的模拟,歼-15在山/辽舰所能提供的滑跃平台上几乎都并不具备有实用的“单发起飞”冗余,但具备有一定的“单发安全”能力: ![]() (1)1、2号前起飞点: 0风速正常操作重量上限:21600kg 0风速安全限制重量上限:22900kg 25节风速正常操作重量上限:28200kg 25节风速安全限制重量上限:30000kg (2)3号后起飞点: 0风速正常操作重量上限:28000kg 0风速安全限制重量上限:29500kg 25节风速正常操作重量上限:32800kg 由上述分析可知,歼-15战斗机在其推力损失不超过10%的情况下,仍然具有足够的满载滑跃起飞能力,推力损伤达到10-15%才会相对严重地影响其满载滑跃起飞能力。 但须知,如果歼-15的AL-31F 并且,滑跃起飞的歼-15也拥有相当的“单发安全”性能冗余,可以在25节的甲板风速下,110m的前起飞点拥有28.2吨的正常操作起飞重量,以及30吨的极限操作起飞重量;而195m的后起飞点则仍正常进行满载起飞操作,且在0风速下仍可以拥有28吨的安全操作起飞重量与29.5吨的安全限制起飞重量。虽然歼-15并不具有实用的“单发起飞”能力,但这样的安全冗余性能对于一架滑跃起飞模式下的舰载机来说已经可以说是超出必要的充足了。 四、补充与论证虽然有《苏-33/歼-15舰载战斗机航母起飞性能研究》一文对相关起飞性能的模拟已经相当细致,但恐一些人会以上述信息出自“杂志文章”而怀疑其可信度并进一步否认其本节给出的数据。因此这里我们将会再根据更多信源进行补充论证。 (一)轨迹之规律 《海军航空工程学院学报》第29卷第1期,有《舰-机适配条件对舰载机滑跃起飞性能的影响》一文,以飞机滑跃动力学模型设定不同的舰-机参数,模拟舰载机的起飞性能分析。而其中模拟数据可以在侧面印证本文展示的计算结果。 该文模拟之舰-机条件如下: 滑跃航母甲板滑跃倾角14.5°,滑跃上翘甲板水平长度为53.5m,短起飞点的平直水平长度为51.5m,全长105m;长起飞点的平直水平长度为141.5m,全长195m。很明显,这应当是库兹涅佐夫级航空母舰 其模拟的舰载机并未给出具体的尺寸、推力等数据,仅知其最大起飞重量为30吨。 在该文“3.1 滑跃距离”部分中,作者模拟了航母甲板风0节情况下,飞机在26吨与最大起飞重量30吨的重量时,分别滑跃不同距离的起飞轨迹。则模拟数据与30吨起飞重量下的航迹图如下: ![]() ![]() 上文所示,则知在飞机以30吨的最大起飞重量滑跃起飞时,该机滑跃195m后的起飞轨迹偏向第二类,几乎无下沉;离舰速度为51.14m/s ≈ 184.1km/h 。 又见其中“舰船航行速度影响”一节,作者在不同的舰船航速下(相当于不同风速甲板风),模拟舰载机以30吨的最大起飞重量下在短点(105m起飞距离)起飞的起飞情况,其模拟数据与航迹图表如下: ![]() 由上图图表整理如下: 0节航速(无甲板风)下,模拟得离舰速度为37.24 m/s ≈ 134 km/h,起飞轨迹为第三类,且在假设离舰点位为20m高度的情况下,其下沉量达到了17m,这样的起飞轨迹在安全层面是不被允许的; 航速27节(即27节甲板风)下,则模拟得离舰速度可为50.84 m/s ≈ 183 km/h,其起飞轨迹也由第三类达到了接近第二类,同样上文接近30吨起飞重量长点滑跃起飞的起飞轨迹。 综合上述信息数据,则得结论如下:舰载机在短点105m的起飞配合27节左右的甲板风即可相当于长点195m的起飞效果,而论文原文亦有指出“舰船在以27节航行时可以节省90m的甲板长度”。此亦与《苏-33/歼-15舰载战斗机航母起飞性能研究》之中模拟势同。 因此,虽无法确定《舰-机适配条件对舰载机滑跃起飞性能的影响》中的最大起飞重量30吨飞机的实际推重比等数据,然我们仍然可以从其中一致的客观规律从侧面论证《苏-33/歼-15舰载战斗机航母起飞性能研究》中模拟数据。 (二)公式计算 此外,亦有其他论文可以对上述飞行轨迹数据进行论证。 2008年4月《飞机设计》第28卷第二期,有姚念奎、王成波所著《舰载机斜板滑跃起飞情况地面载荷》一文,亦可于此处对上述的测试结果进行公式计算层面上之验证。 在该论文中,作者以数字函数计算了舰载机在滑跃甲板的不同情况下的起飞重量。在其所给出了算例中分别计算了一型“双发全加力推力为2×14100=28200kg”的“重型舰载战斗教练机”在不同重量(33吨、38.8吨)下在1、2号短起飞道(110m)和3号长起飞道(195m)的滑跃角度为14.3°的滑跃甲板下不同出口(离舰)速度(文中标注的离舰后起飞速度阈值为175km/h)。计算中的预计起飞轨迹为第三类起飞轨迹,符合英国限制标准,或相对略微宽松,起飞轨迹如下图所示: ![]() 在上述条件下,文中的计算结果如下: ![]() 即:该“重型舰载战斗教练机”在38.8吨的起飞重量、195m的长起飞点起飞、风速0节情况下,离舰速度达178km/h,则可在此轨迹下起飞。 而在33吨的起飞重量、 105m的短起飞点起飞、风速0节的情况下,离舰速度可以达到141km/h,不能在此轨迹下起飞。需要甲板风速达到大约20节(37km/h),才可在此轨迹下起飞。 该论文中的“重型舰载战斗教练机”大可能为Su-33或歼-15。然文中所给出的发动机推力相对较大,现实中的AL-31F全加力则很可能达不到如此的推力,此外,文中计算的“重型舰载战斗教练机”的起飞重量亦相对夸张,恐与实际不符,但好在文中作者已给出计算公式,我们可借此重新计算。 基于保守估计,我们这里将其发动机推力按AL-31FN的12700kg计算,最大起飞重量则设定为32.5吨,(上文模拟中的发动机最大推力为12800kg,最大起飞重量为32.88吨)。至于滑跃起飞成功时之离舰速度设定,若按该文下沉7m之轨迹(即属于第三号轨迹),则为175km/h;而若考前文《舰-机适配条件》,则取其中有类二号轨迹者,则所需离舰速度应为184 km/h。以此为标准,计算结果如下: ①110m跑道,1、2号起飞点: ![]() ≈ 38.2 m/s ≈ 137.5 km/h 三号轨迹标准(有下降轨迹): 137.5 km/h < 175 km/h 因此,若要实现起飞,则还需: 175-137.5=37.5km/h ≈ 20.25节甲板风 二号轨迹标准(无下降轨迹): 137.5 km/h < 184 km/h 因此,若要实现起飞,则还需: 184-137.5=46.5km/h ≈ 25.11节甲板风 ②195m跑道,3号起飞点: ![]() ≈ 51.4 m/s ≈ 185 km/h 三号轨迹标准: 185 km/h > 175 km/h 二号轨迹标准: 185 km/h > 184 km/h 则可知,以单发动机加力推力为12700kg之前提,于195m起飞距离条件之下,该满载舰载机无需甲板风便可在二号轨迹之标准下起飞。 而于110m起飞距离条件之下,则该满载舰载机需要25节以上甲板风才能达到二号(即无下降轨迹)标准起飞。 该计算结果与上述《苏-33/歼-15舰载战斗机航母起飞性能研究》文中的模拟结果应该说是大同小异,尤为如此对长起飞点的离舰速度计算,即185km/h,与前文模拟结果一致(不过需要注意的是两者的计算条件并不一致,前文的模拟按起飞重量32.8吨与单发12.8吨推力计算;而该公式的计算条件则为起飞重量32.5吨与单发12.7吨推力计算)。此外,其相对乐观的计算结果亦与其相对危险的起飞轨迹相符合。求同存异综合而言,两者可以在结果上相互论证。 然在这里亦有必要提及,必须指正的是在上述重量与起飞条件下,歼-15的飞行轨迹相对陡峭,特别是根据后者论文中公式计算结果。因此在日常训练与常规作战中,势必会控制条件以实现保证更加安全的起飞轨迹,如进一步减少最大允许的起飞重量、提高甲板风速等。 (三)试飞参考 作为与歼-15同源的Su-33,其的滑跃起飞能力亦可作为歼-15的参考。又有安德烈·福明(Андрей Фомин)所著之《Су-33 Корабельная эпопея》一书,此书在扉页中由维克多尔·普加乔夫、米哈伊尔·西蒙诺夫等人作序,因此可信度与参考价值较高。 ![]() 根据该书机载,Su-33在T-10K原型机的状态下在“库兹涅佐夫”号上的试飞记录如下: ![]() 后来,谢姆金(Yu.A. Semkin)和普加乔夫(V.G. Pugachev)在舰上进行了几次起飞,在连续增加Su-27K 起飞重量的情况下起飞离舰。这些测试表明,在油箱加满油并携带四枚导弹(起飞重量近 30000 千克)的情况下,战斗机能在7节的船速(风速)下,轻松地从第一个起飞位置(短起飞点)起飞。而在舰艇航速(风速)为15节时,飞机可以在加满燃油和空对空导弹最大弹药(起飞重量 32200 千克)的情况下从第三个起飞位置(长起飞点)起飞。试飞是在海况高达4-5级、不同船速和逆风的情况下进行的。 而书中所给的Su-27K性能诸元如下: ![]() 因此,可以整理得Su-33/Su-27K在此次滑跃起飞试飞的起飞重量配置如下:
因此,可以确信,如若类似Su-33的歼-15战斗机以同样的起飞重量下,在27节以上甲板风速以及14.5°~15°的滑跃环境下下完全可以更加从容地起飞。完全印证《苏-33/歼-15舰载战斗机航母起飞性能研究》之起飞模拟数据。
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