航母的滑躍甲板是不是走歪路了?

航母的滑躍甲板是不是走歪路了?

前不久騎車出門,在上下立交橋的非機動車道上坡下坡的時候,突然就再次又想到了這個問題。大家千萬別怕,我最近是天天測核酸的。

航母的滑躍甲板是不是走歪路了?

已經連續天天做了大半個月了,我現在是出門絕不坐公交地鐵不打的,只騎腳踏車,並且還是綠碼騎車,真綠色出行!

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航母的滑躍甲板是不是走歪路了?

來夢學姐

在立交橋上坡時候,就會比平路費勁了,速度也慢下來了,然後,縈繞我心裡面很久的一個疑問再次冒了出來:美國之外的那些國家建造的航母,很多是滑躍式甲板的航母,這些航母的滑躍甲板,真的沒有搞錯嗎?

航母的滑躍甲板是不是走歪路了?

滑躍甲板

這是義大利海軍航空兵的 AV-8B 戰鬥機從加富勒號航空母艦滑躍甲板起飛照片,本片文章不在軍事政治上特別針對誰,只是單純的在技術上探討一下,我們這個公眾號堅決不做鍵盤政治專家!

航母的滑躍甲板是不是走歪路了?

鍵政專家

所以上面的滑躍甲板照片特意選擇的是外軍的,二戰中,德第七裝甲師師長、非洲集團軍司令,隆美爾說過:

如果義大利保持中立的話,相當於我軍增加了 10 個師的力量;如果義大利與法西斯做對的話,相當於我軍增加 20 個師的力量;但義大利要加入軸心國,我軍就必須耗費 50 個師的力量去保護他。

上圖的滑躍式甲板就是現代義大利的航空母艦。

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義大利炮

問題在哪裡呢?眾所周知,固定翼飛機的飛行原理,說難也難說簡單也簡單,之前我試著講解過固定翼飛機的升力原理:

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翼型產生升力之謎的理論物理學解釋——J簡星物理學

複雜的說,飛機升力的公式:

升力公式

但是,在自媒體文章中,每多一個科學計算公式,就會流失一百個讀者,所以這裡長話短說,簡單的說,固定翼飛機的升力,依賴於飛機前飛的速度,飛機靜止在地上,升力就絕對是零,飛機滑跑起飛,跑得越來越快,最後速度足夠快,飛機的升力就能夠把飛機抬起來飛上天空了。

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諧趣園黑天鵝起飛

這是頤和園裡蘇州街諧趣園水域的黑天鵝,它起飛也是要在水面上向前猛踩水衝刺跑很多步才能扇動翅膀起飛的,人類發明固定翼飛機可以說是完完全全的仿生,跟著動物學飛行,學習動物發明飛機,至於後來再發明的旋轉翼飛機,那就從飛行原理上有本質的不同了,是人類向動物學會飛行後,人類完全自主智慧財產權獨立發明出來的飛行方式,畢竟在自然界,生物演化的道路上,是不可能演化出無限轉軸這種生物關節的,如下圖所示,在 SimplePlanes 裡面設定無限轉軸:

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SimplePlanes裡設定無限轉軸

也只是簡單模擬,把 vtol 滑塊的上下邊界值從預設的-1 到 1 改為很大的數值,例如從-100 到 100,就能夠旋轉一百圈,覺得不夠用還可以再加大數值,儘量模擬無限轉軸,而自然界的生物體,肢體關節上的血管、神經、肌肉,都不太可能無限旋轉軸,縱使貓頭鷹的脖子也僅僅是能旋轉 270 度,貓頭鷹究竟有多厲害?

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貓頭鷹衛士

人造的無限轉軸旋轉翼飛機,在航空母艦上是不需要什麼滑躍式甲板也不需要什麼彈射器的,而固定翼飛機卻是要想方設法在有限的甲板長度盡頭,獲得足夠快的速度,從而有足夠大的升力,使得固定翼飛機飛出甲板後不會摔到海里面去。

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美軍F35墜落我國南海

因此,人類發明了兩種方式,一種是彈射器,一種是滑躍式的甲板。但是,向上滑躍的甲板,一如立交橋的上坡,會起到減速的效果,即使是飛機發動機推力開到最大是在加速的過程,向上滑躍的甲板也會減小飛機加速度的值,甲板長度有限,平直的甲板末端飛機能加速到 100 米每秒離開甲板的話,那甲板翹起來後飛機滑躍出甲板的速度可能只有 95 米每秒,打一個比方,相信我,我不知道戰鬥機飛出甲板的真正數值,國內的軍事自媒體的行規就是不能說具體的真實引數,只能打比方來說,那這個向上滑躍的甲板,其實並沒有能對艦載機起飛起到多大的幫助,相反,筆者認為,滑躍式甲板向下滑反倒是能增加速度提高升力,每回我騎腳踏車下坡不用蹬而滑行的時候都會這麼想

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歐洲腳踏車大賽中亮相的最快下坡滑行

這是歐洲腳踏車大賽中亮相的最快下坡滑行,不用蹬,為了減小阻力,直接臥姿騎行了!在原影片中,他輕鬆下滑超過右側那個坐著端端正正奮力蹬車的騎手!而航母的向下的滑躍式甲板,則可以在飛機本身發動機全力加速的基礎之上,把離艦速度加到更快!打一個比方,甲板長度有限,平直的甲板末端飛機能加速到 100 米每秒離開甲板的話,那甲板向下滑下去後飛機滑躍出甲板的速度可能達到 105 米每秒,更快的速度就有更大的升力,飛機就能更安全起飛,所以我就猜測懷疑當初發明滑躍式甲板的航母的設計師們是不是搞錯了!看看下面這就是我修改了的航母打擊群:

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我的航母打擊群

視覺上也是更具震撼力,就像 Su-27 那微微下垂的機頭一樣

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Su-27

讀者朋友們請相信我吧,想當年上大學的時候自己也是工科院校,大學必修公共基礎課就有大學物理的

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我的母校與自己的娘校

並且,當年我上本科四年那麼多科目各個學期的期末考試成績中,唯一一次能考 100 分期末考試的,就是大學物理課,我自己都沒有想到,對於一上大學就放羊的我們這代大學生裡面,我居然還能有一門課能考滿分,這就是大學物理。

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大學物理

其次我考分最好的是機械製圖,這門課是不可能考滿分的,再好,老師肯定也會抓文字書寫不漂亮給你扣五分,比如我,就是考了最高分 95 分,同樣考了 95 分的還有北京地方文化課。雖然自己本身對物理即感興趣又學的不錯,但是大學計算機課在機房接觸了飛行模擬遊戲後,就陷進去了,然後興趣就轉移了,計算機程式究竟是如何工作的才能讓計算機模擬飛機的飛行了呢?然後就從這本書開始

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譚浩強

一路學習看到這本書

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APUE

所以自己還是有自信心的,自己猜測航母的滑躍式甲板就應該是下俯的,不信?那就扔掉腳踏車的例子,我再舉一個例子,北京冬奧會的跳臺滑雪專案:

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肉身飛行

這大概是陸生動物的人類的所有運動專案中,唯一的肉身飛行專案,紅牛那種極限運動都是開飛機做極限運動,比如這樣:

而肉身飛行,只有跳臺滑雪,這個跳臺,可不是向上滑躍的跳臺,而是一個很大的下坡,不過就是大下坡中間有幾道彎曲不同的弧線而已,人類就可以飛行了!

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跳臺滑雪

滑躍式航母的甲板其實也應該是這樣的形狀,究竟曲面的弧度彎曲細節那就推給具體設計人員用 catia、matlab 計算一番去吧!就這樣吧,最近連續幾篇文章都是一本正經的嚴肅的夾雜計算機程式程式碼的文章,讀者不愛看,這一期可算是放飛自我一把,拋棄那些科學公式拋棄程式程式碼,一(胡)本(說)正(八)經(道)一番。

TAG: 甲板飛機滑躍式升力滑躍