在航空科技的不斷進步下,飛機的重量越來越大並且飛行速度越來越高,如此使得飛機起飛和落地速度大爲提高。而起飛及落地速度越高,對商用機而言,就意味著需要更長的跑道和更大的機場,而對於軍用機,就降低了在戰場上部署的機動性。因此航空工程師們想盡了各式各樣的方式,以改善飛機起飛與落地性能。

改善飛機起飛性能輔助系統的作用,是提高飛機起飛時的加速度,使之儘快達到離地速度,以縮短起飛滾行距離。其中包括起飛加速器、彈射器、加速車、以及軌道發射器等。此外主翼上之增加升力裝置,如縫翼、襟翼以改善飛機起飛性能,也是有相當之助益,以下為改善起飛性能的各種輔助系統。

一、起飛加速器
起飛加速器又稱爲助飛火箭(RATO, Rocket Assisted Take-Off),是使用固體或液體推進劑(包括燃油和氧化劑)的火箭發動機,通常掛載於主翼或機身下段。優點是重量輕推力大,例如某廠商製之起飛加速器重量僅240公斤(kg),但可産生2,890公斤的推力,能大幅提高飛機起飛滾行速度及跑道滾行距離,該項輔助系統因此目前得到廣泛的使用。因為起飛加速器操作時間短,於起飛後即可抛掉。

該項輔助系統不但用於起飛,還可用來提高戰機於起飛後的爬升率,而有助於戰機迅速爬升。在戰機於空戰中迅速佔據有利高度(佔位)來說是很有用,但會增加戰機一些磨擦阻力,以致運用上的效果不如後燃器。

二、起飛彈射裝置
該項裝置像一個活動起飛跑道,由彈射牽引器、滑軌、鋼纜和動力裝置組成。戰機要起飛時將其安放在彈射牽引器上,並點燃發動機。然後滑軌上的動力裝置開始工作,通過傳動輪及鋼纜來牽引彈射牽引器,來加大戰機的起飛推力,使戰機很快加速至離地速度,於是脫離彈射牽引器而起飛。於戰機發射升空後,彈射牽引器靠滑軌末端上的減速裝置停止前進。

使用起飛彈射裝置(TOE, Take-Off Ejection)可用於機場,並可將其拆開以利運輸,可符合前進部署要求,早期美國曾利用此裝置進行發射戰機實驗,但在巡曳飛彈發展成熟後,陸基起飛彈射裝置於是被汰除。此項彈射裝置廣泛運用在美國海軍航空母艦的飛行甲板上,利用蒸汽動力將各式艦載戰機彈射起飛。

三、起飛加速車
此項裝置是裝置有一具或幾具噴射發動機的平板車,當戰機要起飛時就將其安放在車上,戰機本身與車上的發動機同時啟動,以加大起飛的推力。因此戰機便可迅速達到離地速度而脫離加速車,起飛加速車(CATO, Car Assisted Take-Off)則依靠自身的刹車裝置停止前進。其優點在於重量和體積都比起飛彈射裝置小,運輸上也比較方便,因此更符合前進部署的要求,前蘇聯曾研發此項裝置。

此項裝置還可用於大型飛機的起飛,但在起飛滾行的過程中,加速車和飛機一同向前滾行,飛機一部分發動機的推力要用來使加速車本身加速,使得飛機本身推力減少,所以加速效果比彈射裝置要差一些。

四、起飛發射臺
火箭加速器不但可用來在跑道上使戰機加速升空,還可在起飛發射臺(LPTO, Launcher Pad Take-Off)上使用,發射臺長度很短,裝置有液壓致動器以調整起飛發射臺角度。航空器於起飛時,噴射發動機與火箭加速器同時啟動,二者推力相加為戰機的總推力。加速器在機身位置是向下偏轉一個角度,與機身不平行。如此起飛時為戰機上總推力的垂直分力,還具有帶起戰機升力之作用。因此戰機之總升力較大,可以不必加速到離地速度,只要滑出發射架,速度數值上能保證氣動力控制面有效操作即可升空,接著飛行速度不斷加大,升力係數跟著加大,當升力達到能克服戰機總重量時,戰機就進入正常飛行狀態。

起飛發射臺系統的優點為構造簡單、軌道長度小、運輸方法,需要的發設場地也不大所以具有機動性,目前廣泛使用在自主飛行載具(Unmanned Aerial Vehicle)及遙控飛行載具(Remotely Piloted Vehicle)上。其唯一缺點為起飛發射臺不易偽裝。
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