為何航母放飛艦載機(jī)需要逆風(fēng)航行，福建艦也需要嗎？答案讓人意外

本文僅在今日發(fā)布，謝絕轉(zhuǎn)載

航空母艦作為現(xiàn)代海軍的核心力量，其艦載機(jī)的起降作業(yè)一直是衡量航母戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵指標(biāo)。

縱觀航母發(fā)展史，無(wú)論是二戰(zhàn)時(shí)期的活塞式艦載機(jī)，還是后來(lái)的噴氣式艦載機(jī)，逆風(fēng)航行始終是航母放飛艦載機(jī)時(shí)的重要選擇。

二戰(zhàn)時(shí)期，是航母艦載機(jī)甲板作業(yè)流程的奠基階段，彼時(shí)的艦載機(jī)多為活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后三點(diǎn)式起落架布局與平直翼設(shè)計(jì)。

圖：埃塞克斯級(jí)航母

這種構(gòu)型賦予了飛機(jī)優(yōu)異的低速性能，不僅失速速度低，低速狀態(tài)下的操縱性也更為靈活，加之機(jī)身重量普遍較輕，理論上對(duì)起降環(huán)境的要求相對(duì)寬松。

同時(shí)，早期航母多采用直通式甲板，甲板上空的氣流場(chǎng)相對(duì)簡(jiǎn)單，沒(méi)有復(fù)雜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的亂流干擾。即便如此，各國(guó)海軍仍普遍選擇讓航母逆風(fēng)航行放飛艦載機(jī)，核心原因在于逆風(fēng)能夠顯著提升機(jī)翼產(chǎn)生的升力。

根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，飛機(jī)升力的大小與氣流相對(duì)速度的平方成正比，逆風(fēng)航行時(shí)，甲板風(fēng)速度與艦載機(jī)滑跑速度疊加，相當(dāng)于大幅提升了機(jī)翼與空氣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。

在甲板長(zhǎng)度僅有百米的航母上，這種升力增益能讓艦載機(jī)在更短距離內(nèi)達(dá)到起飛速度，或在同等滑跑距離下攜帶更多燃油與彈藥，這在戰(zhàn)況瞬息萬(wàn)變的海戰(zhàn)中直接關(guān)系到任務(wù)成敗。正是這一簡(jiǎn)單卻關(guān)鍵的操作，奠定了航母艦載機(jī)起降的基本原則。

【F-8"十字軍戰(zhàn)士"噴氣式艦載機(jī)】

隨著F-8"十字軍戰(zhàn)士"、F-4"鬼怪" 等機(jī)型的服役，艦載機(jī)正式邁入噴氣時(shí)代。而改變甲板坡度，使艦載機(jī)在滑跑過(guò)程中強(qiáng)制抬頭，從而增大迎角，使升力達(dá)到起飛要求的滑躍起飛航母也在這一時(shí)期出現(xiàn)。

滑躍起飛，要求艦載機(jī)滑出時(shí)，相對(duì)于甲板的末速度，加上飛機(jī)前進(jìn)方向的逆風(fēng)風(fēng)速，必須大于起飛速度，才足夠安全。

與此同時(shí)，為解決艦載機(jī)起降沖突而誕生的斜角甲板，使甲板氣流場(chǎng)變得異常復(fù)雜，艦島、甲板邊緣與艦載機(jī)自身產(chǎn)生的亂流和渦旋交織，進(jìn)一步加劇了起飛風(fēng)險(xiǎn)。

因此，逆風(fēng)航行不僅能通過(guò)疊加相對(duì)空速增加升力，以完成艦載機(jī)滑躍起飛，更能穩(wěn)定甲板上空的氣流環(huán)境，減少亂流對(duì)飛機(jī)起降的干擾，成為保障起飛安全的重要措施。

彈射器的出現(xiàn)，則徹底改變了艦載機(jī)的起飛邏輯，使航母對(duì)逆風(fēng)航行以疊加風(fēng)速的需求降低，但航母高速航行產(chǎn)生的逆向風(fēng)速，對(duì)于彈射起飛而言同樣重要，這一點(diǎn)在美軍航母的甲板作業(yè)中體現(xiàn)得尤為明顯。

【世界上第一艘正式裝備蒸汽彈射裝置的航母——漢考克號(hào)】

無(wú)論是早期的蒸汽彈射器還是如今福特級(jí)的電磁彈射器，其核心功能都是通過(guò)短時(shí)間內(nèi)的強(qiáng)力加速，讓艦載機(jī)在有限甲板距離內(nèi)達(dá)到起飛所需的表速。

但艦載機(jī)的起飛表速本質(zhì)上是彈射器末速度與甲板風(fēng)速的矢量和，美軍航母操作手冊(cè)明確要求，艦載機(jī)離開彈射器時(shí)必須達(dá)到"抬鼻輪速度"，否則將直接失速墜海，毫無(wú)改出機(jī)會(huì)。

根據(jù)美軍數(shù)據(jù)，甲板風(fēng)通常需保持在20-24節(jié)以上，才能滿足安全起飛要求，而以20節(jié)左右航速航行產(chǎn)生逆向風(fēng)速，正是獲取穩(wěn)定甲板風(fēng)最有效的方式。

更需注意的是，彈射起飛還面臨側(cè)風(fēng)與下洗風(fēng)的威脅，艦載機(jī)離艦后，翼尖渦旋產(chǎn)生的向下氣流會(huì)減小迎角，導(dǎo)致升力驟降，而穩(wěn)定的逆風(fēng)能夠有效抵消下洗風(fēng)的不利影響，為戰(zhàn)機(jī)提供關(guān)鍵的升力冗余。

【我國(guó)首艘自主設(shè)計(jì)建造的電磁彈射型航空母艦——福建艦】

當(dāng)視線轉(zhuǎn)向中國(guó)海軍的福建艦，這款完全自主設(shè)計(jì)建造的首艘電磁彈射型航母，雖代表著全球航母技術(shù)的最高水平之一，卻同樣無(wú)法擺脫對(duì)逆風(fēng)的依賴。

電磁彈射技術(shù)憑借能量效率高、控制精度好、適應(yīng)性廣的優(yōu)勢(shì)，能夠精準(zhǔn)匹配不同重量艦載機(jī)的加速需求，從殲-15T重型戰(zhàn)斗機(jī)到空警-600 預(yù)警機(jī)，均可通過(guò)彈射系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高效放飛。

但無(wú)論技術(shù)如何升級(jí)，艦載機(jī)起飛依賴升力的物理原理從未改變。福建艦在第七次海試中進(jìn)行的最小半徑轉(zhuǎn)彎與高速機(jī)動(dòng)測(cè)試，其核心目的之一便是創(chuàng)造理想的逆風(fēng)環(huán)境。

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)福建艦以30節(jié)航速航行時(shí)，甲板實(shí)際風(fēng)速可達(dá)40節(jié)，能讓殲-15T戰(zhàn)機(jī)的起飛效率更高，掛載能力也可以提高。

對(duì)重型艦載機(jī)而言，這種升力增益不僅能提升起飛的安全性，更能降低彈射器的能量輸出，減少設(shè)備損耗以延長(zhǎng)使用壽命。

在實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)景下，逆風(fēng)帶來(lái)的無(wú)成本性能提升更為關(guān)鍵，現(xiàn)代航母強(qiáng)調(diào)高強(qiáng)度出動(dòng)能力，逆風(fēng)能讓福建艦在相同時(shí)間內(nèi)放飛更多艦載機(jī)，同時(shí)為戰(zhàn)機(jī)預(yù)留更大的燃油與彈藥載荷空間。

從百年前木制雙翼機(jī)的首次離艦，到福建艦上電磁彈射的蓄勢(shì)待發(fā)，艦載機(jī)起飛技術(shù)經(jīng)歷了多次迭代，標(biāo)志著航母戰(zhàn)力的躍升，但直到物理世界發(fā)生變化的那一天之前，逆風(fēng)一直都會(huì)是艦載機(jī)起飛作業(yè)中不可或缺的重要因素。