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美軍戰機降落不像中俄需放減速傘:剎車材料好,有錢

戰鬥機在接地的時候速度相當高,對於氣動外形和飛行控制系統設計年代較早的二代機來說,接地速度超過300公里/小時是非常普遍的情況;而即使是兼顧高低速性能、大幅強化低速飛行能力的三代機和四代機,接地速度也會超過200公里/小時。


為了有效的縮短接地以後的滑跑距離和時間(一般飛機在15-20秒,大型飛機一般不超過30秒),提升安全性和降低對場地的需求,如何將飛機的速度降低下來就成為很現實的問題。而除了垂直降落等特殊設計外,各國主流採用的方式有兩種:減速傘減速與起落架剎車制動配合,或者單純採用起落架剎車制動。



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中國現在已經突破碳-碳剎車技術,繼續沿用減速傘主要是出於經濟性考慮


減速傘減速的最大優勢,飛機滑跑速度越高,傘的氣動阻力就越是急劇的增大;因此直到某一個安全極限(比如減速傘把一部分機身結構拽壞或者撕下來了)以前,減速傘都是高速狀態下完成減速最有效、而且價格最低廉、耗材消耗最少的手段,沒有之一。


為了避免發動機的高溫噴流燒毀減速傘並引起火災,在戰機滑跑速度降低到一定程度後,減速傘就必須被拋掉。因此採用減速傘制動的戰機,降落後必須有地勤去跑道撿傘,以防被後續降落戰機吸入進氣道發動機、或者纏繞起落架導致事故。而這些戰機起飛之前的維護工作里,也多出了要檢查減速傘併疊包、裝備飛機等環節。這都要求更多的人手、更長的準備時間。


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俄軍地勤回收蘇27減速傘



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俄羅斯表演隊地勤為飛機裝減速傘


因此對於一些特別注重高密度、大波次出動能力的軍隊;或者是極度強調簡化戰機維護、出動工作的軍隊,往往會儘可能的棄用減速傘。這一方面美國空軍和瑞典是很好的例子,比如美軍自用的戰鬥機多數都只依靠剎車制動減速。



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JAS39簡直就是先進戰鬥機里的游擊戰士

而瑞典對這方面的要求比美軍更高,因為它國土面積狹小,離蘇聯/俄羅斯又近;所有戰機都極其強調在機場被毀的情況下,利用公路起降,並在分散各處的有限人員和車輛支持下,完成基本的檢測維護和彈藥燃油等補給工作,再次起飛作戰。比如JAS39戰鬥機,要求是僅用6、7個人、兩台卡車就完成全部維護補給工作,根本沒多餘的人手去伺候減速傘。



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出口版本的F16有很多都加裝了減速傘,以降低使用成本


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F16制動以後,被燒紅的剎車盤,整個剎車系統區域的溫度接近700度


剎車制動和減速傘不同,速度越高的情況下越是進行長時間制動,不僅對於剎車和輪胎的磨損極大;而且由於飛機動能轉變成的剎車熱能會遠高於中低速階段,剎車系統會迅速升溫,由此帶來的熱衰減會直接導致剎車性能喪失,形成極大的安全風險。接受過汽車安全教育的讀者就應該清楚,相當多的「死亡路段」,事故高發的根本原因就是連續的長下坡使過往車輛(尤其是重載貨車)的剎車過熱,最終完全喪失制動能力。



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圖片:美軍在飛機剎車系統的研究上非常下本,甚至可以說瘋狂。C5、F14上曾經採用過劇毒的氧化鈹作為剎車材料,後來因為對人員健康損害太大而且性能遠不及碳-碳剎車而被淘汰


因此單純採用剎車制動的方式,除了會帶來更頻繁的輪胎和剎車耗材更換,要多燒很多錢以外,對於輪胎和剎車系統本身的性能有著非常高的要求。比如簡單的來說,噴氣式戰鬥機的主流剎車材料迄今為止發展了三代,從石棉塑料/鑄鐵材料,到粉末合金鋼材,再到現在的碳-碳複合材料;其剎車裝置的高溫區溫度限制也隨之從200-250度,上升到300-400度,乃至於現在的700度。



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圖片:現代高性能汽車上的碳-碳剎車,就是航空制動技術向下游工業產品轉移的產物。注意用於強制通風散熱的孔道。


因此究竟是採用減速傘還是純粹的剎車制動,除了看這隻軍隊的考量重點,以及經濟能力以外;本國是不是能生產、或者進口高性能的剎車材料也是非常關鍵的一點。以中國來說,在突破碳-碳剎車之前,主要是技術難度問題;而現在中國的飛機碳-碳剎車已經實用化並批量生產裝備,繼續用減速傘就只是延續使用習慣和出於經濟性考量了。


題外話:任何不具備強制鎖定變速箱檔位能力、利用發動機進行長時間制動的自動檔車輛,其安全性能都是完全不合格的;這類車輛在下長坡時,最終無法避免制動系統的嚴重性能衰減甚至是完全喪失。造這種車的人,是技術能力和職業道德缺失;買這種車的人,是基本汽車常識和智商缺失。


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