探究美國F-35C降落失敗墜海原因│王尊平

探究美國F-35C降落失敗墜海原因│王尊平

日前美國海軍一架F-35C(CV)型戰機,在降落時不慎撞擊卡爾文森號(CVN-70)航艦甲板,隨即墜入南海,飛行員彈射逃生。不過,纜繩(攔截索)遭扯斷反彈,並擊傷7名甲板人員,均送往菲律賓醫院治療。過去這類意外事故的發生,主要是因人為操作疏忽、機械故障、航艦甲板搖晃、側風影響等因素。但英國媒體曾報導過F-35C戰機攔截鉤的設計缺失,可能會造成重大飛安事故。

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英國媒體報導

2012年1月16日,英國每日郵報(Daily Mail)報導,英國和美國軍方將採用的新型戰機F-35C出現設計缺失,導致它無法在航空母艦上降落。從美國國防部流出的文件顯示,F-35C戰機的攔截鉤太靠近後機輪,攔截鉤用於使飛機在甲板降落時減速停止。

英國星期泰晤士報(Sunday Times)報導,五角大廈的報告顯示,F-35C戰機8次模擬降落失敗。報告也表示,F-35C戰機需要大幅重新設計,命運可謂艱難。

艦載機的攔截鉤用途

由於航艦甲板的長度遠比一般機場跑道短,除了垂直起降機種之外,一般艦載機的升空有彈射和滑跳二種方式,但降落則只有纜繩拉停一種方式。在甲板上方的纜繩看似不起眼,其實在甲板下方是利用龐大的阻尼器設備來運作,重要性和彈射器相當。

以現役的美國航艦為例,在航艦甲板降落區設有3條鋼質的纜繩,纜繩兩端與阻尼器相連,平常平放在甲板上;飛機降落時,由弓型彈簧撐起,此時纜繩高度約為3公分至5公分。而收納在艦載機尾部的攔截鉤,降落時則放下並抓住纜繩,帶動阻尼器讓飛機減速並停止。飛機停止後,攔截鉤與纜繩脫離,阻尼器帶動纜繩回到原來的位置,繼續下一架飛機的降落作業。

纜繩拉停是極為複雜的作業,因為這牽涉到阻尼器的強度調整,太緊可能會造成纜繩斷裂,危及飛機和艦上人員;太鬆則纜繩抓不住飛機,因而落海。因此,甲板人員必須根據艦載機的尺寸和載油量來計算降落重量,並調整阻尼器的強度。而艦載機的攔截鉤是唯一和纜繩接觸的工具,在降落的瞬間,飛行員必須全神貫注盯著甲板的降落位置,以便讓機尾的攔截鉤撈到纜繩,若錯失機會只有重飛一途,也提高了飛行員本身的風險。因此,攔截鉤的重要性不言可喻。

而新聞報導中所指出F-35C攔截鉤的設計錯誤,是因為F-35C承襲F-35系列的外型,發動機噴嘴和後起落架之間的長度太短,讓機尾攔截鉤的位置非常靠近後起落架。如此一來,飛行員降落時要讓機尾攔截鉤撈到纜繩的機會大減。甚至可能必須先讓機輪通過纜繩,才有機會用攔截鉤撈到纜繩。但這樣會造成纜繩斷裂、甚至造成機輪爆胎而危及飛機本身。

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F-35C曾經過二次修改

據洛馬公司表示,F-35C曾進行二次修改:

(1)為符合艦載機低速進場的需求,洛馬公司將F-35C的翼面積由57.62平方公尺增加到62平方公尺,同時機翼內的油箱容量也增加了。因此,F-35C特別強化了機輪和起落架,F-35C的空重也略為增加。F-35B所採取的減重方案,也將運用到F-35C和F-35A上。

(2)洛馬公司在測試中發現,F-35C需要的電力比其機載發電機所能提供的高33%,因為F-35C的控制翼面採用電靜液作動器驅動,電力系統必須提供所有控制翼面同時需要的瞬間峰值電力。此外,F-35C的控制翼面比F-35A和F-35B還大,因此平均功率需求的估計誤差是主要原因。先前,洛馬公司已與系統分包商簽訂合約,將機載發電機的功率增加33%而達到400千瓦。五角大廈也和普惠公司簽訂合約,更改F-35發動機的規格,要採用驅動提高功率後的發電機。同時,五角大廈要求系統分包商重新設計F-35C的零件,而且應該和原系統具備相同的重量和尺寸,並將用於F-35A/B/C三種機型上,統一規格並利於未來系統升級(如功率更高的雷達)。

但F-35C尾部攔截鉤模擬測試失敗的情況,到目前為止洛馬公司並未有相關說明。

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伸縮式攔截鉤或是解決方法

其實,上述情形並非無解的難題。當然,部分媒體認為F-35C必須重新設計機尾,才能調整攔截鉤的位置。但是,重新設計機尾茲事體大,尤其牽涉到機身重心和匿蹤外型等項目。因此,與其大費周章重新設計機尾,不如延長攔截鉤的長度比較省事。

本文認為,可以利用「伸縮棍」的概念,將原來一截式的攔截鉤改成二截式的攔截鉤,中間由油壓彈簧開閉。如此一來,攔截鉤的長度增加二倍,自然可提高撈到纜繩的機會,也不會增加收納攔截鉤的空間。當然,如果材料強度許可,也可以改成三截式的攔截鉤,將長度增加三倍。攔截鉤的細節設計,由洛馬公司視情況調整,相信難度絕對比重新設計機尾要簡單許多。

(作者係全球新武器大觀網版主)

附加資訊

  • 作者: 王尊平
  • pages: 82
  • 標題: 探究美國F-35C降落失敗墜海原因