解析国产航母"菲涅尔"光学助降系统

我航母靠啥实现舰载机着舰

舰载机降落被称为“在刀尖上跳舞”。前不久，十九大代表、中船重工704所专业科科长李媛透露，她所在的团队研发的一套被称为“阿拉神灯”的特种装置，实现了我国航母上首次舰载机着舰成功。

舰载机着舰技术难在哪儿？国防科技大学国家安全与军事战略研究中心王群教授就相关知识进行科普。王群介绍，美国航母的舰载机着舰引导系统基本有两种：

第一种是电子着舰系统，用于远距离引导舰载机或辅助其盲降。在舰载机距离航母几十公里时，其跟踪雷达就开始捕捉舰载机的速度、高度、姿态等飞行参数，同时计算航母的航速和颠簸程度，据此综合出舰载机着舰的下滑航迹和下滑角，并将其反馈给舰载机。

第二种就是目视光学助降系统，用于近距离助降。在电子着舰系统的引导下，舰载机在距离航母2公里左右时，就会进入光学助降系统工作范围的窗口，飞行员在其发出光束的导引下，沿着特定的下滑角着舰。

那么，我国的“阿拉神灯”究竟是如何引导舰载机着舰的呢？

“从各种信息进行分析，我推断，所谓‘阿拉神灯’可能是‘菲涅尔’透镜光学助降系统。从世界航母的发展和应用来看，这套系统已经成为航母的标配。在技术上，它的研制难度非常大，也是难以引进的，必须依靠自主创新、自主研发。”科技日报记者调查发现，早在2012年，就有媒体对李媛团队进行了报道。当时的报道指出，“她参与设计的航空母舰上的目视引导装置被誉为能让飞机成功降落的‘眼睛’，在我国国防史上具有里程碑意义”。

“菲涅尔”透镜（Fresnel lens）是由法国物理学家奥古斯汀·菲涅尔（Augustin-Jean Fresnel 1788-1827）发明的。“菲涅尔”透镜看上去像一片有无数多个同心圆纹路的玻璃，却能达到凸透镜的效果，如果投射光源是平行光，汇聚投射后能够保持图像各处亮度的一致。

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图为“菲涅尔”光学助降系统（Resnel Lens Optical Landing System 简称：IFLOLS）引导F-14舰载机着舰效果图。

资料显示，二战后，英美航母舰载机大量装舰，但着舰事故率却一直居高不下，为此军方进行了各种尝试。上世纪60年代，英国发明了“菲涅尔”透镜光学助降系统，安放在航母飞行甲板中部靠左舷的一个稳定平台上，以保证透镜发出的光束不受航母摇摆的影响。美国于1960年在“富兰克林”号航母（USS Franklin CV-13）上正式安装了第一部。这套系统的卓越表现使它成为了现代航母上的标配。

记者了解到，它可以通过透镜反射出黄色、红色和橙色三种不同色彩的光，并以这三种光来界定高低位置。它形成的5层光束是与降落跑道平行的，和海平面保持一定角度，形成5层坡面。当舰载机高度和下滑角正确时，飞行员可以看到橙色光球正处于绿色基准灯的中央，保持此角度就可以准确下滑着舰，否则就必须调整飞行高度或复飞。目前，第三代改进型“菲涅尔”透镜光学助降系统已经装备在美军最新型“杰拉德·福特”级（Gerald R. Ford-class）航母上。

他指出：“仅仅知道其原理是不行的，必须针对航母和舰载机的特点进行研制。比如针对舰载机及着舰特点，需要透射几种颜色的多层光束以界定舰载机位置，还要有一定作用距离。再比如，针对航母的运动特点，必须为其研制自稳定平台，以保证其光束不受舰体摇摆的影响。因此，其科技含量非常高，必须进行深入研究和完全的自主创新。”

“当然，由于我们国家航母建造和使用的时间比较短，这套系统的性能参数，与英美等国应该还是有一定差距的。但随着我国航母应用经验越来越丰富，它还会不断进行改进升级或发展下一代产品。”王群表示。