解析國產(chǎn)航母"菲涅爾"光學(xué)助降系統(tǒng)
我航母靠啥實(shí)現(xiàn)艦載機(jī)著艦 \9jpCNdJ
艦載機(jī)降落被稱為“在刀尖上跳舞”。前不久，十九大代表、中船重工704所專業(yè)科科長李媛透露，她所在的團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一套被稱為“阿拉神燈”的特種裝置，實(shí)現(xiàn)了我國航母上首次艦載機(jī)著艦成功。 ; $6x=uZ
艦載機(jī)著艦技術(shù)難在哪兒？國防科技大學(xué)國家安全與軍事戰(zhàn)略研究中心王群教授就相關(guān)知識進(jìn)行科普。王群介紹，美國航母的艦載機(jī)著艦引導(dǎo)系統(tǒng)基本有兩種： jEE_D +K
第一種是電子著艦系統(tǒng)，用于遠(yuǎn)距離引導(dǎo)艦載機(jī)或輔助其盲降。在艦載機(jī)距離航母幾十公里時(shí)，其跟蹤雷達(dá)就開始捕捉艦載機(jī)的速度、高度、姿態(tài)等飛行參數(shù)，同時(shí)計(jì)算航母的航速和顛簸程度，據(jù)此綜合出艦載機(jī)著艦的下滑航跡和下滑角，并將其反饋給艦載機(jī)。 E3tj/4:L
第二種就是目視光學(xué)助降系統(tǒng)，用于近距離助降。在電子著艦系統(tǒng)的引導(dǎo)下，艦載機(jī)在距離航母2公里左右時(shí)，就會(huì)進(jìn)入光學(xué)助降系統(tǒng)工作范圍的窗口，飛行員在其發(fā)出光束的導(dǎo)引下，沿著特定的下滑角著艦。 o[{&!t
那么，我國的“阿拉神燈”究竟是如何引導(dǎo)艦載機(jī)著艦的呢？ nOuN|q= C
“從各種信息進(jìn)行分析，我推斷，所謂‘阿拉神燈’可能是‘菲涅爾’透鏡光學(xué)助降系統(tǒng)。從世界航母的發(fā)展和應(yīng)用來看，這套系統(tǒng)已經(jīng)成為航母的標(biāo)配。在技術(shù)上，它的研制難度非常大，也是難以引進(jìn)的，必須依靠自主創(chuàng)新、自主研發(fā)。”科技日報(bào)記者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，早在2012年，就有媒體對李媛團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了報(bào)道。當(dāng)時(shí)的報(bào)道指出，“她參與設(shè)計(jì)的航空母艦上的目視引導(dǎo)裝置被譽(yù)為能讓飛機(jī)成功降落的‘眼睛’，在我國國防史上具有里程碑意義”。 -d_ 7*>m$
“菲涅爾”透鏡（Fresnel lens）是由法國物理學(xué)家奧古斯汀·菲涅爾（Augustin-Jean Fresnel 1788-1827）發(fā)明的。“菲涅爾”透鏡看上去像一片有無數(shù)多個(gè)同心圓紋路的玻璃，卻能達(dá)到凸透鏡的效果，如果投射光源是平行光，匯聚投射后能夠保持圖像各處亮度的一致。 0#
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圖為“菲涅爾”光學(xué)助降系統(tǒng)（Resnel Lens Optical Landing System 簡稱：IFLOLS）引導(dǎo)F-14艦載機(jī)著艦效果圖。 wz@/5c/u
資料顯示，二戰(zhàn)后，英美航母艦載機(jī)大量裝艦，但著艦事故率卻一直居高不下，為此軍方進(jìn)行了各種嘗試。上世紀(jì)60年代，英國發(fā)明了“菲涅爾”透鏡光學(xué)助降系統(tǒng)，安放在航母飛行甲板中部靠左舷的一個(gè)穩(wěn)定平臺(tái)上，以保證透鏡發(fā)出的光束不受航母搖擺的影響。美國于1960年在“富蘭克林”號航母（USS Franklin CV-13）上正式安裝了第一部。這套系統(tǒng)的卓越表現(xiàn)使它成為了現(xiàn)代航母上的標(biāo)配。 6=BZ~e d
記者了解到，它可以通過透鏡反射出黃色、紅色和橙色三種不同色彩的光，并以這三種光來界定高低位置。它形成的5層光束是與降落跑道平行的，和海平面保持一定角度，形成5層坡面。當(dāng)艦載機(jī)高度和下滑角正確時(shí)，飛行員可以看到橙色光球正處于綠色基準(zhǔn)燈的中央，保持此角度就可以準(zhǔn)確下滑著艦，否則就必須調(diào)整飛行高度或復(fù)飛。目前，第三代改進(jìn)型“菲涅爾”透鏡光學(xué)助降系統(tǒng)已經(jīng)裝備在美軍最新型“杰拉德·福特”級（Gerald R. Ford-class）航母上。 %
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他指出：“僅僅知道其原理是不行的，必須針對航母和艦載機(jī)的特點(diǎn)進(jìn)行研制。比如針對艦載機(jī)及著艦特點(diǎn)，需要透射幾種顏色的多層光束以界定艦載機(jī)位置，還要有一定作用距離。再比如，針對航母的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，必須為其研制自穩(wěn)定平臺(tái)，以保證其光束不受艦體搖擺的影響。因此，其科技含量非常高，必須進(jìn)行深入研究和完全的自主創(chuàng)新。” okh 0 _4
“當(dāng)然，由于我們國家航母建造和使用的時(shí)間比較短，這套系統(tǒng)的性能參數(shù)，與英美等國應(yīng)該還是有一定差距的。但隨著我國航母應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)越來越豐富，它還會(huì)不斷進(jìn)行改進(jìn)升級或發(fā)展下一代產(chǎn)品。”王群表示。
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原來菲涅爾透鏡有這么廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域