基本介紹
- 中文名：拉降裝置
- 外文名：Pull down device
- 性質：一種艦載直升機的助降設備
- 組成：機載和艦載兩部分
- 系列：E系統、RAST系統、ASIST系統
- 發展方向：全自動化
簡介,E系統,RAST系統,ASIST系統,
簡介
直升機的機動性和它適於海上使用的潛力早已被世界各國海軍所認識。從第二次世界大戰以來，直升機已用於在海上執行搜尋與救援、通訊聯絡、運輸補給、反潛和攻擊水面艦艇等各種任務。現在，水面艦艇搭載直升機的配合使用是現代化戰艦必備的條件之一。
由於航空母艦和搭載直升機的大型艦船在海上航行受風浪影響較小，艦船平穩，飛行甲板面積又較大，所以艦載直升機在其上起飛和降落不需要特別的輔助設施。但是，直升機在諸如護衛艦和驅逐艦等中小型艦船上起落就困難了。這主要是因為中小型艦船的橫搖、縱搖和升沉運動量大，會使直升機在甲板上滑動甚至翻倒。其次是中小型艦船上的飛行甲板因受艦船尺寸限制不可能做得很大，這就要求直升機準確地降落在降落點上並且不滑動，以免與艦上的機庫和其他物品相碰撞或滑出甲板掉人海中。再就是直升機受艦船上層建築物產生的擾動氣流和海風的影響都比較明顯。
為了使直升機安全地在中小型艦船上起飛降落，人們研究了一些方法，但目前投人使用的只有魚叉格柵法和拉降法兩種。其中拉降法相對應的就是拉降裝置，是指艦載直升機在風浪情況下著中、小艦船的助降設備。由機載和艦載兩部分組成。機載部分包括吊車、拉降管、鎖緊裝置等，艦載部分包括快速夾運裝置、繩索、絞車及控制系統等。以下介紹拉降裝置的使用與發展。
E系統
加拿大的英德爾技術公司於1971年研製出世界上第一套艦載直升機拉降系統。這套命名為E系統的拉降系統現在看來十分原始，但值得注意的是E系統打開了直升機拉降助降的大門。
E系統的正式名稱是“直升機著艦輔助及固定系統”。這套系統雖然有E500、E1000及E2000等3種型號，但僅適用於少數美國製造的直升機，如：休斯500、貝爾212、SH-60、“海王”和SH-2“海妖”直升機。
從使用觀點來看，E系統所能提供的功能僅及現代助降系統的一半。當直升機準備著艦時，機上的絞車必須放下拉降索，艦上飛行甲板人員將其固定在系統上。一旦完成連線，直升機一面下降一面收卷拉降索以保持張緊狀態，直到直升機接觸甲板為止。此時在引降員的控制下，這根拉降索所承受的拉力將達4000公斤。然後將直升機調整到正對機庫方向，至此整個作業時間超過10分鐘。由於作業時間較長、安全性差及系統重量過重(約9000公斤)等因素，美國海軍始終沒有採用，只有印度海軍於1977~1978年間，為其塔拉吉里級護衛艦採購2套E2000型系統，供“海王”直升機使用。
RAST系統
E系統雖然沒有打開市場，但其設計思想卻派生出另一套較為實用的系統，即所謂的“著艦輔助、固定與牽引系統”，簡稱RAST系統。這套系統問世至今已有24年，目前215套為各國與地區海軍所使用(其中包括台灣的成功級護衛艦)。這套系統的主要引人之處,在於具有全天候晝夜使用，適用機種廣泛，可在5級海況(即橫搖±31°、縱搖±9°、升沉6.1米/秒)下使用等優點。
RAST系統可完成3項功能：幫助飛行員將直升機定位與降落；降落後把直升機固定在飛行甲板上；校正直升機位置，使其處於甲板中央，把它牽進或牽出機庫。
RAST系統由機載設備和艦上設備兩部分組成。機載設備有拉降主探管與引索絞車、尾探管和機上控制板；艦上設備有拉降索與牽引絞車、俗稱“拉降井”的夾運裝置和控制台。
直升機降落前，首先要把拉降井準確地拉到安放拉降索的位置上，鬆開捲筒剎車拉出拉降索，盤成圈放在甲板上。直升機降落時，應從艦尾慢慢飛向甲板，並在甲板上方6~9米處懸停，同時放下引索。為了放掉飛機上的靜電荷，甲板上的人員使用一副接地金屬夾具抓住引索然後把拉降索和引索連線起來。飛行員操縱引索絞車把拉降索拉到直升機內鎖住，方可開始拉降。引降員開動絞車把拉降索慢慢地拉人艦內。當拉降索成為張緊狀態時，引降員使絞車產生910公斤的拉力，而飛行員則使直升機的升力與此相匹配，使直升機懸停。
當艦船運動處於相對平穩，引降員判定可以讓直升機著艦時，他便將絞車的拉力增加到1800公斤。這個張力使直升機具有對準拉降井的對中作用，並使飛行員能感覺到未對準的誤差。在拉降索這個恆定的拉力下，飛行員控制直升機旋翼拉力的大小使直升機下降著艦。在直升機下降過程中，如果必要，飛行員可操縱放開拉降索中斷著艦，直升機飛離艦船。直升機一著艦，機腹下的主探管就被拉降井內的夾緊裝置夾緊，拉降索脫開。這樣就把直升機固定在甲板上了。為了進一步限制直升機在飛行甲板上的橫向運動，飛行員操縱作動器伸出尾探管，插入飛行甲板上的特設溝槽內。然後用直升機尾部導引絞車系統調整直升機的方向，使直升機與拉降井運動導軌對齊。這時，關閉直升機發動機，摺疊旋翼槳葉，開動甲板牽引絞車，將直升機自動牽引進人機庫。
RAST系統在直升機起飛時，可由拉降井以相反方向將直升機牽引至起落區，就位後拉降井放開機腹主探管，允許直升機起飛。
目前各國海軍使用最多的助降系統也就是RAST系統，包括美國、加拿大、日本、印度、阿根廷、澳大利亞和西班牙以及台灣地區。其中值得一提的是，在亞洲各國海軍中，日本於43年以前就率先為配備在日根級、榛名級、朝霧級驅逐艦上的直升機引進了RAST系統。
RAST系統雖然有效地提高了直升機著艦時的安全性，而且也取消了人力式的推進推出機庫作業，但美中不足的是系統軌道過重(約5443公斤)，因此不適合中型噸位(約2000噸)以下的艦船使用。此外RAST也不是全自動化的系統，當直升機在甲板上空懸停準備拉降時，甲板人員必須在現場待命，將直升機放下的引索與拉降索連線起來。此一工作若在惡劣氣候條件下進行時，將對人員安全有所影響。這些缺點促使英德爾公司考慮對RAST進行第2代的改進。
英德爾公司於1984年與美國Gibbs&Cox公司合作，研製出不鏽鋼的輕型軌道。輕型軌道的重量只有原型軌道的一半，成本節省60%，壽命卻提高很多。澳大利亞海軍於1992年採用了這種輕型軌道的第2代RAST系統。
ASIST系統
英德爾公司繼RAST系統之後推出了世界上第一套全自動助降系統,它的名稱是“綜合鎖緊與牽引系統”，簡稱ASIST系統。這套系統的設計思想與E系統和RAST系統的拉降概念不同，它不採用拉降索把直升機拉降到甲板上，而是直升機直接降落到甲板上,然後快速鎖緊固定，不需要甲板人員的幫助，完全自動進行。
ASIST系統的裝置也是分為直升機及艦上兩部分。裝在艦上的裝置有：快速鎖緊裝置、軌道、紅外線跟蹤器、目視降落標誌以及機庫內的液壓動力絞車等。直升機上部分則有裝在機腹下的探管及機身兩側的紅外線發射器。
直升機要降落時，飛行員以正常程式進場和懸停在甲板上空。飛行員得到艦上引降員允許降落的信號後，便根據直升機與艦船的位置參考系統使直升機下降。這個位置參考系統是通過在機庫門頂上的目視標誌給出的。除了陀螺穩定的水平參考桿外，位置參考系統又向飛行員提供V形彩色燈顯示，告訴飛行員要飛行的方向，以便直升機降落在規定的降落區內。這些目視標誌是根據紅外位置感受系統的數據給出的。紅外位置感受系統是由裝在直升機兩側的每側4個紅外線發射器和裝在艦船甲板上兩側各一個紅外線跟蹤器構成的。
由這個位置參考系統向飛行員給出直升機縱向和橫向位置的信息使直升機在降落時，特別是在夜間和能見度差的條件下降落時可增加直升機的安全性。位置感受系統的數據除了向飛行員提供目視降落標誌外，還用來跟蹤直升機位置，以使快速鎖緊裝置與直升機保持同步運動，而始終處於直升機機腹下主探管所指位置的後面近處。
快速鎖緊裝置前面有一寬度為1.83米開口的凹形裝置，其左前臂內有鎖鉤。鎖緊裝置能在甲板上較大位置範圍內鎖住直升機，這個範圍是4.65平方米，以便適應在不用拉降索後直升機降落點分散度較大的情況。
位置感受系統不斷跟蹤下降中的直升機並輸出位置信號。該系統輸出的縱軸位置信號控制一台變速電動牽引絞車，該絞車使快速鎖緊裝置位於直升機主探管所指位置的後面近處。在位置感受系統跟蹤過程中，快速鎖緊裝置以每鈔1.5米的速度在甲板上運動。
在直升機著艦後，快速鎖緊裝置迅速朝主探管移動，其前部的光電感測器在快速鎖緊裝置碰到主探管之前自動使其運動速度降低到每秒0.3米。在碰到主探管之後，兩臂間的壓力板被壓縮以吸收撞擊能並觸動機械感測器桿，向快速鎖緊裝置發出停止前進的信號。這時鎖鉤自動向右橫向運動，鎖住直升機主探管。鎖鉤橫向運動的初始速度為每秒1.8米，光電感測器感受到鎖鉤將要碰到直升機主探管時自動地將運動速度降至每秒0.3米。
鎖鉤鎖緊主探管將直升機固定在甲板上時，引降員的控制台上會發出指示信號。直升機降落鎖緊過程只需2秒鐘。
直升機不可能每次都正好降落在甲板牽引軌道上並與之對齊，鎖鉤又能使直升機移動到與牽引軌道對齊以便被牽引到機庫中去。引降員通過操縱桿使鎖鉤對主探管施加橫向壓力，同時剎住牽引絞車，由於直升機主機輪與主探管的相互位置關係而使尾輪(或前輪)轉向。在快速鎖緊裝置的縱向牽引運動和鎖鉤的橫向壓力的綜合作用下直升機將與牽引軌道對齊，同時保持直升機被鎖住在甲板上而不能滑動和翻倒。
一旦直升機與牽引軌道對齊，尾探管(或前探管)可放下插人甲板溝槽內。引降員通過操縱桿將直升機牽引進人機庫。快速鎖緊裝置上的鎖鉤只需作少量橫向運動以保持直升機在要求的牽引軌道上。
直升機起飛時，順序與上述相反，也是自動完成的。使用ASIST系統時，不需甲板輔助人員的幫助，其重量只有3110公斤，是現有助降系統中最輕的，而且適用的機種更廣泛，包括“超美洲豹”、“海豚”、EH-101、SH-2“海妖”、SH-60“海鷹”、“海王”和“山貓”等直升機。
