解析國產航母"菲涅爾"光學助降系統
我航母靠啥實現艦載機著艦 L{~L6:6An
艦載機降落被稱為“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，她所在的團隊研發(fā)的一套被稱為“阿拉神燈”的特種裝置，實現了我國航母上首次艦載機著艦成功。 L6j
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艦載機著艦技術難在哪兒？國防科技大學國家安全與軍事戰(zhàn)略研究中心王群教授就相關知識進行科普。王群介紹，美國航母的艦載機著艦引導系統基本有兩種： ]}9y>+>
第一種是電子著艦系統，用于遠距離引導艦載機或輔助其盲降。在艦載機距離航母幾十公里時，其跟蹤雷達就開始捕捉艦載機的速度、高度、姿態(tài)等飛行參數，同時計算航母的航速和顛簸程度，據此綜合出艦載機著艦的下滑航跡和下滑角，并將其反饋給艦載機。 u w+v]y
第二種就是目視光學助降系統，用于近距離助降。在電子著艦系統的引導下，艦載機在距離航母2公里左右時，就會進入光學助降系統工作范圍的窗口，飛行員在其發(fā)出光束的導引下，沿著特定的下滑角著艦。 wC BL1[~C
那么，我國的“阿拉神燈”究竟是如何引導艦載機著艦的呢？ bF' ~&<c
“從各種信息進行分析，我推斷，所謂‘阿拉神燈’可能是‘菲涅爾’透鏡光學助降系統。從世界航母的發(fā)展和應用來看，這套系統已經成為航母的標配。在技術上，它的研制難度非常大，也是難以引進的，必須依靠自主創(chuàng)新、自主研發(fā)�！笨萍既請笥浾哒{查發(fā)現，早在2012年，就有媒體對李媛團隊進行了報道。當時的報道指出，“她參與設計的航空母艦上的目視引導裝置被譽為能讓飛機成功降落的‘眼睛’，在我國國防史上具有里程碑意義”。 <uL?7P
“菲涅爾”透鏡（Fresnel lens）是由法國物理學家奧古斯汀·菲涅爾（Augustin-Jean Fresnel 1788-1827）發(fā)明的�！胺颇鶢枴蓖哥R看上去像一片有無數多個同心圓紋路的玻璃，卻能達到凸透鏡的效果，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。 $BE^'5G&4Y
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圖為“菲涅爾”光學助降系統（Resnel Lens Optical Landing System 簡稱：IFLOLS）引導F-14艦載機著艦效果圖。 |.:O$/ Tt[
資料顯示，二戰(zhàn)后，英美航母艦載機大量裝艦，但著艦事故率卻一直居高不下，為此軍方進行了各種嘗試。上世紀60年代，英國發(fā)明了“菲涅爾”透鏡光學助降系統，安放在航母飛行甲板中部靠左舷的一個穩(wěn)定平臺上，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。這套系統的卓越表現使它成為了現代航母上的標配。 ue/6DwUv
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。當艦載機高度和下滑角正確時，飛行員可以看到橙色光球正處于綠色基準燈的中央，保持此角度就可以準確下滑著艦，否則就必須調整飛行高度或復飛。目前，第三代改進型“菲涅爾”透鏡光學助降系統已經裝備在美軍最新型“杰拉德·福特”級（Gerald R. Ford-class）航母上。 Sct-, K%i
他指出：“僅僅知道其原理是不行的，必須針對航母和艦載機的特點進行研制。比如針對艦載機及著艦特點，需要透射幾種顏色的多層光束以界定艦載機位置，還要有一定作用距離。再比如，針對航母的運動特點，必須為其研制自穩(wěn)定平臺，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，必須進行深入研究和完全的自主創(chuàng)新。” 6 kT
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“當然，由于我們國家航母建造和使用的時間比較短，這套系統的性能參數，與英美等國應該還是有一定差距的。但隨著我國航母應用經驗越來越豐富，它還會不斷進行改進升級或發(fā)展下一代產品�！蓖跞罕硎�。
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原來菲涅爾透鏡有這么廣泛的應用領域