提及航母艦載機阻攔系統，人們首先會想到航母降落甲板上那三四根阻攔索。其實，阻攔索不過是阻攔系統外露的一個阻攔介質而已，在降落甲板下方還有一大堆體積龐大、重量可觀的制軔系統、液壓緩沖系統和控制系統。其系統構成之復雜、技術水平要求之高，不亞於航母彈射系統。
構成復雜
早期的阻攔系統極為簡陋，就是一根鋼纜或棕纜兩頭拴上沈甸甸的沙包而已。隨著艦載機重量越來越大，降落速度越來越高，阻攔系統逐漸變得越來越復雜。
二戰後，人類全面進入噴射機時代。在降落速度方面，各型噴射機均在數百千米/時左右。陸上機場2000多米長的跑道，有時仍不夠用。於是，一些陸基戰機移植了艦載機的攔阻鉤，不少陸上機場也借鑒航母設定了應急阻攔系統。
航母阻攔系統工作原理
不過，陸上機場的應急阻攔系統與航母阻攔系統相比，技術要求有雲泥之別。以滿載排水量10萬噸的美軍核子動力航母為例，其真正能用於艦載機降落的甲板長度僅有200公尺左右，不及陸上機場的十分之一。要確保艦載機在如此短的距離內被強制制軔，艦載機及阻攔系統所要承受的過載之大，可靠性要求之高，均超陸上機場的同類系統。陸上飛機降落時沒有艦載機著艦失敗立即拉起復飛的要求，因此鉤住阻攔索時速度相對低，且機場阻攔系統可將阻攔索放至數百米長，故飛機及阻攔系統承受的過載一般不超過2G。反觀艦載機，其在攔阻著艦過程中承受的大過載，無論是對艦載機結構，還是對飛行員健康都是一種嚴重損耗。這就要求航母阻攔系統在確保艦載機安全著艦的前提下，盡可能在阻攔過程中讓過載變化曲線變得平滑，並努力降低過載峰值。此外，阻攔系統對於陸上機場而言，屬於錦上添花的附加安全裝置，正常情況下不必使用。而對於常規起降型航母來說，阻攔系統是其必不可少的重要裝置。其不僅使用頻率高，還要求使用後能在極短時間內迅速恢復狀態，以滿足出擊機群密集著艦要求。
現代航母的阻攔系統通常由阻攔介質、制軔系統、液壓緩沖系統、控制系統和冷卻系統組成。
美海軍F-18E戰鬥機著艦
阻攔介質 ，分為阻攔索和阻攔網兩大類。因艦載機著艦鉤能將巨大的攔阻沖擊力傳遞給飛機的主要承力件，故阻攔索對艦載機造成的損傷較小，並可反復使用，一般用於艦載機的正常著艦。阻攔網則是對艦載機進行「劈頭蓋臉」式的全面阻攔，對艦載機造成的損傷較大。所以，阻攔網只是在艦載機出現諸如著艦鉤無法放下、發動機故障或燃油耗盡無法復飛等特殊情況下才會上場，且一般只用一次就要更換。
制軔系統 ，主要由動滑輪組、定滑輪組、鋼索、液壓油缸、柱塞、控制閥、蓄壓器、膨脹空氣瓶、油液冷卻器、復位閥等組成。當艦載機著艦鉤掛上阻攔索後，飛機向前的巨大動能透過滑輪鋼索傳遞到連線液壓油缸柱塞上的動滑輪組鋼索上，動滑輪組便向定滑輪組的方向移動。與此同時，液壓油缸中乙烯基乙二醇油液透過定長沖程控制閥流向蓄能器。定長沖程控制閥，是一個流量可調整的節流閥，液體透過該閥時會產生壓力損失，對液壓油缸中的流動液體產生阻尼，從而對艦載機產生阻攔力。在運動中，動滑輪組與其相連的滑輪透過鋼索系統使得定長沖程控制閥的凸輪旋轉，控制閥杠桿系統的支點位置發生改變。控制閥的開度會越來越小。在沖程的末端，閥開口完全封閉，柱塞及與之相連的動滑輪組便停止運動進而控制艦載機將速度降為零。蓄能器與阻攔裝置的膨脹空氣瓶相連，隨著油液的進入，其壓力越來越大。壓縮空氣便推動浮動活塞使蓄能器中的油液進入油液冷卻器，將液體溫度降低。當阻攔系統操作人員透過控制杠桿開啟復位閥，油液經冷卻器回到液壓油缸.推動柱塞帶動動滑輪組回到初始位置，準備下一架飛機的阻攔。
攔阻索價格昂貴
液壓緩沖系統 ，主要透過將動能轉化為熱能的方式，降低制軔初始瞬間產生的過載，以延長阻攔系統和艦載機的使用壽命。該系統中的滑輪緩沖裝置，能明顯削減艦載機著艦鉤鉤上阻攔索時阻攔索產生的張力峰值。阻攔索末端緩沖裝置能消除因滑輪組轉速不同而引發的阻攔索振顫。
控制系統 的主要作用是讓著艦重量不同的各類艦載機在大致相同的距離內被攔阻著艦。控制系統主要透過人工調整艦載機重量選擇器絲桿推動上搖塊水平移動，透過改變搖塊機構的臂長比來調節定長沖程控制閥閥芯的初始開口大小。艦載機著艦重量越大，這個初始開口就越小系統因此產生的阻尼就越大。
航母阻攔系統，其實是一套將動能轉化為熱能的復雜機構。冷卻系統的作用是及時帶走產生的熱能，滿足連續工作需要，不使其因部件過熱失效而「罷工」。一般而言，整套航母阻攔系統中，只有阻攔介質安裝在降落甲板的專用基座上，由弓形彈簧鋼片控制阻攔介質的放倒與起豎，其他組成部份均安裝在降落甲板下方。
要求頗高
現代航母上的阻攔索長度比降落道的寬度更大，尤其是右舷區域遠遠超出降落道，形成一個突出部。這是因為艦載機著艦鉤若不能鉤住以阻攔索中點為基準，左右各20%總長的區域內，阻攔索兩端受力懸殊過大將導致其斷裂，或者艦載機被阻攔索拉偏而沖出降落道。美軍的經驗顯示，在波濤洶湧的大海上，很難精確控制艦載機著艦精度，其實際著艦點距降落道中心線的左右偏差可能各達3至5公尺之多。如此算來，阻攔索最短長度不能低於25公尺。實際操作中，為進一步增加安全余量，尼米茲級航母每根阻攔索長達38.5公尺。該級航母因在左舷後方設有艦載機升降機，因此其阻攔索只能盡可能向右舷區域挪動。即便如此，為安全起見，以降落道中心線為基準，其左右兩側阻攔索長度之比也要控制在8:11左右。
艦載機受艦體仰俯、艦尾氣流和艦載機降落下滑角誤差等各種因素影響著艦時不僅會產生橫向偏差，也會產生縱向偏差。為確保能在絕大多數情況下助力艦載機安全降落，現代航母通常會在降落甲板上設定4道阻攔索。尼米茲級航母的第1道阻攔索安裝在距降落甲板尾部約 56公尺處，4道阻攔索彼此間隔12.5公尺。正常情況下，艦載機的著艦點在第2與第3道阻攔索之間，因而這兩道阻攔索使用率最高。若艦載機鉤住了第1道阻攔索，表明其降落時下滑角過大。若鉤住了最後1道阻攔索，則證明其降落時下滑角過小。
阻攔索平時放倒，工作時由弓形彈簧片撐起來，使之與降落甲板間拉開一定距離，方便被艦載機尾鉤掛住 因艦載機著艦時要隨時準備復飛，故保持有一定的迎角以獲得足夠的升力，因此著艦鉤放下後其高度低於機輪。當著艦鉤鉤住阻攔索時，艦載機其實還在空中飛行。當阻攔系統起作用時，艦載機機輪在絕大多數情況下已越過了所有的阻攔索。
更換攔阻索費時費力
艦載機攔阻著艦後，都會向前滑跑一段距離以逐步減速。美國航母為讓艦載機著艦後被快速牽離降落甲板，將阻攔系統設計成不管艦載機著艦鉤鉤住的是哪道阻攔索，最終要大致停在同一個區域。對尼米茲級航母而言，其艦載機停穩後，距降落跑道前端約25公尺左右，大於1個機身身位。這就意味著，若艦載機降落時下滑角過小，鉤住的是第4道阻攔索，因其制軔距離過短，故艦載機及阻攔系統所承受的過載會明顯高於正常情況。
眾所周知，越復雜的東西可靠性越低，但阻攔系統卻恰恰要求具備極高的可靠性，唯一的辦法是不遺余力追求每個部件的高可靠性。美軍公開資料顯示，F-14A以22噸著艦重量、120節時速著艦是常態，此時其著艦動能在42兆焦左右。而F-18E以18.5噸著艦重量、145節時速著艦時，其著艦動能更是高達51兆焦左右。要在2至3秒內完全吸收如此巨大的能量，且不能造成系統內各部件的功能性損壞，這對材質及制造工藝提出極高的要求。
最能集中反映材質及制造工藝苛刻要求的當然是阻攔索。目前各國航母所用阻攔索直徑約30公釐，由具備高強度、高韌性的高碳鋼絲編織而成，並用特種油脂浸透。這種各項指標頗高的高碳鋼絲絕非普通鋼鐵企業所能生產。
航母攔阻系統工作示意圖
阻攔索及隱沒在降落甲板下方繞行於諸多動滑輪、定滑輪之間的鋼索，其實是個完整的整體。尼米茲級航母暴露在降落甲板上的每根阻攔索長度為38.5公尺左右，而艦載機著艦鉤從鉤住阻攔索到停在降落甲板上，制軔距離約百米。用勾股定理計算，此時暴露在甲板上的阻攔索被拉長到203.6公尺左右。若再加上甲板下繞行在各動滑輪與定滑輪之間的鋼索，其總計要被拉出超過300公尺的長度。這麽長的鋼索任何一個點出現問題，都是災難性的。
為保障人身安全，航母降落甲板上都標出阻攔索危險區，要求遂行艦載機降落作業時人員禁入這些危險區，但這並非萬全之策。2015年4月，「艾森豪」號航母發生阻攔索拉斷事故，飛舞的阻攔索像鋼鞭般橫掃降落甲板，將位於危險區外的10名艦員打得腿斷筋折。不僅如此，逾300余米的鋼索一旦失去束縛，極易與其他阻攔系統發生纏繞故障，令整個著艦區功能癱瘓。
阻攔索一旦斷裂，更換新索是件極麻煩、極耗時間的體力活兒。因為阻攔系統安置在降落甲板下的機構復雜且緊湊，無甚操作空間，因此只能將長達數百米的阻攔索在甲板表面展開後，再用人力一點點往甲板下方滑輪系統裏塞，將鋼索安裝到位後還要用切割機切斷鋼索並作收口處理，接下來還要進行各種偵錯，並設定好相應的參數。整套流程走下來，至少要幾個小時。2016年11月14日，首度參加實戰的俄軍「庫茲涅佐夫」號航母1架米格-29KR，因著艦速度比規定值高了30千米/時，導致拉斷了第2根阻攔索，結果令1架待降的米格-29KR在空中盤旋了45分鐘直至燃油耗盡墜海也未能等到艦員更換完阻攔索。
俄羅斯米格29K艦載戰鬥機
新的選擇
現有的航母阻攔系統靠液壓吸收能量。液壓裝置不僅體積龐大、重量可觀、對密封要求高，且只能透過調節定長沖程控制閥閥芯的初始開口大小來調整阻尼大小。實踐表明，這種調節方式效果有限從而導致液壓阻攔系統工作時初始過載最高達6G，而這個過載會在2至3秒鐘內迅速降至不到2G致使其變化曲線甚為陡峭，從而對艦載機、飛行員及阻攔系統本身產生巨大的瞬間沖擊。
全球裝備量最大的MK-7液壓阻攔系統已持續發展50余年，目前服役的是MK-7 Mod3/4型，已基本將潛能挖掘殆盡，但仍未從根本上解決瞬間沖擊過大的問題。於是，人們便另辟蹊徑，開發出水力-電力渦輪阻攔系統(也稱電磁阻攔系統)。
這種新型阻攔系統用水力渦輪作為阻力元件。同時在水力渦輪上增加了一個發電機。每根阻攔索兩端各部署有一套這樣的阻力元件。其工作原理是，當艦載機著艦鉤鉤住阻攔索後，系統將自動計算分析阻攔索的受力情況並反饋給水力渦輪系統和發電機，調整出最合適的拉力。水力渦輪飛速轉動，消耗掉一部份艦載機著艦動能的同時，發電機也開始工作將部份艦載機著艦動能轉化為電能，註入航母電網中。待艦載機停穩，相關人員將著艦鉤從阻攔索上摘去後，系統馬達啟動，將阻攔索恢復至阻攔之前的狀態。
從其工作原理可見，電磁阻攔系統與電動汽車的剎車能量回收有諸多相似，二者能在攔阻過程中將部份動能轉化為電能，在回收能量的同時減速。
因能精確調整機械減速和電磁減速在系統出力中的占比，電磁阻攔系統的峰值過載能降至4G左右，平均過載不到3G。過載曲線變得平滑後，艦載機著艦瞬間所受的沖擊過載得以明顯降低，利於延長機體壽命。此外，阻攔索的實際使用壽命也將在現有百余次基礎上大幅提升。
「福特」號電磁攔阻系統
此外，因發電機功率易調節，令整個阻攔過程變得可調可控，故福特級航母采用的「先進阻攔裝置」所允許的艦載機最高鉤索速度可達87公尺/秒，最大吸能量提至95兆焦。作為對比，尼米茲級航母上采用的MK-7系列液壓阻攔系統允許的艦載機最高鉤索速度為66.88公尺/秒，最大吸能量64.4兆焦。由此可見，電磁阻攔系統所能承受的艦載機著艦速度和重量都大幅提升。
然而，新生事物總是伴隨著各種麻煩。據美媒披露，在「福特」號航母正式服役的頭一年，「先進阻攔裝置」故障率很高，平均每工作20次就會發生一次故障，與美軍提出的連續降落1.65萬架次無故障的可靠性要求相距甚遠。直到2020年，「先進阻攔裝置」才基本達到堪用狀態。隨著相關技術的完善，電磁阻攔系統較液壓阻攔系統的優越性將逐步顯現。
