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辽宁舰美女博士军官研究什么?舰载机自动着舰!

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发表于 2016-3-31 04:28 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 汇泉湾泳客 于 2016-3-31 04:28 编辑

2016年3月,辽宁舰首位美女博士军官韦慧晓一夜传遍朋友圈,成为军圈最新一位女学霸。韦学霸2012年博士毕业,2013年自荐入伍,走的并非学校推荐特招的路子,那为啥她一入伍就是少校,更多人却拿不到特招呢?

韦学霸本科读大气科学系,硕博读地球科学系,虽然学科名字很科学,但实际干的是最需拍脑门的事情。大气科学研究大气层运动,典型产品就是我们每天看的气象预报。由于天气变化涉及的因素太多,而且充满非线性突变,所以至今无法进行准确模拟,每个人的解读都有差异,于是我们的天气预报动辄不准,而且越是长期预测越不准。




自然界中的大气湍流,是大气科学研究内容之一。

韦学霸本硕博玩了近十年天气,计算非线性气流变化是看家本领,这正好是新成立的航母部队急需的。航母的核心是舰载机,舰载机起降靠机翼相对空气运动产生的升力,气流速度越快起降越容易。为提高舰载机起降能力,航母在放飞飞机时要保持25节以上航速,以和海风一起产生超过30节的甲板风(55公里/小时)。不要看速度不高,弹射器也不过将飞机加速到140节,甲板风可以提高20%的风速,并由此产生超过200%的载荷增幅。

风大好处多但麻烦也多。航母甲板并不是一块平面,上面耸立着巨大的舰岛,以容纳各路军官和电子天线。风吹过四方形舰岛时,会产生大量涡流,导致风向飘忽不定。另外航母尾部是一个巨大的断面,风吹过时也会产生涡流,这点反映在汽车上就是车尾特别脏,那就是车后气流内卷降速使灰尘沉积导致的。




不同风向风速下的尼米兹级航母流场变化。

舰岛和舰尾的气流突变使航母后方几百米内的风向都不稳定,形成公鸡尾状的湍流区,而舰载机降落时恰恰要穿过这段气流,因此会被吹得晃来晃去,无法保持稳定的方向和姿态,这可就要飞行员老命了。

舰载机降落速度大约是300公里/小时,也就是80米/秒,飞机自身宽度约13-22米。而航母降落道长度不过200米,宽度不过25-32米。飞机降落时只要抖一抖,不是坠海就是冲入机群,总之飞机一定会报废,飞行员也难保性命。




舰载机降落时飞行员就看到这样的场景,所以飞机方向左右偏一点都不行。

为了让飞机能够安全降落,航母飞行保障系统设计团队必须了解甲板风的变化,精确预测不同航速、风速、风向、湿度等条件下公鸡尾的形状和内部气流运动情况,从而准确预测飞机降落时受到的影响,以便降落引导系统提前修正。另外在设计新航母时,也可以指导控制气流变化,减少对降落的影响。


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 楼主| 发表于 2016-3-31 04:28 | 只看该作者

公鸡尾内的气流无色无味,要观察它必须采取特别措施。最简单的办法是在舰岛和舰尾多个位置放置发烟罐,通过观察烟雾走向判断气流变化。高端一些的做法是用激光测风仪跟踪专用气球,通过连续记录其位置变化判断风的变化。辅助方法还包括将航母模型放入大尺寸低速风洞,想怎么吹就怎么吹。积累大量数据后,就可以建立相应模型,用计算机对气流可能的变化进行计算,然后提供给降落引导系统。




低速风洞中的汽车,从白色气流的走向很容易看出车前部流场变化。

美国海军玩航母已有几十年历史,对甲板风和公鸡尾有大量经验数据,对其特性远比其它国家了解。由于深刻理湍流区不好惹,所以美国航母的舰岛越造越小,以削弱它引发的湍流强度。中国航母服役只有短短4年时间,而且一个舰岛有美国三个大,诱发的湍流区又大又强,给舰载机降落平添了无数麻烦。为解决这一问题,海军必须研究透辽宁舰的甲板风场。




图片:辽宁舰的大舰岛继承自苏联瓦良格号,是苏海军高级军官为获得视野好、通风透亮的舱室而付出的代价。

韦学霸研究了十年自然风,到航母上研究小小的“航母飞行甲板风场特性”自然是熟门熟路。虽然后者对气流变化的精度要求更高,但毕竟范围小得多,因此总体难度反而有所下降。这一课题结束后,学霸还可以继续提高预测精度,以便为后续舰载机自动降落做准备。

所以,韦学霸的故事远不止投笔从戎那么简单,现代军事技术涉及各门各类的专业,高知人才专长若得到发挥,作用会远胜古代代父从军的花木兰。(文/杜松涛)




美军X-47B无人舰载机已于2013年实现首次全自动着舰。


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学习  发表于 2016-3-31 05:59
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发表于 2016-3-31 06:00 | 只看该作者
强大国防更需要高素质专业人才。
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发表于 2016-3-31 06:08 | 只看该作者

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5#
发表于 2016-3-31 08:47 | 只看该作者
远胜古代代父从军的花木兰。
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6#
发表于 2016-3-31 09:43 | 只看该作者
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发表于 2016-3-31 12:14 | 只看该作者
军队急需高科技人才。
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发表于 2016-3-31 12:14 | 只看该作者
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发表于 2016-3-31 12:17 | 只看该作者
要想强军,必须有顶尖的科技人才。
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10#
发表于 2016-3-31 13:32 | 只看该作者
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 楼主| 发表于 2016-3-31 15:01 | 只看该作者
出水芙蓉。 发表于 2016-3-31 13:32

谢谢好朋友关注
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12#
 楼主| 发表于 2016-3-31 15:02 | 只看该作者
威海杆哥 发表于 2016-3-31 12:17
要想强军,必须有顶尖的科技人才。

杆哥所言极是!谢谢好朋友关注,点评
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13#
 楼主| 发表于 2016-3-31 15:02 | 只看该作者
纣王 发表于 2016-3-31 12:14

谢谢好朋友关注
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14#
 楼主| 发表于 2016-3-31 15:02 | 只看该作者
岸上人 发表于 2016-3-31 12:14
军队急需高科技人才。

谢谢好朋友关注,点评
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15#
 楼主| 发表于 2016-3-31 15:03 | 只看该作者
我心向佛 发表于 2016-3-31 09:43

谢谢好朋友关注
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16#
 楼主| 发表于 2016-3-31 15:03 | 只看该作者
邺风洹波 发表于 2016-3-31 08:47
远胜古代代父从军的花木兰。

谢谢好朋友关注,点评
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17#
 楼主| 发表于 2016-3-31 15:03 | 只看该作者
山水游 发表于 2016-3-31 06:00
强大国防更需要高素质专业人才。

谢谢好朋友关注,点评
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18#
 楼主| 发表于 2016-3-31 15:04 | 只看该作者
沈阳-天路 发表于 2016-3-31 06:08

谢谢好朋友关注,点赞!
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19#
 楼主| 发表于 2016-3-31 15:05 | 只看该作者
山水游 发表于 2016-3-31 06:00
强大国防更需要高素质专业人才。

谢谢好朋友山水游第一时间关注,点评
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20#
发表于 2016-3-31 17:11 | 只看该作者
汇泉湾泳客 发表于 2016-3-31 15:02
杆哥所言极是!谢谢好朋友关注,点评

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