在浩渺無垠的藍(lán)色海域上，艦載機(jī)如同一道迅疾的閃電劃過天際，展示出人類探索與征服海洋的壯志雄心。對于艦載機(jī)來說，其在艦船上的起降能力不僅是海軍航空兵力的核心技能，更是國家海軍實(shí)力的重要象征。隨著科技的飛速發(fā)展，艦載機(jī)的起降方式也在不斷創(chuàng)新與突破，每一次的飛躍都凝聚著無數(shù)智慧與汗水的結(jié)晶。回溯歷史的長河，艦載機(jī)的起降技術(shù)經(jīng)歷了從簡陋到精良，從初步探索到高度成熟的蛻變。艦載機(jī)的起飛方式在不斷地向著更高效、更安全、更可靠的方向邁進(jìn)。同樣，艦載機(jī)的降落技術(shù)也在同步發(fā)展，也從最初的簡單滑跑降落，到如今的精確著艦系統(tǒng)，每一次技術(shù)的革新都極大地提升了艦載機(jī)的作戰(zhàn)效能和生存能力。

自1903年有動(dòng)力可操縱的固定翼飛機(jī)面世以來，1910年便有飛機(jī)嘗試從艦船甲板起飛。到20世紀(jì)20年代，越來越多的艦船配備了艦載機(jī)。經(jīng)過兩次世界大戰(zhàn)的發(fā)展，海上空中力量的重要性越發(fā)重要，艦載機(jī)的應(yīng)用越來越廣，而與之匹配的艦載機(jī)起降技術(shù)也有了明顯進(jìn)步。下面，就讓我們一起回顧艦載機(jī)起降技術(shù)發(fā)展的演進(jìn)與變化。

起飛

無輔助（滑跑）起飛/滑躍起飛

第二次世界大戰(zhàn)以前的艦載機(jī)多為螺旋槳飛機(jī)，這種飛機(jī)的重量較輕，對起飛速度要求相對較低，通常使用自帶的發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)即可完成起飛過程。一些具備短距起降功能的螺旋槳飛機(jī)如索普維斯“駱駝”或羅克韋爾OV-10，甚至不需要航母甲板那么長距離的跑道，在戰(zhàn)列艦級別的艦船上也能完成滑跑起飛。

后來隨著技術(shù)的更迭，噴氣式艦載機(jī)出現(xiàn)的初期，因發(fā)動(dòng)機(jī)性能不足，飛機(jī)起飛所需的滑跑距離越來越長。為了解決這個(gè)問題，英國海軍發(fā)明了傾斜的甲板結(jié)構(gòu)，即艦艏的甲板呈6°～20°上翹，使艦載機(jī)在離艦瞬間獲得一定程度的航跡傾斜角和向上的分速度，使飛機(jī)躍入空中，增加起飛成功的概率。20世紀(jì)90年代前，滑躍起飛主要應(yīng)用在小型航母上，受載機(jī)種類和數(shù)量限制，這種航母很難進(jìn)行遠(yuǎn)洋作戰(zhàn)。隨著航空技術(shù)的發(fā)展，推重比接近或大于1的噴氣式飛機(jī)出現(xiàn)后，大型航母也開始使用滑躍方式起飛。甚至艦載機(jī)可通過發(fā)動(dòng)機(jī)矢量控制，實(shí)現(xiàn)短距離滑躍起飛，如英國的“海鷂”、美國的F-35C等，進(jìn)一步縮短了起飛所需距離。

滑躍起飛的優(yōu)點(diǎn)是在同樣飛行條件下，起飛所需距離較滑跑起飛減少約60%；滑躍機(jī)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉，且無須對現(xiàn)有飛機(jī)進(jìn)行特殊改造；簡化航母設(shè)計(jì)，可節(jié)省日后的訓(xùn)練維護(hù)費(fèi)用。當(dāng)然滑躍起飛也有不足之處，首先是對艦載機(jī)的飛行性能有一定要求。其次艦艏位置無法停放飛機(jī)，限制了航母的載機(jī)數(shù)量。另外，滑躍起飛階段需要艦載機(jī)大推力滑行，增加燃料消耗。

彈射起飛

機(jī)械彈射

艦載機(jī)彈射起飛的歷史悠久，最早可以追溯到1903年有動(dòng)力可操縱飛機(jī)剛剛首飛成功的時(shí)期。除了萊特兄弟外，美國航空先驅(qū)蘭利在同年也制造了一架飛機(jī)，區(qū)別是他選擇了在水上起飛。為此，蘭利在船屋頂部設(shè)置了一個(gè)巨大的彈簧彈射機(jī)構(gòu)，通過釋放彈簧的彈力為飛機(jī)提供初速度。然而，由于飛機(jī)本身存在缺陷，試飛并不成功。不過，這種彈射起飛的方式為后來的艦載機(jī)起飛提供了經(jīng)驗(yàn)和思路，開發(fā)出了轉(zhuǎn)盤式彈射器、慣性飛輪彈射器、液壓機(jī)械式彈射器等。

不過機(jī)械式彈射器的發(fā)展時(shí)間并不長，由于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的普及，艦載飛機(jī)的任務(wù)越來越多樣，導(dǎo)致飛機(jī)設(shè)計(jì)越來越復(fù)雜，整機(jī)的重量和載荷變大后，彈射器提供的初速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足新飛機(jī)的起飛要求，逐漸被推力更大的新技術(shù)取代。

空氣/蒸汽彈射

蒸汽彈射器的歷史可以追溯到1912年，西奧多利用壓縮空氣的原理設(shè)計(jì)了一款彈射器，并于當(dāng)年7月進(jìn)行了首次嘗試。雖然固定試飛時(shí)遇到了強(qiáng)烈的側(cè)風(fēng)導(dǎo)致飛機(jī)墜毀，但西奧多幸免于難，幾個(gè)月后他又從一艘行駛的艦船上完成了彈射起飛。英國的艦載機(jī)也曾使用過壓縮空氣和液壓機(jī)械機(jī)構(gòu)組成的彈射器，之后陸續(xù)在民用領(lǐng)域也有艦載機(jī)使用壓縮空氣作為彈射器的動(dòng)力來源。

第二次世界大戰(zhàn)后，英國海軍為航母開發(fā)了一套新的開槽氣缸式蒸汽彈射系統(tǒng)，1950年開始，由埃里克·溫克爾·布朗等飛行員駕駛在“英仙座號”航母上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并顯示出卓越的效果：發(fā)射時(shí)隨著蒸汽壓力增加到臨界點(diǎn)，釋放桿斷開，連接著艦載機(jī)的活塞以極快的加速度向前移動(dòng)，只需2～4秒即可達(dá)到飛機(jī)的起飛速度。這種彈射器幾經(jīng)更迭，時(shí)至今日仍在部分航母等大型艦船上使用。

電磁彈射

電磁彈射是未來航母艦載機(jī)選用的彈射起飛技術(shù)，與蒸汽彈射相比，電磁彈射體積小、對航母輔助系統(tǒng)要求低、效率高、重量輕、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用低、支持自動(dòng)化控制，彈射速度方便調(diào)教，可適用從輕型無人機(jī)到重型艦載機(jī)在內(nèi)的多種機(jī)型。同時(shí)，電磁彈射起飛所需的人員更少，設(shè)備的動(dòng)力傳輸效率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于蒸汽彈射。美國海軍從1982年開始電磁彈射系統(tǒng)的研發(fā)工作，2004年進(jìn)入成品測試階段，如今已列裝部分新型航母。而根據(jù)中國海軍官方報(bào)道，中國第三艘航母“福建艦”已于2024年5月1日首次航行測試，其上搭載的電磁彈射系統(tǒng)相關(guān)測試正在穩(wěn)步推進(jìn)中。

垂直起飛

垂直起飛技術(shù)是20世紀(jì)50年代開始發(fā)展的一項(xiàng)航空技術(shù)。對于固定翼飛機(jī)來說，垂直起飛相較于其他起飛方式擁有無可比擬的優(yōu)勢：具有垂直起降能力的飛機(jī)所需的起飛面積相對較小，尤其是空間有限的小型航母，可大大增加航母的載機(jī)數(shù)量；垂直起飛主要依靠飛機(jī)自身的設(shè)計(jì)和功能，不需要像彈射起飛那樣復(fù)雜的裝置機(jī)構(gòu)，大大節(jié)省了航母的設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)成本。不過，垂直起降技術(shù)本身對飛機(jī)的性能有較大影響，為實(shí)現(xiàn)垂直起飛，飛機(jī)的起飛重量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于發(fā)動(dòng)機(jī)推力，使得有效載荷受限，載彈量和燃料裝載較少，加上起飛階段需要發(fā)動(dòng)機(jī)大推力運(yùn)轉(zhuǎn)，會(huì)大大增加燃料消耗，進(jìn)而影響艦載機(jī)的航程，減小作戰(zhàn)半徑。另外，擁有垂直起降技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)相對復(fù)雜，制造和維護(hù)成本相對較高。因此，這種飛機(jī)通常采用短距離滑躍的方式起飛，垂直降落。

降落

人員引導(dǎo)

1922年，美國“蘭利號”航母作為飛機(jī)起降平臺進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)，而第一任指揮官肯尼斯·懷廷會(huì)在每次飛機(jī)降落時(shí)，手持?jǐn)z影機(jī)記錄，以便進(jìn)行技術(shù)評估。早期的艦載機(jī)在降落時(shí)沒有信號引導(dǎo)，全憑飛行員過硬的駕駛技術(shù)。當(dāng)時(shí)的飛行員發(fā)現(xiàn)，即便在降落關(guān)鍵階段駕駛艙視線被機(jī)頭遮擋，他們也能看到在甲板跑道邊錄像的懷廷。有時(shí)飛機(jī)進(jìn)近姿態(tài)不正確，懷廷還會(huì)揮舞手臂發(fā)出警告，而這些飛行員都能看得一清二楚。久而久之，為了提高著艦成功率，航母會(huì)專門安排有經(jīng)驗(yàn)的飛行員負(fù)責(zé)引導(dǎo)飛機(jī)降落。這些人被稱為著陸信號官（LSO），他們通常雙手各握一面小彩旗或槳形旗，通過不同動(dòng)作向飛行員傳遞“是否與甲板對齊”“下滑速度、高度是否合適”“飛行速度快慢”等信號。

光學(xué)引導(dǎo)

艦載機(jī)降落信號官出現(xiàn)后很快便成為航母的標(biāo)配，但在一些特殊情況如夜間或惡劣氣象條件下，飛行員很難看清信號官的動(dòng)作，導(dǎo)致降落失敗。而隨著噴氣式飛機(jī)的普及，這種情況越發(fā)嚴(yán)重——早期的噴氣式飛機(jī)油門響應(yīng)比較慢，致使降落階段飛行員操縱的容錯(cuò)概率很低。為解決這個(gè)問題，1951年英國航母指揮官古德哈特提議，用凹面鏡投射的光路引導(dǎo)飛行員降落。很快，海軍航空委員會(huì)認(rèn)可了古德哈特的想法，并于1953年開始測試。由于測試十分成功，1955年“本寧頓號”航母正式安裝了著陸指示燈，大大提高了飛行員的反應(yīng)速度。后來隨著技術(shù)的提升，凹面鏡被換成了菲涅爾透鏡，光源由單色升級為多色，可發(fā)出更多信號。

阻攔索/阻攔網(wǎng)

攔阻索是讓滑跑降落的艦載機(jī)快速減速的裝置。艦載機(jī)準(zhǔn)備降落時(shí)先要進(jìn)入繞航母飛行的環(huán)形航線，以降低飛行高度和速度。著艦階段，艦載機(jī)的速度要降低到進(jìn)近時(shí)速，此時(shí)飛行員放下起落架、襟翼與減速板，并下放阻攔鉤。航母甲板上通常會(huì)布置4條橫向的阻攔索，艦載機(jī)在著艦后要保證機(jī)尾的阻攔鉤掛上其中一條。阻攔網(wǎng)是一張橫向張開在著艦區(qū)的巨大尼龍網(wǎng)，一般設(shè)在第3和第4根阻攔索之間，寬略大于阻攔索，可承受的沖力大于攔阻索。阻攔網(wǎng)通常是危急情況下使用的應(yīng)急設(shè)備，當(dāng)艦載機(jī)因故不能放下阻攔鉤或因其他故障不能正常著艦時(shí)，可使用阻攔網(wǎng)攔截。

柔性跑道

第二次世界大戰(zhàn)后，噴氣式艦載機(jī)的實(shí)驗(yàn)為航母的發(fā)展帶來了新的希望和方向。同時(shí)，新技術(shù)的出現(xiàn)也讓不同國家開始思考艦載機(jī)新的起降方式。英國范堡羅皇家飛機(jī)協(xié)會(huì)的專家認(rèn)為，起落架是飛機(jī)最脆弱和最容易出事的部件。如果去掉，可能會(huì)使飛機(jī)在航母上降落更安全。此外，由于沒有螺旋槳影響，噴氣式飛機(jī)具有直接使用機(jī)身降落的先天優(yōu)勢。當(dāng)時(shí)曾出現(xiàn)過許多方案，如采用水上浮筒跑道、鋪滿松軟沙子的跑道，甚至是可滑動(dòng)的推車等。最終，格林少校提出使用軟橡膠制成柔性跑道的方案得到批準(zhǔn)。

1947年底，他先是在地面建立了一條柔性跑道，由傳奇航母飛行員埃里克·布朗駕駛德哈維蘭戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行測試。第一次飛行時(shí)由于速度過快，飛機(jī)在著陸后被跑道彈起，幾次顛簸后撞到了盡頭的坡道才停止。之后，他在這條跑道上陸續(xù)進(jìn)行了200余次試驗(yàn)，終于能出色地完成著陸任務(wù)。之后，他們開始在真正的航母上測試，也獲得了成功。不過這種柔性跑道對航母的制造要求較高，且只適用于少數(shù)飛機(jī)。后來，隨著新型艦載機(jī)的尺寸越來越大，重量提高后柔性跑道無法滿足降落要求，逐漸被放棄使用。

自動(dòng)著艦系統(tǒng)/“魔毯”系統(tǒng)

為克服惡劣天氣、海況對著艦的影響，降低飛行員的著艦負(fù)荷，美國海軍提出了自動(dòng)著艦系統(tǒng)，特別是在大氣擾動(dòng)、甲板運(yùn)動(dòng)、低能見度及飛行員飛行疲勞等情況下，自動(dòng)著艦系統(tǒng)更為重要。該系統(tǒng)由艦載設(shè)備和機(jī)載設(shè)備兩大部分組成，當(dāng)艦載機(jī)進(jìn)入著艦航線后，進(jìn)場的導(dǎo)引由機(jī)載儀表著陸系統(tǒng)完成：自動(dòng)著艦系統(tǒng)會(huì)將測得的艦載機(jī)空間位置信息與甲板運(yùn)動(dòng)信息輸入計(jì)算機(jī)，處理后與預(yù)先設(shè)定的理想著艦軌跡比較，得出空間位置誤差信息，之后將修正指令以數(shù)據(jù)形式發(fā)送至艦載機(jī)。飛行員可根據(jù)這些指令，按設(shè)定的理想軌跡完成著艦。

為進(jìn)一步降低人工著艦的操縱負(fù)荷，提高著艦安全性，美國海軍又提出了精密著艦的先進(jìn)控制與顯示技術(shù)（“魔毯”系統(tǒng)），并于2016年在F/A-18F飛機(jī)上取得初步試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果。“魔毯”系統(tǒng)的本質(zhì)是飛控系統(tǒng)在艦載機(jī)進(jìn)近著艦過程中的一種工作模態(tài)，通過一系列的解耦動(dòng)作實(shí)現(xiàn)飛機(jī)迎角與速度的自動(dòng)保持，以便飛行員可以快速、準(zhǔn)確、可重復(fù)地修正誤差，提高著艦精度。