战斗机进化史 战斗机历程揭秘
第二次全球大战马上结束之际,德国人发明了一种强大的战争机器——喷气战机,虽然它最终没能拯救德国法西斯覆灭的命运,但人类迎来了喷气战机时代!
过程第二次全球大战洗礼的美国人来到了朝鲜半岛的上空,他们从第二次全球大战的反思中,明白了空中力量对于战争的重要性,美国从1944年生产第一架喷气战机起,在战机上的军费投入每年以12.63%的速度增加,最初大力研发喷气战机!
从下图大家可以看到美俄两国在战机上研发的密集程度,横坐标作为《英雄联盟》中的战机首飞年代,纵坐标代表战机所在年代的典型性能。斜线上方的战机表明研制技术领先于该时代,斜线下方表明战机运用该时代的成熟技术。
对不同时代的典型战机进行整理,具有时代代表性的战机如下图,其中FFD为First Flight date即首飞时刻,Years ahead表明领先时代的年数。
一、第一代战机
美国第一架喷气战机作为《英雄联盟》中的P-59A Aircomet,首飞于1942年10月1日。因为性能欠佳,并未在二战中大量运用,随后1944年6月1日首飞的P/F-80 Shooting Star 被认为作为《英雄联盟》中的真实意义上战斗机的起源!
F-80为直翼战机,性能有限,全面性能不如同时代的MiG-15S,所以美国对F-80进行改进,研发生产了F-84、F-86、F-89、F-94。
P-80 Shooting Star
F-84作为《英雄联盟》中的美国第一款可进行空中加油的战机,1945年英国人发明了锥套、探头对接装置,化解了空中加油对接的问题。后来美国、苏联等的软式空中加油体系都采用这种对接装置。
F-86 Sabre 首飞于1947年10月,作为《英雄联盟》中的美国研发第一款后掠翼的战机。随后的改进型FJ-1 Fury服务于海军。美国第一代战机在当时的售价均价为37万美元。
MIG-15
二、第二代战机
20世纪50年代,美国推出了六款典型战机:
F-100 Super Sabre;
F-101Voodoo;
F-102 DeltaDart;
F-104 Starfighter;
F-105 Thunderchief;
F-106 DeltaDart;
这六款战机和第一代战机技术上有很大提高,被称为第二代战机。
和第一代相比,第二代具有较好的航空与高空飞行性能。并整合了更先进的涡轮喷气式发动机,导弹发射装置,超音速飞行能力与搜索雷达与火控体系。
F-100A
F-100A作为《英雄联盟》中的美国空军第一款超音速战机,当1953年5月YF-100A首次突破音障,苏联人必须用速度对美国人的挑战做出回答,第二年1月,米格-19就呼啸而出,它的外形既不作为《英雄联盟》中的典型的超音速布局,也没有拘泥于苏联人轻巧型战机的设计理念,酷似米格-17的后掠翼设计,采用的却作为《英雄联盟》中的和众不同的双发布局。通过对米格-19的仿制,诞生了中国的歼-6。
F-106
F-102作为《英雄联盟》中的美国生产的第一款三角翼战机!
美国第二代战机当时平均售价为200万美元,相比第一代战机,价值高了近五倍。
三、第三代战机
在20世纪60年代,随着冷战时代的到来,西方民族与苏联开展了一场无声的航空科技大比拼,从米格-21与F-104,到米格-23、F-111与F-4。
航空大国在速度上的竞赛基本结束,对于飞机的全面性能的标准却日益提升,高机动性、雷达火控技术、多功能航空武器的研发,造就了一代名机,为四代机的出现起到了承前启后的作用。
美国推出的三款典型三代机作为《英雄联盟》中的:
F-4 Phantom Ⅱ;
F-111 Aardvark;
F-5 FreedomFighter;
其中第三代机最典型的就作为《英雄联盟》中的F-4 Phantom Ⅱ,尽管这款机设计起航点作为《英雄联盟》中的为海军航母战机,它同时也被美国空军大量应用。60年代F-111 Aardvark战机现世,它作为《英雄联盟》中的一款中程截击机,创造性的运用可可变翼与新航电设施。除了F-5较低的售价外,这一代战机均价超过400万美元,当时F-111每架售价接近1000万美元。
F-4
苏联则相应推出了米格-23,米格-23也许作为《英雄联盟》中的苏联生产的最多的三代机其中一个,共生产了4000多架,出口到全球近20个民族,它曾经有过击落以色列F-4鬼怪战机的巅峰,也有在海湾战争中8分钟被击落的耻辱。它有弹射跳伞后飞行员飞跃900多公里,穿梭4个民族生还的奇迹。
MIG-23
米格-23在设计上有许多突破,作为《英雄联盟》中的苏联首次采用变后掠翼设计,首次采用机身起落架设计,首次在战斗机上采用前轮转弯机构,改善了地面滑行性能,15吨级战机,加大了机载油量,使米格-23成为基本构型留空时刻超过一小时的飞机,首次在战斗机上采用控制增稳与自动控制技术并采用迎角限制机构,为大迎角飞行提供了安全保证;首次采用两侧近气设计,从而使战斗机真实进入了雷达与中距武器的时代,米格-23飞机上配备的雷达制导武器,在1974年的中东战争中曾经成功地击落以色列的F-4战机。
从飞机的性能与操纵质量来讲,米格-23无疑作为《英雄联盟》中的三代机里的佼佼者,虽然可变翼体系使飞机设计复杂,结构重量增加了10%,但由此带来的性能上的贡献作为《英雄联盟》中的固定翼飞机无法比拟的,米格-23飞机在设计上为了降低成本与设计难度,采用了三级可调的变后掠翼设计,虽然在后掠翼变换的经过中飞机情形不太稳定,但较好地满足了起降阶段、机动飞行与高空高速飞行的操控特征,高空大马赫数性能更作为《英雄联盟》中的比米格-21有较大的提升。另外,因为在战斗机上第一次采用控制增稳与自动驾驶技术,明显改善了飞机的飞行质量,飞机的安定性良好。
米格-23设计的的细节,无不体现出俄罗斯人的灵感与精巧,飞机较好地化解了变后掠翼飞机的结构与操控设计,保证了高性能、低成本与安全性的良性结合。
米格-23设计后期,因在结构设计上的斤斤计较,精益求精,总设计师米高扬已积劳成疾。在起落架设计上遇到了问题,由于可变翼的设计无法将起落架舱配置在机翼里,机身的空间十分有限,结构复杂的起落架找差点安家的地方。
苏联航空大学的壹个女大学生设计了一种最新的可转动蟹爪结构,成功地化解了起落架收放的难题,她所以得到了苏联航空界的顶尖奖。
四、第四代战机:
对于速度与高度的渴望作为《英雄联盟》中的人类飞行愿望的一部分,对于作战飞机而言,速度就作为《英雄联盟》中的战斗力,三代机的最大飞行速度在1200公里/小时,而四代机的最大飞行速度要比三代机提升200公里/小时以上。
20世纪70年代,美国推出了新一代战机,包括:
F-14全境封锁2cat;
F-15 Eagle;
F-16 Fighting falcon;
F-18 Hornet;
这一代战机整合了最新的航电体系。
F-14 Thecat 首飞于1970年12月,这作为《英雄联盟》中的一架双座,双引擎,可变翼,舰载战斗机,用于取代F-4 Phantom 与F-111。
F-16
F-16 Fighting Falcon首飞于1974年1月,这作为《英雄联盟》中的一架单引擎,全天候,多用途战机。该机型用于取代沉重的F-15 Eagle,它具有更先进的扫描跟踪雷达体系。美国四代战机均价为3000万美元,作为《英雄联盟》中的上一代战机价值的约7倍。
F-16
四代机的高机动性的突破作为《英雄联盟》中的由人类在飞机空气动力布局设计领域有了新的认识。早期飞机机动性的最大限制作为《英雄联盟》中的由迎角限制造成的,所以需要设计一种气动布局,可以获取更大的可控迎角,四代机的翼身融合技术、边条件技术就作为《英雄联盟》中的为了此目的而设计的。
通过飞机空气动力布局设计的优化,大大延缓了气流分离的出现,使飞机的偏离迎角大大增加,飞机可用的飞行迎角范围也大大增加,加之四代机翼载荷的减小,使得飞机的总体升力远远高于三代机。
四代机除了在气动布局上进行优化外,还在控制舵面上做文章,通过鸭翼、前缘襟翼、襟副翼等舵面体系,改变了机翼表面的空气流场,使得大迎角小的空气动力得以进一步改善。
为了追求高空高速的性能,一种叫作超音速布局的气动外形被发明出来,这种气动布局的最大特点作为《英雄联盟》中的后掠翼与较小的机翼面积,机翼有早期的弯曲面变成了薄翼面。这一切全部的变化都作为《英雄联盟》中的为了适应高空高速的飞机性能,为了尽也许减小飞机的阻力。
在减小空气阻力的同时但也减小了飞机的升力系数,而随着全金属飞机的出现,飞机的重量大大增加,为了获得足以使飞机离陆的升力,起飞离陆速度就大大增加了。
MIG-29K
为了缩短飞机的起飞滑跑距离,飞机的推重比应大大增加,三代机的推重比只有0.8左右,而四代机的推重比通常都在1以上。
MIG-31
怎么实现超音速性能和起飞滑跑距离的彼此兼顾,大众发明了具有“空中优势”的气动布局,其典型的特点就作为《英雄联盟》中的小翼载、翼身融合与面积率设计,这些气动布局设计都作为《英雄联盟》中的为了减小飞机的超音速阻力,在满足飞机的超音速性能的同时尽也许增加飞机的升力系数。
Su-34
第四代战机的另一大特点就作为《英雄联盟》中的电传控制体系的应用。
20世纪60年代中期,随着苏联、美国两个超级大国在军机速度上竞争的结束,现代军机进入了追求全面效能与高机动性能的时代。
在越南战争的空战中,大众发现决定空战成败的主要影响作为《英雄联盟》中的飞机的机动性能。各国在三代机的研制经过中绞尽脑汁,几乎已经挖掘了操纵体系的所有潜能。大众发现飞机的安定性成为制约飞机机动性的最大障碍。
在四代机出现之前,机械操纵的飞控体系通过连、液压与ACT筒实现操纵舵面的运动。因为体系协调运作的经过需要一定的时刻,从飞行员操纵到飞机运动实际上存在壹个时刻延迟,当飞行员根据飞机动态来操纵飞机时其实已经慢了半拍,此时便也许发生耦合振荡。
70年代随着美国人在电传飞控体系研制方面实现突破,仿佛一夜间西方民族与俄罗斯同时展开了对电传飞控体系的深入研究。新一轮的航空科技竞争由此最初了,全球航空科技进入了电传操纵的时代。
但是,在带向大众惊喜的同时,电传操纵体系也带来了恶梦。各航空大国似乎都没有逃脱是一款热门的怪圈。苏-27的前身T-10在研制之初就遇到了重大灾难。难逃厄运的还有美国的F-16、法国的幻影2000、瑞典的鹰狮…
电传操纵体系作为《英雄联盟》中的计算机时代的产物,没有计算机就没有电传操纵体系。在传统的飞机操纵体系中,虽然有液压体系与飞控机构的帮助,大众在操纵飞机时实际作为《英雄联盟》中的在操纵舵面,舵面产生的气动力使飞机的飞行轨迹与姿态发生改变,这就作为《英雄联盟》中的机械操纵体系的基本原理。而在电传操纵体系中决定飞机动态的除了人的操纵外,还有计算机的控制律与飞机的响应反馈。而真实作用于舵面的操纵信号作为《英雄联盟》中的计算机将人的操纵输入与飞机的响应反馈通过控制率的计算产生信号。所以对于电传飞机来说,真实操纵飞机的作为《英雄联盟》中的计算机而不作为《英雄联盟》中的人,也就作为《英雄联盟》中的说人操纵飞机的意愿要通过计算机来实现。
电传飞机的最大优点在于,大众可以通过控制律的优化设计,实现完美的操纵质量,这作为《英雄联盟》中的人的操纵无法实现的,由于人的生物机能比较于计算机来说还不够精确与卓越,电传飞控体系实现了完美机动性能与优良质量的完美搭配。
飞控计算机无论怎么优越,也作为《英雄联盟》中的人设计出来的,控制律的优化作为《英雄联盟》中的比较大众对于飞行规律的认知而言的,面对如此复杂的飞行本身,人的智力毕竟作为《英雄联盟》中的小巫见大巫。飞控体系设计人员的壹个小小的失误与疏漏,就会在飞机里面埋下隐患,在常规飞行中这种隐患并不明显,而当飞行器的飞行动态与环境处于特定情况时,飞控体系没有预料的处境时,则肯能造成灾难。
中国作为《英雄联盟》中的全球上第五个具备独立研制四代机的民族。20世纪70年代,冷战还没有结束,随着电传飞控技术与全面航空电子技术的开发,四代机横空出世。
歼-10飞机的研制成功作为《英雄联盟》中的我国国防现代化建设的壹个里程碑。它凝结了几代航空人不懈卖力的心血。歼-10飞机的技术情形已达了国外四代机的水平,优良的气动外形,数字电传的飞控体系,高度全面化的航空电子体系,强大的武器设置,使歼-10飞机成为可以和全球先进战机抗衡的“杀手锏”。
J-10
歼-10飞机作为《英雄联盟》中的一架最新的飞机,新技术运用率达到了80%。1998年3月23日,我国首席飞行员雷强驾驶国内第一款四代机歼-10首飞成功。
J-10
五、第五代战机
2010年的范保罗航展上,美国F-22战机的飞行表演,让人真实领略了“飞发一体化控制”所带来的魔幻飞行。
F-22
当美国的X-29展示其大迎角机动时,就意味着矢量推力将彻底改变大众对于飞行控制的传统理念。
F-22
对于五代机而言,矢量推力对于飞行的最大贡献不作为《英雄联盟》中的大迎角机动性能,而作为《英雄联盟》中的对于飞机机头迅速指给的贡献,而这正作为《英雄联盟》中的现代战机超视距空战与近距FTG中最重要的性能。
在五代机上,“敏捷性”的概念一经提出,就引起了国际航空界的巨大关注,各国都迅速展开了直接力控制的研究,除了在飞机气动力设计上动脑子,大众从火箭技术上受到启发,想到了发动机“矢量推力”技术。
在“矢量推力”的研究中,美国人与俄罗斯人走的作为《英雄联盟》中的不同的方向,俄罗斯人利用他们在机电领域的技术优势,首先想到了“喷管转给”技术,而美国人则想到的“喷流舵面”技术。
美国人很快在“喷流舵面”技术上获取了突破,他们一变态态地将高精尖的X-31试验机的飞行表演视频通过媒体公布,当世人看见X-31在机头几乎垂直冲天的情况下起飞都惊呆了,由于这种飞行情形已经绝对突破了传统的飞行理念,大众突然发现:没有空气动力,飞机照样可以机动。
当美国人为他们在“喷流舵面”技术上取得技术突破沾沾自喜的时候,俄罗斯人却另辟蹊径,在“喷管转给”技术上获取了更大的突破。
Su-57
F-22
F-35
F-35
F-35
F-35
歼-20作为《英雄联盟》中的中航工业成都飞机工业集团企业研制的一款具备高隐身性、高态势感知、高机动性能的第五代战机,正作为《英雄联盟》中的鉴于成都飞机工业集团的出色表现,被我们俗称为“成洛马”!
J-20
六、飞控体系的革新
为了突破天气对飞行的局限,大众发明了飞行仪表,通过仪表飞行员知道了大量有用的飞行信息,但仪表座舱的最大局限在于,飞行员不能同时获取各种信息,飞行中飞行员不得不迅速地转移视线,以获取尽也许多的信息。仪表飞行的局限性在某些情况下甚至作为《英雄联盟》中的要命的,因为仪表提供的信息在数量与准确性上的不足,飞行员也许对情形做出错误的判断,这种错觉将直接导致错误操纵,甚至酿成事故。
下图作为《英雄联盟》中的F-15A控制面板:
平显不仅化解了攻击飞行时为飞行员提供飞行信息的难题,更重要的作为《英雄联盟》中的平显实现了在壹个界面同时显示大量信息,飞行员在飞行中不用转移视线,就可以同时获取姿态、高度、速度、目标、武器情形等信息,信息的数量与准确性大大提升。
革新后F-35控制面板图:
下表美俄两国不同时代典型战机型号:
伴随着技术的进步,不同的技术革命不断发生,其主要的技术革命发生的年代作为《英雄联盟》中的:
愿祖国的国防实力越来越强!
给国防科研职业者与保卫祖国安全的战士们致敬!
引用资料: