眾所周知,艦載機與其他飛機的重要區別之一,就是它的起飛和降落受到航母甲板的制約,因此有更高的難度和風險。艦載機尾鉤是艦載機的重要降落部件之一,它的性能決定了艦載機在降落時能否順利地被攔阻系統攔停。世界上發生過多起艦載機降落事故,有一些就是因為艦載機的尾鉤沒有勾住攔阻繩,一頭扎進了大海里。因為要承受住艦載機降落時產生的巨大沖擊力,因此艦載機的尾鉤并不是普通的鉤子,而是由復雜技術和特殊材料做成的專用尾鉤。
艦載機尾鉤的難點之一是要考慮與飛機本身的關系
艦載機尾鉤是艦載機本身的一部分,在艦載機著艦降落時,尾鉤受到復雜的來自各方面的力的作用,比如說尾鉤自身的重力、地面彈力、縱向阻力和橫向阻力等。尾鉤要承受這些力,必須與艦載機之間進行加固設計。換句話說,尾鉤承受的這些力,要反饋給艦載機,可以看成是尾鉤對艦載機的作用力。這個作用力既包括通過旋轉鉸接點對艦載機傳遞的力,也包括橫縱向阻尼器連接在艦載機上的固定點對飛機傳遞的阻尼反作用力。并且,在向艦載機傳遞這些動能時,尾鉤還要應對動能偏離或俯仰等情況。
艦載機尾鉤的難點之二是要考慮與攔阻索之間的關系
艦載機在降落時,當它的尾鉤勾住了攔阻索后,艦載機的前沖力就會傳遞給攔阻繩索系統。艦載機著艦時隨著攔阻索被尾鉤不斷拉出,攔阻索經過滑輪緩沖系統帶動攔阻器系統液壓缸的柱塞運動,這時液壓缸的流體在液壓缸柱塞的壓力作用下流向蓄液筒。換句話說,艦載機在降落時,通過攔阻系統將動能轉化為液壓能,后者產生攔阻力,控制住艦載機,使其制動并停下來。在這個過程中,艦載機的動能通過尾鉤與攔阻系統發生關系。此外,尾鉤的設計和位置,還要考慮到成功勾住攔阻索的幾率。因為很多艦載機著艦失敗而墜海,并不是因為尾鉤的質量不行,而是因為尾鉤沒有勾住攔阻索。
艦載機尾鉤的難點之三是要采用科學的外形設計
艦載機的尾鉤在勾住攔阻索后不能脫落,也不能對攔阻索造成太大傷害,而且還要易于更換攔阻頭,因此艦載機尾鉤的外形設計或者說是結構造型必須要科學,要綜合考量各種因素和可能發生的情況。比如美國研制的全球最先進的艦載機F-35C隱形戰斗機,它的尾鉤在設計時就經過了不斷優化。剛開始F-35C艦載機的尾鉤稍微上翹,勾頭內嵌在尾鉤與機體的連接柱上,存在多個缺陷,導致多次攔阻試驗失敗。改進之后的F-35C艦載機的尾鉤,其勾頭下探到水平方向,鏤空卡頭通過螺栓外嵌在連接柱上。F-35C尾鉤采用這樣的設計,不僅更容易勾住攔阻索,也易于更換勾頭。
艦載機尾鉤的難點之四是要使用合適的材料制造
艦載機的尾鉤必須使用特殊材料制造,首先要保證適當的強度,其次還不能在航母甲板上反復彈跳。艦載機的尾鉤通常是使用高強度的合金鋼制作的,不過也有一些是使用其他合金材料做成的。比如美國海軍新型艦載機的尾鉤,之前曾測試過4330V合金鋼,但由于磨損和熱阻問題,導致部件壽命較短,100~200次就要更換。后來美國研制出Ferrium M54合金鋼,用來制造艦載機尾鉤。M54是一種優質鋼,具有超高強度和韌性,極限拉伸強度為294 ksi,屈服強度為250 ksi,斷裂韌性為110 ksi每平方英寸。俄羅斯的米格-29K的尾鉤是使用鋁鋰合金制造的,強度有些不足。所以,艦載機尾鉤對制造材料也有很高的要求。


