艦載戰鬥機著艦有“刀尖上的舞蹈”之稱。在戰場需求的牽引下，艦載機類型進一步拓展，出現了艦載預警機、艦載電子戰飛機、艦載偵察機、艦載反潛飛機等。
如此多類型艦載機的出現，不僅使艦載機體系化訓練漸趨複雜，其執行完任務“回巢”時的著艦難度也在加大。搭載平臺空間有限、姿態不穩，訓練或實戰中飛行員體能消耗很大、操控動作不精準，隨時可能出現不良海況或惡劣天候等，使得艦載機的“回收”難上加難。
於是，著艦引導系統逐漸成為現代航母的“標配”，並在發揮著越來越重要的作用。從某種程度上説，著艦引導系統的效率直接影響著艦載機戰隊的作戰效能，這也使得艦載機著艦引導系統從誕生之日起，其功用與性能就在不斷優化升級。
雖然其他大型海上移動平臺也能起降戰機，但總體來説，航母所用著艦引導系統的發展更為典型。那麼，航母上的著艦引導系統經過了哪些發展過程呢？請看解讀。
艦載機著艦引導系統
讓“刀尖上的舞蹈”收放自如
■張明 趙楠 張國強
俄羅斯庫茲涅佐夫號航母及其“蛋糕桶”狀空中戰術導航系統。
在歸航的戰機上，行駛在浩淼海洋中的航母在飛行員眼中是什麼樣子？最多的答案是——“像一片樹葉”。
如果曾經在風高浪急、波濤洶湧的情況下駕戰機著過艦，飛行員的回答會更加形象生動：“從空中俯瞰，航母就像被波浪推搡、被風雨吹打的一片不停晃動的樹葉。”
海上無風三尺浪。駕駛著艦載戰鬥機的飛行員，要在這樣的環境中，以較高速度從空中抵近，降落在這片晃動著的“樹葉”上，其難度可想而知。
要做到這一點，一方面，嚴格的高強度訓練不可或缺。另一方面，來自航母上的指揮引導同樣重要。這種引導，既包括著艦指揮員語音或姿態動作的提醒提示，也包括一些專業設施與裝備的輔助。艦載機著艦引導系統起初就是專門為此而生。
近一個世紀以來，隨著戰場需求的演變與技術的發展，航母一直在發展。與之相適應，艦載機從螺旋槳推進拓展到噴氣發動機推進。除有人駕駛艦載機外，近年來各國推動無人機上艦的工作也緊鑼密鼓。
這些發展與變化，同樣體現在著艦引導系統的發展上。從人工引導到輔助艦載機全自動著艦，各項技術從簡單到複雜，從青澀到成熟，裝備設施也從“各自為戰”到“攥指成拳”漸成體系。這一過程中，人們也越來越清楚地認識到，打造一套高效、“過硬”的著艦引導系統，是一艘航母乃至一個航母編隊形成強大戰力的前提之一。
綜觀這一過程，一些新技術的應用與新裝備的列裝至關重要。可以説，著艦引導系統發展的歷程，就是應用新技術與新裝備的過程。正因有新技術新裝備的不斷“試水”與成熟，才讓艦載機著艦這種“刀尖上的舞蹈”不斷趨於收放自如。
俄羅斯庫茲涅佐夫號航母及其“蛋糕桶”狀空中戰術導航系統。
大體上説，航母著艦引導系統的發展經歷了以下四個階段。
人工著艦引導階段。20世紀50年代前，航母搭載的多為螺旋槳艦載機。由於當時的艦載機飛行速度慢，在艦載機著艦的最後階段，才需要著艦指揮員來引導。這種引導大多為人工引導。起初，著艦指揮員通過做一定手勢來發出相應信號。後來，為了使所發出的信號更加直觀和明顯，著艦指揮員開始手持彩色信號拍或信號牌進行引導。夜間著艦，則通過著艦指揮員手拿霓虹燈管來引導。
早期的人工著艦引導，尚未引入無線電通信設備，主要靠飛行員和引導員的經驗來完成。由於海上氣象多變，這種引導在成功率上有很大不確定性。據相關機構統計，二戰中，艦載機平均每50次降落就會發生1次事故。這主要是因為，靠人工引導，飛行員無法確保及時看到著艦指揮員提供的偏差修正信號。另一個原因，則是當時的艦載機多采用後三點式起落架設計，造成飛機著艦挂索後方向保持性差，容易出現側滑或偏航，甚至會發生側翻或撞到其他停放在航母上的飛機。
半自動著艦引導階段。20世紀50年代後，噴氣式艦載機興起。由於噴氣式艦載機飛行速度快，飛行員在著艦過程中的觀察、分析、判斷時間大幅壓縮， 很大程度上增加了著艦的危險性。為適應這種變化，這一階段，光學助降設備和雷達助降設備出現。光學助降設備中比較典型的是菲涅爾透鏡。通過在航母上科學設置一排排紅綠燈，它就能在空中形成一個由多個光層組成的下滑坡面，沿指定的光層駕機下滑，即可基本確保艦載機在著艦前處於正確的下滑航道內。
雷達助降設備由機載和艦載設備組成。艦載雷達能測量飛機的實際位置與運動參數，結合航母運動參數，運算得出飛機下滑時應飛的航路。通過對應飛航路和實飛軌跡進行對比，雷達助降設備還能夠為艦載機著艦提供偏差資訊，以便艦載機及時調整，修正偏差。
光學助降設備的研製成功和投入使用，使這一階段航母上的著艦事故率由二戰時的2％下降到0．5％左右。這一階段，航母斜角甲板出現，為著艦失誤飛機增加了復飛機會，又使事故率下降到0．1％以下。
美國傑拉德·R·福特號航母及其改進型菲涅耳透鏡光學助降系統。資料圖片
雷達助降設備的研製使用，有效解決了艦載機著艦時的偏航與精度修正問題，使著艦事故率進一步降低。因此，儘管航速較高的噴氣式飛機著艦風險性增大，但這一時期的艦載機著艦事故率並未提高，反而有所降低。當然，這其中也有噴氣式艦載機開始採用前三點式起落架設計的原因。
全自動著艦引導階段。20世紀80年代初，隨著雷達和電腦技術進一步提升，一批新的著艦引導雷達研製成功並在航母上投入使用，標誌著全自動著艦引導時代的到來。這一時期的著艦引導系統體系更加完備，包括一系列雷達系統如儀錶著艦雷達系統、空中交通管制雷達系統、精密進場控制雷達系統等，以及空中戰術導航系統、儀錶載波著陸系統、數據鏈、改進型光學助降系統等。各種設備相輔相成、互為備份，所獲數據通過綜合處理，共同為飛機著艦提供依據。
全自動著艦引導系統的投入使用，理論上使艦載機可以在海況複雜、能見度低的氣象條件下降落。這主要是因為這時的著艦引導系統能提供更多引導資訊，艦載機接收到資訊後，其飛控系統能快速響應，計算得到修正航線偏差的控制指令，進而通過控制動力系統和機體翼面做出響應，修正偏差。
這一階段，比較有代表性的是美國第二代全自動著艦引導系統——AN／SPN－46。該系統20世紀80年代後期通過試驗，曾引導艦載機在較低能見度、航母甲板縱搖橫搖升沉幅度較大的海況下完成著艦動作。但是，該系統也暴露出一定問題，其所給出的著艦位置仍存在不小誤差，這種誤差讓飛行員非常擔憂，因此該系統的使用效率並不高。
為解決這一問題，美國航母增加了一些其他著艦系統，包括借助分散佈置的俯仰角、方位角信號發射器，給飛行員校準飛行航線、調整著艦姿態提供參考。
美國傑拉德·R·福特號航母及其改進型菲涅耳透鏡光學助降系統。資料圖片
俄羅斯也在發展全自動著艦引導系統。庫茲涅佐夫號航空母艦投入使用的自動引導著艦系統全稱為“電阻器K－4”航空兵近艦空域飛行指揮、導航和著艦引導綜合系統。除主桅桿上的“蛋糕桶”狀的空中戰術導航系統外，“電阻器K－4”自動引導著艦系統還包括“天空哨兵”相控陣雷達和“頂板”三坐標雷達，以及精密進場跟蹤雷達、儀錶載波著艦系統和左舷的菲涅爾透鏡光學助降系統。
在全自動著艦引導系統構成方面，各國的總體設置並不相同，如法國航母的艦載機著艦引導系統就略顯簡約，主要靠空中戰術導航系統、搜索雷達、菲涅爾透鏡光學助降系統這“三板斧”來完成引導。
聯合全自動著艦引導階段。20世紀末21世紀初，一些國家的航母及艦載機在原有全自動著艦引導系統基礎上增加了全球衛星導航功能。這使得艦載機在著艦時有了新的數據來源，通過與飛機上原有導航系統所獲數據進行比對，就可預先測定相對著陸點，並提供處於運動狀態下的航母的精確位置。
賦予該系統全球衛星導航功能的目的當然不止於此，該階段的著艦引導系統更注重適應性，在精確、可快速部署、抗天氣和地形影響、易存活、易維護、具有互操作性方面都有更高要求。其最終目的是降低空間和能見度等因素對飛機運作的影響，使飛機能夠在世界上任何適當的陸地或海基平臺上降落。
目前，在裝有全球衛星導航系統、鐳射助降系統等多種引導手段的航母上，美軍戰機進行了海上自動著艦試驗，證明了這類著艦引導系統的有效性。根據其海軍披露的發展規劃，聯合全自動著艦引導系統在成熟後，將逐步取代航母上的儀錶著陸系統和精確進近雷達的功能，使著艦引導系統更加簡約、高效。這一過程中，美海軍還有很多問題需要一一解決。
總之，隨著當前新型海上作戰概念的提出尤其是輕型航母作用的凸顯，以及艦載機速度的進一步攀升，其著艦引導面臨的情況將更加複雜。無人機上艦、未來海上作戰日趨激烈的特點，對著艦引導技術提出了更高要求。可以預見，隨著高新技術尤其是人工智慧的發展，把更多工作交給高度自動化的機器去做，大幅減少飛行員干預，實現艦載機自動著艦和無人機自主著艦，將成為必然趨勢。更智慧、更高效、更安全，讓戰機在著艦過程中和著艦引導設備形成一個智慧演算法控制的閉環，從而實現精準著艦，這一發展路徑已經十分明晰。
供圖：陽 明
