“菲涅爾”透鏡光學助降系統

“菲涅爾”是一套透鏡光學助降系統，它由4組燈光組成，主要是中央豎排的5個分段的燈箱，通過菲涅爾透鏡發出5層光束，光束與降落跑道平行，和海平面保持一定角度，形成5層坡面。

基本介紹

• 中文名：“菲涅爾”透鏡光學助降系統
• 外文名：Fresnel lens optical aid system
• 組成燈光：4組
• 正式使用時間：1960年
• 主要組件：菲涅爾透鏡

設計起源

二戰後，英美航空母艦艦載機大量裝艦。可是這些艦載機著艦時，要降落在短而窄的斜角甲板上，不是一件很容易的事情。常常由於航母的甲板太小、太窄，飛行員因著艦點選擇不好而出事。如果著艦點太靠前，飛機容易衝出艦甲板，甚至掉入海里；如果太靠後，飛機又可能與艦艉相撞。

“菲涅爾”透鏡光學助降系統

為了解決這個令人頭痛的問題，英美海軍只好挑選一些專職引導員在航母甲板上利用信號旗引導飛機著艦。這要求引導員既有豐富的指揮經驗，又有很強的目測能力。然而，事故仍然接踵而至。英美海軍有關當局不得不另尋方法。

1952年，英國海軍中校格特哈特從女秘書對著鏡子搽口紅的動作中得到啟發，設計出了早期的光學助降裝置——助降鏡。它是一面大曲率反射鏡，設在艦尾的燈光射向鏡面再反射到空中，給飛行員提供一個光的下降坡面（與海平面夾角為3.5~4度），飛行員沿著這個坡面並以飛機在鏡中的位置修正誤差，直到安全降落。

但是，這種光學助降鏡只是一定程度上起了作用，新的問題又來了：航母的艦體會因海濤涌浪的起伏而升沉搖擺，反射鏡射出的光很不穩定，因此仍免不了時有事故發生。

60年代，英國又發明了更先進的“菲涅爾”透鏡光學助降系統，它在原理上與助降鏡相似，也是在空中提供一個光的下滑坡面，但這提供的信號更利於飛行員判斷方位，修正誤差。 美國於1960年在“富蘭克林”號航母上正式安裝了第一部。

結構與原理

該系統設在航母中部左舷的一個自穩平台上，以保證其光束不受艦體左右搖擺的影響。每段光束層高在艦載機進入下滑道的入口處（距航母0.75海里）為6.6米，正中段為橙色光束，向上、向下分別轉為黃色和紅色光束，正中段燈箱兩側有水平的綠色基準定光燈。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於綠色基準燈的中央，保持此角度就可以準確下滑著艦。如飛行員看到的是黃色光球且處於綠色基準燈之上，就要降低高度；如看到紅色光球且處於綠色基準燈之下，那就要馬上升高，否則就會撞在航母尾柱端面或降到尾後大海中。

在中央燈箱左右各豎排著一組紅色閃光燈，如果不允許艦載機著艦，它發出閃光，此時綠色基準燈和中央燈箱均關閉，告訴飛行員停止下降立即復飛，因此被稱為“復飛燈”。復飛燈上有一組綠燈，叫做切斷燈，它打開即是允許進入下滑的信號。

操作方法

這些燈光由著艦引導員（LSO）控制，他們在艦後部左舷LSO平台上，分工觀察著艦機的位置、起落架、襟翼、尾鉤等的情況，一面與飛行員通話，一面操縱燈光信號。在艦島上部左側後部設有主飛行控制室，一名飛控官監視著飛行甲板和空中的情況，對著艦機的安全進行最後把關。在美國航母上，飛控官由老資格的中校級飛行員擔任，並配有一名少校做為助手。

當不允許艦載機著落時，左右兩側紅色燈發出閃光，綠色水平基準燈不亮；當允許艦載機著落時，紅色燈則不亮，綠色基準燈發出固定光，“菲涅爾”透鏡也同時發光。它發出的光要比綠色基準燈強，而且上下不同位置的透鏡發出的定向光束各代表一種下滑角。黃色光是高的下滑坡面，紅色光是一個低的下滑坡面，橙色光是正確的下滑坡面。艦載機飛行員下滑時，如果看到的是橙色光，就可以準確地著艦了；如果看到的是黃色光束，說明艦載機下滑角太大；如果看到了紅色光束，則說明艦載機下滑角太小。

“菲涅爾”透鏡式助降鏡使用簡單可靠、目視直觀，一問世便為英美等國航空母艦普遍使用。但是，它卻有個最大的缺點：遇到陰雨霧雲，常常顯得“力不從心”，無法可靠地幫助降落。 為此，美國海軍又開始在航母上安裝雷達助降系統，即全天候自動著艦系統。這套系統由艦載設備和機載設備聯合組成。當艦載機準備著艦時，先由“塔康”空中戰術導航儀引導，然後由艦載盲目著艦雷達精密跟蹤，將觀測到的艦載機飛行數據傳至艦載數據處理機；數據處理機適時求出艦載機的航線，並與規定的航線相比，得出糾正數據，後由指令發信機發出。艦載機上的指令接收機收到信息後，就可以指揮自動駕駛儀和耦合器操作艦載機進入規定航線了。

不過，雷達助降系統還是有與生懼來的缺點———易受電子干擾。這又使得一些海軍專家開始琢磨和研製效果更好的電視助降裝置系統、雷射助降裝置系統等。拿電視助降裝置為例，該系統可供飛機日夜著艦作業，不停地監視和記錄著艦情況，並向助降軍官提供飛機著艦時最合適的調整航線信息。它與其他助降裝置系統配合使用，可互相取長補短，獲得最好的效果。