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Military2版 - 辽宁舰“菲涅尔”透镜光学助降系统曝光
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话题: 飞机话题: 透镜话题: 飞行员话题: 助降镜话题: 光束
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图为辽宁舰高速航行的照片,照片航母左侧绿色灯光是航母“菲涅尔”透镜光学助
降系统。50年代以前,航母由站在飞行甲板左端的着舰引导官(LSO)双手持旗板打信
号指挥飞机着舰。但喷气式飞机上舰以后,这种方法已不适用。1952年,英国海军中校
格特哈特从女秘书对着镜子搽口红的动作中得到启发,设计出了早期的光学助降装置—
—助降镜。它是一面大曲率反射镜,设在舰尾的灯光射向镜面再反射到空中,给飞行员
提供一个光的下降坡面(与海平面夹角为3.5-4度),飞行员沿着这个坡面并以飞机在
镜中的位置修正误差,直到安全降落。
图集详情:
50年代以前,航母由站在飞行甲板左端的着舰引导官(LSO)双手持旗板打信号指
挥飞机着舰。但喷气式飞机上舰以后,这种方法已不适用。1952年,英国海军中校格特
哈特从女秘书对着镜子搽口红的动作中得到启发,设计出了早期的光学助降装置——助
降镜。它是一面大曲率反射镜,设在舰尾的灯光射向镜面再反射到空中,给飞行员提供
一个光的下降坡面(与海平面夹角为3.5-4度),飞行员沿着这个坡面并以飞机在镜中
的位置修正误差,直到安全降落。
60年代,英国又发明了更先进的“菲涅尔”透镜光学助降系统,它在原理上与助降
镜相似,也是在空中提供一个光的下滑坡面,但这提供的信号更利于飞行员判断方位,
修正误差。70年代,美国海军又研制出了全自动助降系统,它通过雷达测出飞机的实际
位置,再根据航母自身的运动,由航母计算机得出飞机降落的正确位置,再在指令计算
机中比较后发出误差信号,舰载机的自动驾驶仪依据信号修正误差,引导舰载机正确降
落。
该系统设在航母中部左舷的一个自稳平台上,以保证其光束不受舰体左右摇摆的影
响。它由4组灯光组成,主要是中央竖排的5个分段的灯箱,通过菲涅尔透镜发出5层光
束,光束与降落跑道平行,和海平面保持一定角度,形成5层坡面。每段光束层高在舰
载机进入下滑道的入口处(距航母0.75海里)为6.6米,正中段为橙色光束,向上、向
下分别转为黄色和红色光束,正中段灯箱两侧有水平的绿色基准定光灯。当舰载机高度
和下滑角正确时,飞行员可以看到橙色光球正处于绿色基准灯的中央,保持此角度就可
以准确下滑着舰。如飞行员看到的是黄色光球且处于绿色基准灯之上,就要降低高度;
如看到红色光球且处于绿色基准灯之下,那就要马上升高,否则就会撞在航母尾柱端面
或降到尾后大海中。
在中央灯箱左右各竖排着一组红色闪光灯,如果不允许舰载机着舰,它发出闪光,
此时绿色基准灯和中央灯箱均关闭,告诉飞行员停止下降立即复飞,因此被称为“复飞
灯”。复飞灯上有一组绿灯,叫做切断灯,它打开即是允许进入下滑的信号。这些灯光
由着舰引导员(LSO)控制,他们在舰后部左舷LSO平台上,分工观察着舰机的位置、起
落架、襟翼、尾钩等的情况,一面与飞行员通话,一面操纵灯光信号。在舰岛上部左侧
后部设有主飞行控制室,一名飞控官监视着飞行甲板和空中的情况,对着舰机的安全进
行最后把关。在美国航母上,飞控官由老资格的中校级飞行员担任,并配有一名少校做
为助手。
图为我国首艘航母辽宁舰的航母“菲涅尔”透镜光学助降系统。舰载飞机要降落在
短而窄的斜角甲板上,不是一件很容易的事情。为了保证飞机安全准确地着舰,必须采
取一些技术措施帮助飞行员观察和降落。最初使用的是光学助降镜。它实际上是一面巨
大的反射镜,设在斜角甲板着舰点一侧,依靠舰尾专门设置的光源,照射到反射镜上,
然后通过反射镜再反射到空中,形成一个光的下滑坡面。飞行员在操纵飞机降落时,可
以沿着这个光的下滑坡面下滑,并根据飞机在反射镜光束中的位置来修正误差。后来,
军事技术人员又研制出一种称为“菲涅尔”的透镜光学助降装置。
由于航母飞行甲板与机场相比过短和过窄,因此飞机着舰点必须非常准确。若太靠
前,飞机会冲出甲板掉入大海;若太过后,飞机又可能与航空母舰的艉部相撞。真可谓
前不得,后不得,旦有毫厘之差就可能酿成大祸。有了几次“失之毫厘,差之千里”的
教训后,人们开始设立了专门引导飞机着舰的引导官。这一方式从航母诞生一直到50年
代之前。这些引导官常常双手举着信号旗指挥飞行员选择正确的着舰点。然而,由于采
用引导官引导飞机着舰,引导官需要具有丰富的目测经验和敏捷的素质。因此引导官就
很难挑选。后来,喷气式飞机诞生后,它那极快的飞行速度甚至使经验丰富的引导官也
无法胜任。
于是,寻找有效的引导飞机着舰的办法,逼迫着人们动脑筋。在千百次苦思冥想中
,航母助降镜竞由一件小事产生出的灵感而诞生了。那是1952年的一天,英国海军中校
格德哈特走进了女秘书的房间。当时,女秘书正手拿着小镜于抹口红。这个动作激起了
格德哈特的灵感,他掉头回到自己的房间,找来一面镜子,把口红涂在镜面上作标志,
然后把镜子放在办公桌上,对着镜于用下颚接触办公桌的桌面。在此基础上,他设计成
功了第一代航母助降镜――光学助降镜。
图左侧IFLOLS为美国航母的“菲涅尔”透镜光学助降系统。这种光学助降镜是在甲
板上设置一面大曲率的反射镜,从舰艉向镜面打出灯光,灯光通过镜面反射到空中,给
飞行员提供与海平面成3.5~4度夹角的光柱。飞行员则驾驶飞机沿着这条光柱往下滑落
,同时以飞机在镜子中的位置修正误差,使飞机安全降落在甲板上。通常,助降镜的光
柱可照射两海里以上。然而,尽管这种反射式助降镜对舰载飞机着舰有着巨大的帮助,
但由于航空母舰舰体随着海浪起伏会不停地摇摆,反射式助降镜要求舰载机飞行员有着
熟练的驾驶技术,否则,就难以安全地在甲板上起落。
图为飞机着舰引导员在测量飞机的相对高度和姿态。20世纪60年代,舰载机的速度
逐渐加快,反射式助降镜越来越难以适应飞机着舰的需要。飞机的高速度迫使人们研制
新的助降装置。很快,英国人研制成功了“菲涅耳”透镜式光学助降镜。这种助降镜由
甲板边缘装置、电源和控制板组成。安放在航空母舰飞行甲板中部靠左舷的一个稳定平
台上,以保证透镜发出的光束不受航空母舰摇摆的影响。
透镜式光学助降镜甲板边缘装置是由灯光指示器、纵摇伺服驱动器、固定基准灯、
调节基准灯、禁降灯等组成。使用时由光源、“菲涅耳”透镜和双凸透镜的综合作用形
成一支光束。这支光束若出现在基准灯上面,说明进场飞机下滑角大大;若出现在基准
灯下面,则说明进场飞机的下滑角大小。它通常由4组灯光组成,中间竖排着一个灯箱
,通过透镜发出5层光束。这5层光束与飞行跑道平行,和海平面保持一定角度,形成五
层波面。这五层光束正中间为橙色光束,向上向下分别为黄色和红色,两边为绿色基准
光束,当舰载机下降时,舰载机飞行员就观察助降镜,如果看到的是橙色光,就可以准
确着舰了;如果看到的是黄色光束,说明飞机所在处太高,需要下降高度;如果看到红
色光束,说明飞机所在处太低,需要上升高度,否则就会撞在航空母舰的舰艉上;如果
看到的是绿色光,说明飞机偏左或偏右了,需调整水平位置。
菲涅耳光学助降系统由英国海军中校格德哈特发明。第一代航母“光学助降镜”,
由一面大曲光率的反射镜和舰尾一盏强光照射灯,通过3.5-4度的夹角,把灯光反射到
空中,飞行员沿着光柱的指示下滑,并控制自己飞机的高低位置,安全降落在甲板上;
该系统受海浪颠簸影响较大,飞行员往往会丢失光柱并较难捕捉到。第二代菲涅耳光学
助降系统产生于1963年前后,由英国研制成功,就是今天的“菲涅耳光学透镜助降系统
”,目前第三代改进型“菲涅耳光学透镜助降系统”IFLOLS准备装备建造中的最新型“
福特”级超级航母上。
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上图为基准灯灯组。灯箱左右各有六盏绿色基准灯成一排与甲板平行,飞行员下滑
时能看到基准绿灯亮,表示飞机已经进入下滑道范围,如果看不见说明飞机偏离正常位
置较远,需要赶快修正。如果基准绿灯关闭,说明母舰发生意外不能着舰。
上图红色灯为禁降灯灯组。禁降灯有两组(列),左右各两列12盏灯(共24盏)。
当允许着舰时,禁降灯最上边的4盏(左右各两盏)绿灯亮,其它灯都关闭(叫“切断
”);如果禁止着舰,禁降灯最上面的4盏绿灯被关闭(切断),余下的20盏(左右各
10盏)均亮起红灯。
上图为菲涅耳透镜灯灯组。灯箱正中央竖排一组上下5盏方形“菲涅耳透镜灯”,
由上到下同时发出1-5层光束,每层光束保持不同角度和不同颜色,飞行员位于不同下
滑位置(或高或低或正常)只能看到其中一盏。1#灯(黄色),2#灯(黄色),3#灯(
橙色),4#灯(红色),5#灯(红色)。
当母舰禁止着舰时,菲涅耳透镜灯也全部关闭。可见,基准灯和禁降灯属于信号告
示灯,而“菲涅耳透镜灯”才是真正判断下滑角大小、下滑位置高低的校准修正灯。为
了保障舰载机顺利着舰,在甲板着舰区左舷,还有一组人员负责目视监督并协助飞行员
着舰,全部由经验非富的飞行员轮流担任,他们熟悉每名飞行员的驾驶习惯,通过无线
电通话设备和控制“菲涅耳透镜灯”,及时提醒飞行员修正错误。
每次执勤有6-8人,一名资深飞行军官担任长官。具体分工:①1名飞行任务联络员
,负责接受飞控中心指令,了解每架着舰飞机起降情况;②2名TV监视员紧盯摄像机和
雷达监视器,并大声通知指挥官飞机下滑情况;③2名目视观察员凭经验目视判断飞机
下滑偏差并听取TV监督员的报告,指挥飞机修正;④2名决断控制员,手举“禁降灯”
开关器(一绿一红),发现100米距离内下滑情况不妙,立即切断绿灯全部转换成“禁
降灯”(红灯),警告飞行员立即“复飞”(逃逸);一旦飞机复飞成功,还要马上切
断“禁降灯”(红灯)恢复绿灯,保证后续飞机继续着舰;⑤1名指挥官密切注意飞机
着舰后是否勾住阻拦索,一旦发生意外,指挥官大叫“复飞、复飞”,他的话筒能压倒
所有人的通话而不受干扰;⑥1名信号员手持绿色信号板(或红色),跪在阻拦索左后
侧,一旦灯光及无线电故障,使指挥信息不间断。
航母舰载机着舰,是在陆基跑道飞机降落基础上发展的。两者有共同点,这在位于
佛罗里达州的美国《海军航空学院》、《海军航空兵军官候补生学校》飞行训练中心的
教学计划中体现。其陆地训练分:预训(相当我空军的预校)、初级飞行训练(T-6G初
级教练机)、中级飞行训练(T-38C高级教练机),战斗飞行训练(F/A-18A完成空地战
术及夜航等科目),要求与空军基本一样。只有全部考核合格才有资格进入高级飞行训
练阶段。先使用F/A-18模拟机和F/A-18B教练机训练,总学时为500小时后,没被淘汰者
进入海上训练并完成航母基础训练,从《海军航空学院》毕业。毕业并不意味着能真正
成为舰载机飞行员,首先要转入海军航空兵补充训练中队(时间6个月);再进入舰队
作战候补联队,完成实战科目和母舰夜航起降训练(时间5周),才能真正成为航母飞
行队“菜鸟”飞行员(军衔上尉),前后历时6-8年。所以有人形容:空军飞行员是用
金子堆积起来的,舰载机飞行员则是用白金钻石堆积而成,一点不假。
C**S
发帖数: 758
3
牛比再那里? 三哥有这个没?
l******j
发帖数: 1728
4
这个是现代航母的标配了吧?
i***h
发帖数: 12655
5
白兔要交专利费么?
y***e
发帖数: 676
6
小学课堂的幻灯机用的也是菲涅尔透镜
q*d
发帖数: 22178
7
有次见到一个平板的塑料放大镜,
能看到上面有很多弧形的刻痕,
当时还跟一帮人讨论这玩意是可能怎样工作的,
原来就是菲涅尔透镜.

【在 y***e 的大作中提到】
: 小学课堂的幻灯机用的也是菲涅尔透镜
c*********e
发帖数: 219
8
三哥连个能拦阻着陆的航母都没有哪用的到这个
等超日王交货了再开始学吧

【在 C**S 的大作中提到】
: 牛比再那里? 三哥有这个没?
z**********e
发帖数: 22064
9
应该是很多同心圆吧。
船上使用的信号灯(用百叶窗开合的),前面的玻璃也是菲涅尔透镜。

【在 q*d 的大作中提到】
: 有次见到一个平板的塑料放大镜,
: 能看到上面有很多弧形的刻痕,
: 当时还跟一帮人讨论这玩意是可能怎样工作的,
: 原来就是菲涅尔透镜.

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激光密度的问题看了上面的纯技术贴
wikileak:中共哈尔滨舰强光干扰美舰半小时ZT共军在2003年就有了通光直径1.2米的光学侦察卫星
Re: 为什么J20在F22和F35面前就是渣?韩媒体称解救人质顺利得力于韩军尖端装备(图)
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