摘要
戰(zhàn)斗機(jī)是指主要用于保護(hù)我方運用空權(quán)以及摧毀敵人使用空權(quán)之能力的軍用機(jī)種。特點是飛行性能優(yōu)良、機(jī)動靈活、火力強(qiáng)大;現(xiàn)代的先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)多配備各種搜索、瞄準(zhǔn)火控設(shè)備,能全天候攻擊所有空中目標(biāo)。世界上公認(rèn)的第一種意義上的戰(zhàn)斗機(jī)是法國的莫拉納·索爾尼愛L型飛機(jī)。
戰(zhàn)斗機(jī) 簡介
世界第一種實戰(zhàn)噴氣式戰(zhàn)斗—德國ME262噴氣戰(zhàn)斗機(jī)
戰(zhàn)斗機(jī)又稱殲擊機(jī),舊稱驅(qū)逐機(jī)。其特點是機(jī)動性好、速度快,空中戰(zhàn)斗力強(qiáng)。它們首要任務(wù)是與敵戰(zhàn)斗機(jī)進(jìn)行空戰(zhàn),奪取空中優(yōu)勢(制空權(quán)),其次攔截敵方轟炸機(jī)、攻擊機(jī)和巡航導(dǎo)彈。戰(zhàn)斗機(jī)過去根據(jù)執(zhí)行任務(wù)又可分為殲擊機(jī)和截?fù)魴C(jī),截?fù)魴C(jī)的主要任務(wù)是快速的的升空之后爭取高度,在敵人的轟炸機(jī)進(jìn)入我方空域之前將對方摧毀。由于截?fù)魴C(jī)是針對高飛行高度的轟炸機(jī)群,在設(shè)計上特別強(qiáng)調(diào)對速度與爬升率的需求,運動性在擺在較為次要的地位。
第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束之后,有鑒于原子彈的摧毀威力,截?fù)魴C(jī)的發(fā)展一度成為許多國家與傳統(tǒng)殲擊機(jī)同等重要的機(jī)種。不過在導(dǎo)彈逐漸成熟并大量配備之后,截?fù)魴C(jī)的特性往往可以經(jīng)由傳統(tǒng)殲擊機(jī)加上導(dǎo)彈來滿足,因此現(xiàn)在趨向不再專門發(fā)展截?fù)魴C(jī)種,而是以現(xiàn)役的機(jī)種同時擔(dān)負(fù)攔截的任務(wù)。
世界上公認(rèn)的第一種意義上的戰(zhàn)斗機(jī)是法國的莫拉納·索爾尼愛L型飛機(jī)。它由于裝備了法國飛行員羅蘭·加洛斯的“射擊斷續(xù)器”,稍微解決了飛機(jī)在機(jī)載機(jī)槍射擊時被螺旋槳干擾的難題,使飛機(jī)第一次在飛行員可以專心駕駛飛機(jī)去攻擊對方,同時也不需要另外配備機(jī)槍手。但是這個系統(tǒng)會造成子彈的射速變慢。這種設(shè)計后來在德國空軍的手上大放異彩。
戰(zhàn)斗機(jī) 發(fā)展歷史
初露鋒芒
P-51與F-15戰(zhàn)斗機(jī)
在第一次世界大戰(zhàn)中,軍用飛機(jī)首次出現(xiàn)在戰(zhàn)場上,主要負(fù)責(zé)偵察、運輸、校正火炮等輔助任務(wù)。在戰(zhàn)時,敵對雙方的飛行員相遇時,往往利用五花八門的各種武器互相攻擊,例如手槍、石頭等,企圖擊斃對方的飛行員,這就是“空戰(zhàn)”最早的起源。
1915年4月1日,羅蘭·加洛斯駕駛裝備了“偏轉(zhuǎn)片系統(tǒng)”的莫拉納?索爾尼愛L型飛機(jī)擊落了一架德國偵察機(jī)。取得了戰(zhàn)斗機(jī)空戰(zhàn)的第一次勝利。隨后,德國的“??薊3”式(外號信天翁)由于裝備了性能更好的“機(jī)槍同步射擊”裝置,以其優(yōu)異的飛行性能和更猛烈的火力,成為第一次世界大戰(zhàn)中性能最好,擊落飛機(jī)數(shù)量最多的戰(zhàn)斗機(jī)。被協(xié)約國方稱為“??耸降臑?zāi)難”。
這個階段的戰(zhàn)斗機(jī)還處在萌芽期,結(jié)構(gòu)多以木材加上布料蒙皮構(gòu)成,機(jī)翼從單翼到三翼都很常見,主要的武器多半改自陸軍使用的輕機(jī)槍。英國曾經(jīng)使用火箭對付盤據(jù)在英國城市上空的德國飛船。在對付地面目標(biāo)上,早期的炸彈是由手榴彈或者是小型炮彈稍加改良而來,由機(jī)上的成員以手?jǐn)S的方式瞄準(zhǔn)釋放,投擲準(zhǔn)確度不高,破壞力也低。到一次世界大戰(zhàn)結(jié)束時,戰(zhàn)斗機(jī)的基本型態(tài)大致上已經(jīng)有了雛型:以小型機(jī)為主,強(qiáng)調(diào)運動性,需要有向前射擊的固定武裝。
世界大戰(zhàn)間的發(fā)展
英國格斗士殲擊機(jī),是英國在二次世界大戰(zhàn)前最后一款雙翼殲擊機(jī)設(shè)計
雖然在第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束之后,各國積極裁減軍備,同時減緩國防工業(yè)的投資。在這一段時間當(dāng)中,民用航空的需求帶動許多技術(shù)與理論的發(fā)展與成熟,奠定20世紀(jì)30年代后期軍用航空發(fā)展的快速演進(jìn)。
民用航空需求有兩大主軸,一個是對速度方面的追求,也就是各種競速機(jī)的比賽與獎勵。另外一個是客運與貨運市場的逐漸成長。在這兩個主軸上雖然需求方向不同,卻對同一種發(fā)展趨勢有共同推演的效果,那就是對流線型設(shè)計的要求。流線型的設(shè)計在于減低阻力,當(dāng)飛機(jī)的阻力減低之后,對競速機(jī)來說,那就是速度可以增加,對運輸機(jī)來說,那就是提升航程或者是運輸量,換句話說就是增加營運的經(jīng)濟(jì)效益。
流線型飛機(jī)設(shè)計包含的項目非常的廣,從機(jī)身外殼的平滑,減少機(jī)身外部突出的部分與張線,外型由方正改為圓滑曲線,不得不突出的部分則以曲線圓滑的外殼遮蔽以減少阻力,采用收放式起落架等等。除了在流線型設(shè)計上下功夫之外,動力系統(tǒng)的開發(fā)和使用材料的研究都影響到往后飛機(jī)設(shè)計的概念與可以使用的資源。在動力系統(tǒng)方面除了輸出馬力更大的發(fā)動機(jī)的開發(fā)之后,汽油辛皖值對于發(fā)動機(jī)的操作影響也逐漸被了解,同時,螺旋槳的極限性能以及替代的動力輸出也陸續(xù)在各國進(jìn)行研究。新一代的輸出動力研究當(dāng)中以噴射發(fā)動機(jī)和火箭發(fā)動機(jī)這兩項影響后世最深。
第二次世界大戰(zhàn)是繼杜黑發(fā)表他最有名的空權(quán)論著作之后,空中武力印證空權(quán)對于戰(zhàn)爭與作戰(zhàn)的重要性,第二次世界大戰(zhàn)開始印證了這套空權(quán)理論。轟炸機(jī)的發(fā)展肯定了理論部份的觀點,但戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展可以說是大幅度的否定空權(quán)論當(dāng)中的描述。戰(zhàn)斗機(jī)不僅僅只是作為防衛(wèi)國土與抵擋敵人轟炸機(jī)的力量,在摧毀敵人的空中武力與使用空中武力的能力上扮演非常重要的角色。
但是大戰(zhàn)進(jìn)行中,德國、日本運用戰(zhàn)斗機(jī)奪取空優(yōu)的方式、以及美國為轟炸德國發(fā)展護(hù)航戰(zhàn)機(jī)、戰(zhàn)斗攻擊機(jī)等的運用經(jīng)驗,讓戰(zhàn)斗機(jī)的運用在二戰(zhàn)后期起了微妙的變化。在被視為二戰(zhàn)延伸的韓戰(zhàn)中,美軍以單一任務(wù)機(jī)種單純奪取空優(yōu)的概念已經(jīng)全面成熟。而蘇聯(lián)在二戰(zhàn)中突出了戰(zhàn)斗機(jī)要能在惡劣環(huán)境下可靠作戰(zhàn),如較短的起飛降落距離和較低的進(jìn)場速度,并且以較他國更強(qiáng)調(diào)加速性和上升率,中低空的飛行性能的,對于后來的空地一體作戰(zhàn)中飛機(jī) 要求有較大的影響。
液冷與氣冷之爭
蘇聯(lián)La-5殲擊機(jī)
基于冷卻的需要,液冷發(fā)動機(jī)的汽缸排列成挾長形,迎風(fēng)截面積比氣冷發(fā)動機(jī)要小,機(jī)身產(chǎn)生的阻力也相對較低,對于需要高速的戰(zhàn)斗機(jī)來說相當(dāng)重要,也是二次大戰(zhàn)開始之際,許多有能力生產(chǎn)的國家首要選擇。像是德國的Bf 109,英國的颶風(fēng)與噴火戰(zhàn)斗機(jī),美國的P-40,蘇聯(lián)的Yak-9和MiG-3戰(zhàn)斗機(jī)等等。
氣冷發(fā)動機(jī)的輸出發(fā)展?jié)撃鼙容^高,同時必須要以較大的輸出來克服阻力??墒翘嵘敵龅闹匾较蛑痪褪窃黾迎h(huán)狀汽缸的圈數(shù),造成額外的冷卻問題需要解決。散熱不良的第二排之后的汽缸會使得汽缸的外璧因持續(xù)高溫而變紅,導(dǎo)致汽缸損毀的狀況。美國國家航空咨詢委員會(NACA)率先設(shè)計出多種可以降低阻力的發(fā)動機(jī)外罩,其他國家相繼采用或者是以此為基礎(chǔ)發(fā)展,使得大出力氣冷發(fā)動機(jī)的冷卻和減低阻力的兩大需求都獲得適當(dāng)?shù)慕鉀Q,廣泛的被許多國家采用,譬如德國的Fw 190戰(zhàn)斗機(jī),美國的F6F,F(xiàn)4U以及壯碩無比的美國P-47戰(zhàn)斗機(jī),蘇聯(lián)的La-5戰(zhàn)斗機(jī)等等。
到了大戰(zhàn)中期,為了滿足輸出馬力需求大幅上升的狀況,液冷發(fā)動機(jī)從極為普遍的V型12汽缸提升為X或H型24汽缸,氣冷發(fā)動機(jī)則由一排,兩排提升到4排汽缸的龐大架構(gòu)。雖然這些活塞發(fā)動機(jī)能夠提供二戰(zhàn)前無法想像的動力輸出,可是替代動力的發(fā)展在二戰(zhàn)結(jié)束前已經(jīng)逐漸明朗化,活塞發(fā)動機(jī)與螺旋槳的搭配注定要走下戰(zhàn)斗機(jī)動力的舞臺。
空用槍械的變化
美國P-61夜間殲擊機(jī)
一、隨著金屬結(jié)構(gòu)成為戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計主流之后,機(jī)上攜帶的各種機(jī)槍炮的威力也必須提升以維持破壞效果。1930年代中期戰(zhàn)斗機(jī)的武裝有幾種不同的使用型態(tài):
1)采用數(shù)量較多的步槍口徑的機(jī)槍,大部分與當(dāng)時各國陸軍的使用的步槍或是輕機(jī)槍口徑相同。譬如英國采用8挺0.30英吋機(jī)槍。
2)采用少數(shù)輕與重機(jī)槍的混合搭配,重機(jī)槍的口徑也有陸軍使用的相同。譬如美國以0.30和0.50英吋口徑搭配。
3)采用機(jī)炮與步槍口徑機(jī)槍混合搭配,機(jī)炮口徑以20毫米居多。譬如德國和日本都是以20毫米機(jī)炮與輕機(jī)槍混合。
4)完全以機(jī)炮為武器,口徑以20毫米為大宗。
二、其他比較少見的包括只有一至兩挺輕或是重機(jī)槍的武裝型態(tài),由于威力低,大戰(zhàn)開始之后很快的就不再列入考慮之列。各國在使用機(jī)槍或者是機(jī)炮的搭配上的著眼點在于同樣時間內(nèi)彈藥投射的重量,這也形成互有優(yōu)劣的兩派說法:
1)采用數(shù)量較多的輕機(jī)槍,因為單挺機(jī)槍的理論循環(huán)射速較高,同樣的射擊時間內(nèi)能夠投射較多的彈頭數(shù)量,總合重量不低。可是缺點是彈頭本身的威力較低,面對一些保護(hù)設(shè)計甚完全無法貫穿,比如蘇聯(lián)著名的重裝甲攻擊機(jī)IL-2和美國的重型轟炸機(jī)。
2)采用少量的機(jī)炮,提升每一門的破壞力,但是當(dāng)時機(jī)炮的循環(huán)射速比輕機(jī)槍慢很多,彈藥攜帶的數(shù)量也較低,飛行員需要謹(jǐn)慎的使用才不至于過早用罄,同時,機(jī)炮的后座力,重量與體積也限制安裝的位置與數(shù)量。譬如日本在設(shè)計Ki-60戰(zhàn)斗機(jī)的階段發(fā)生機(jī)翼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足而必須放棄使用機(jī)炮的問題。
3)混合采用機(jī)槍和機(jī)炮雖然既能達(dá)到提升破壞力的目的也可以保持一定的火力持續(xù)性,但是由于通常機(jī)槍和機(jī)炮的彈道差別較大(機(jī)炮的身管長度倍徑受重量和空間限制通常比機(jī)槍小,因此彈道更加彎曲),造成瞄準(zhǔn)困難。
遠(yuǎn)程護(hù)航的需求
令美軍聞風(fēng)喪膽的日本海軍的零式艦上殲擊機(jī)
利用轟炸機(jī)對敵人進(jìn)行戰(zhàn)略轟炸,以摧毀有形的生產(chǎn)運輸以及無形的士氣,企圖結(jié)束戰(zhàn)爭的構(gòu)想在二次世界大戰(zhàn)前受到各主要航空發(fā)展國家的注意。雖然在規(guī)模上小很多,日本是首先付諸實行的國家。德國稍后在不列顛空戰(zhàn)時與英國互相展開大規(guī)模的日間與夜間轟炸行動。在這一場作戰(zhàn)中,轟炸機(jī)無法如同杜黑所預(yù)測,能夠自由進(jìn)行轟炸而不受到戰(zhàn)斗機(jī)的影響。德國與英國在雙方獲得的經(jīng)驗上采取不同的措施,其中利用戰(zhàn)斗機(jī)擔(dān)任護(hù)航與掃蕩敵人戰(zhàn)斗機(jī)威脅成為重要的項目。
美國在1942年開始自英國的基地出發(fā)對付位于歐洲大陸的德國占領(lǐng)區(qū)內(nèi)的目標(biāo),即使英倫空戰(zhàn)已經(jīng)清楚的呈現(xiàn)出護(hù)航任務(wù)的迫切性,美國陸軍航空隊依舊認(rèn)為依靠轟炸機(jī)的自衛(wèi)火力加上適當(dāng)?shù)木庩?,就能夠深入敵境達(dá)成任務(wù)。然而居高不下的損失讓美國撤換第八航空軍的指揮官的同時,積極尋求足以擔(dān)任護(hù)航的戰(zhàn)斗機(jī)種。直到第八航空軍開始接收P-51戰(zhàn)斗機(jī)之后,護(hù)航的迫切需求才獲得適切紓解,美國為此還將所有第八航空軍的P-47與其他單位交換P-51,連英國訂購的同一型機(jī)種也被暫借擔(dān)任護(hù)航的工作。自從P-51攜帶副油箱伴隨轟炸機(jī)進(jìn)入歐洲大陸之后,不僅降低德國空軍攔截的能力,同時擴(kuò)大第八航空軍能夠有效轟炸的范圍,最終壓制德國的生產(chǎn)與運輸系統(tǒng)。
在蘇聯(lián)方面,要擊敗前線的德軍的重要性較高,加上遠(yuǎn)程轟炸機(jī)的數(shù)量不多,所以較少空襲德國本土。僅有本來在戰(zhàn)前已經(jīng)制造的少數(shù)重轟炸機(jī)(TB-3和Pe-8轟炸機(jī))在開戰(zhàn)初期曾經(jīng)空襲德國本土都市,所以蘇聯(lián)主力戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計并未特別要求提高航程。但仍然有一種載彈量較少而航程較遠(yuǎn)的IL-4轟炸機(jī),足以勝任對于德國境內(nèi)重要交通設(shè)施作轟炸,為了保護(hù)這種遠(yuǎn)航程但自衛(wèi)武裝貧弱的轟炸機(jī),在Yak-9型的基礎(chǔ)上發(fā)展出了特長程的DD型。
多用途的演變
以戰(zhàn)斗機(jī)攜帶炸彈或者是以機(jī)上的槍炮執(zhí)行對地攻擊任務(wù),早在一次世界大戰(zhàn)時期就已經(jīng)存在,到了二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)之后,除了繼續(xù)以戰(zhàn)斗機(jī)執(zhí)行類似任務(wù)以外,利用改裝或者是較為落伍的機(jī)種專門執(zhí)行其他任務(wù)的情況更為普遍,除了對地攻擊以外,戰(zhàn)術(shù)偵查是另外一類常見的任務(wù)型態(tài)。
以戰(zhàn)斗機(jī)執(zhí)行這些任務(wù)的方式大致上可以分類為:
1)以簡單的改裝套件,讓戰(zhàn)斗機(jī)可以攜帶相關(guān)的裝備或者是武器,以執(zhí)行這些任務(wù)。譬如加裝火箭或者是炸彈兼作對地攻擊的任務(wù)。
2)以現(xiàn)有的戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計為基礎(chǔ),在工廠進(jìn)行規(guī)模不等的改裝,以執(zhí)行其他任務(wù)為優(yōu)先。譬如P-38戰(zhàn)斗機(jī)的偵察機(jī)衍生型是將武器全部拆除,僅有偵查需要的相關(guān)設(shè)備。
3)利用退入第二線的戰(zhàn)斗機(jī)執(zhí)行其他任務(wù),這種情況在許多國家都相當(dāng)?shù)钠毡?,企圖以少許的經(jīng)費達(dá)到多用途的效果。像是英國將颶風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)轉(zhuǎn)為對地為主的機(jī)種。
夜間戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展
米格-9(MIG-9)戰(zhàn)斗機(jī)
第一次世界大戰(zhàn)期間,歐洲地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)在夜間利用飛船或者是轟炸機(jī)對敵人的城市目標(biāo)進(jìn)行轟炸,這個記憶延續(xù)到1930年代,成為各國思考夜間攔截可行性的重要來源。英國與德國是最早在這方面投入的國家,稍后加入的還有美國,其他包括日本、蘇聯(lián)或者是意大利,技術(shù),或者是兵力規(guī)模都不如英德兩國。
最早的夜間戰(zhàn)斗機(jī)是以日間的單發(fā)動機(jī)戰(zhàn)斗機(jī)直接改裝之后執(zhí)行任務(wù),利用地面的探照燈、雷達(dá)、對空監(jiān)視網(wǎng)與管制站的協(xié)助進(jìn)行攔截,由于欠缺輔助器材和起降的難度,使得單人操作的夜間戰(zhàn)斗機(jī)容易出現(xiàn)任務(wù)損傷,發(fā)現(xiàn)敵機(jī)的比例不高。因此在機(jī)場與飛機(jī)上加裝相關(guān)的飛行輔助設(shè)備,加強(qiáng)夜間起降訓(xùn)練,并且改以多人多發(fā)動機(jī)的機(jī)種取代,這些機(jī)種包括輕型轟炸機(jī)或者是雙發(fā)動機(jī)的重型戰(zhàn)斗機(jī)等等。
英國首先在夜間戰(zhàn)斗機(jī)上安裝雷達(dá),由專門的人員操作與指揮飛行員接近目標(biāo),接著在目視范圍內(nèi)加以攻擊。盡管德國很快也在他們的夜間戰(zhàn)斗機(jī)上安裝雷達(dá),英美兩國借由共同合作,分擔(dān)研發(fā)項目,在空載雷達(dá)的發(fā)展上一直領(lǐng)先各國。
艦載機(jī)的興起
霹靂-12(PL-12/SD-10)中距空空導(dǎo)彈
二次世界大戰(zhàn)使艦載機(jī)開始普遍,并且在海上作戰(zhàn)中扮演重要的腳色。除了類似一次世界大戰(zhàn)期間擔(dān)任火炮觀測與修正之外,艦載也用于執(zhí)行機(jī)執(zhí)行巡邏、轟炸、攻擊、爭奪制空權(quán)等任務(wù)。在航艦上操作的戰(zhàn)斗機(jī)不僅有機(jī)會和敵對陣營的同類型飛機(jī)交戰(zhàn),也可能面岸基飛機(jī),尤其是更為輕巧的戰(zhàn)斗機(jī)。
為了在航空母艦上操作,艦載戰(zhàn)斗機(jī)的結(jié)構(gòu)需要加強(qiáng),重量會比較高,性能上會比類似技術(shù)與工藝能力下生產(chǎn)的陸上戰(zhàn)斗機(jī)稍差,這方面是艦載機(jī)先天不利的地方,為了不讓性能差距過大,設(shè)計團(tuán)隊必須考慮周詳才不至于讓海軍的戰(zhàn)斗機(jī)處于下風(fēng)。
二戰(zhàn)時期大量使用艦載戰(zhàn)斗機(jī)的只有日本,英國與美國。其中日本和美國在太平洋地區(qū)以航空母艦上的航空兵力進(jìn)行大規(guī)模的作戰(zhàn),也是美國海軍進(jìn)行兩棲登陸作戰(zhàn)時唯一的空優(yōu)維系者。
噴射時代
前蘇聯(lián)第一代的噴射戰(zhàn)斗機(jī):MiG-91930年代螺旋槳性能的極限已經(jīng)在試驗環(huán)境下被了解知道,替代推力的研發(fā)在許多國家相繼展開,其中又以德國與英國的腳步較快,他們以各自的技術(shù)開發(fā)出第一代噴射發(fā)動機(jī)并且在二次世界大戰(zhàn)結(jié)束前讓噴射戰(zhàn)斗機(jī)正式服役。美國的對于噴射發(fā)動機(jī)的認(rèn)識不深,起步較慢,直到英國提供藍(lán)圖與樣品之后,美國才開始加入發(fā)展的行列。蘇聯(lián)則因為戰(zhàn)爭的關(guān)系而中斷相關(guān)的研究。日本除了有少量本身的研究成果之外,也獲得來自德國的資料與樣品協(xié)助發(fā)展。
即使大戰(zhàn)結(jié)束前已經(jīng)有噴射戰(zhàn)斗機(jī)服役,雙方并沒有機(jī)會與對手作戰(zhàn),直到1950年韓戰(zhàn)爆發(fā)時,徹底轉(zhuǎn)變戰(zhàn)斗機(jī)與空戰(zhàn)的型態(tài)。韓戰(zhàn)之后,噴射戰(zhàn)斗機(jī)迅速在各國取代螺旋槳,成為第一線裝備,除了極少數(shù)的區(qū)域沖突,像是足球戰(zhàn)爭之外,噴射戰(zhàn)斗機(jī)之間的戰(zhàn)斗已經(jīng)成為常態(tài)。
重要發(fā)展里程碑
進(jìn)入噴射時代之后,除了動力系統(tǒng)的改變以外,尚有其他的系統(tǒng)的加入逐漸改變戰(zhàn)斗機(jī)的功能,戰(zhàn)術(shù)與性能。比較重要的包括:
雷達(dá)
俄羅斯展出的一款平板天線空用雷達(dá)雷達(dá)最初是使用在夜間攔截任務(wù)上,二戰(zhàn)時期的使用經(jīng)驗延伸出兩種發(fā)展路線。一種是利用小型雷達(dá)測距儀追蹤目標(biāo)的距離,協(xié)助飛行員找到最佳射擊時機(jī),提高一般飛行員的命中率。這條路線的發(fā)展很快就和第二種合并,也就是持續(xù)改進(jìn)二戰(zhàn)攔截用空載雷達(dá)系統(tǒng),朝向功能更多,簡單化,使用限制更少的方向發(fā)展。早期噴射戰(zhàn)斗機(jī)常見的機(jī)鼻進(jìn)氣口設(shè)計,為了將空間騰出來安裝更大的雷達(dá)而移動到機(jī)身其他的部位,自1970年代以后設(shè)計服役的戰(zhàn)斗機(jī),機(jī)鼻的空間都留給雷達(dá)使用。
二戰(zhàn)時期大多數(shù)安裝在戰(zhàn)斗機(jī)上的雷達(dá)需要專門的操作人員負(fù)責(zé),直到大戰(zhàn)末期美國海軍開始在F6F和F4U戰(zhàn)斗機(jī)上加裝由飛行員操作的雷達(dá)之后,第一次開啟單座戰(zhàn)斗機(jī)配備雷達(dá)的紀(jì)錄。隨著電子相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,雷達(dá)的功能愈來愈多,除了協(xié)助炮瞄準(zhǔn)敵機(jī)以外,還可以搜索與追蹤視野以外的目標(biāo),導(dǎo)引導(dǎo)彈,偵測地面目標(biāo),計算炸彈撞擊點到描繪前方的地形并且與自動飛行系統(tǒng)合作進(jìn)行回避等等。
2000年以后空載雷達(dá)的發(fā)展路線主要是在使用主動原件的電子掃描陣列雷達(dá)和低被截收率技術(shù)等方面。前者采用固定的雷達(dá)天線,天線上有許多小的訊號發(fā)射與接收單元,這些累積的訊號利用改變相位的方式,能夠?qū)η胺娇沼蜻M(jìn)行比傳統(tǒng)機(jī)械雷達(dá)快百倍以上的頻率掃描,也能夠同時對多目標(biāo)追蹤,或者是快速在不同波形,頻率,PPF和模式之間切換。后者配合低可偵測性技術(shù)的運用,降低雷達(dá)使用時訊號被發(fā)現(xiàn)的機(jī)率。
導(dǎo)彈
日本AAM-4導(dǎo)彈在戰(zhàn)斗機(jī)上攜帶導(dǎo)彈的構(gòu)想于二次大戰(zhàn)末期展開,德國首先引用空對空導(dǎo)彈的試驗,美國則進(jìn)行空對地導(dǎo)彈的驗證。戰(zhàn)斗機(jī)使用導(dǎo)彈對付其他飛行目標(biāo)的最大動機(jī)是對付高飛的轟炸機(jī),尤其是攜帶原子彈的戰(zhàn)略轟炸機(jī)。這種威脅升高到幾架轟炸機(jī)就足以重創(chuàng)一個大型城市,遠(yuǎn)高于二戰(zhàn)時期需要數(shù)千架次以上,大量傳統(tǒng)炸彈才足以相比的破壞效果。為了對抗此種極高毀滅威力的新武器,攜帶原子彈頭的空射火箭也一度被當(dāng)作應(yīng)急的手段。
到了1950年代中期,最早的雷達(dá)與紅外線導(dǎo)引空對空導(dǎo)彈開始量產(chǎn),而第一次使用導(dǎo)彈的噴射機(jī)空戰(zhàn)出現(xiàn)于中華民國空軍以F-86戰(zhàn)斗機(jī)攜帶AIM-9響尾蛇導(dǎo)彈與中國人民解放軍空軍的MiG-17交戰(zhàn)。理論上使用導(dǎo)彈可以提高對敵機(jī)的摧毀比例,尤其時雷達(dá)導(dǎo)引的導(dǎo)彈能夠在夜間和視野較差的環(huán)境發(fā)揮作用,而飛行員不需要像過去一樣靠著大量的運動才能夠進(jìn)入目標(biāo)的后半部,以取得較高的命中率。因此許多國家出現(xiàn)以導(dǎo)彈全面取代機(jī)槍或者是機(jī)炮,甚至打算取代戰(zhàn)斗機(jī)的主張。像是美國的F-4,蘇聯(lián)的MiG-21與英國的閃電都曾經(jīng)以導(dǎo)彈作為空戰(zhàn)的唯一武裝。
越戰(zhàn)時期,美國與北越空軍交戰(zhàn)的經(jīng)驗顯示,當(dāng)時的導(dǎo)彈可靠度太低,舍棄機(jī)炮是一個過于草率的決定。但是導(dǎo)彈的重要性已經(jīng)受到實戰(zhàn)的確認(rèn),成為無法抗拒的潮流。
后燃器
后燃器相當(dāng)于裝在噴射發(fā)動機(jī)后面的第二個燃燒室,在緊急的時候以大量的燃料提供非常大的推力。這種緊急動力的概念在二戰(zhàn)時期已經(jīng)很普遍運用在活塞發(fā)動機(jī)上面。像是德國使用的GM-1注入裝置(也就是笑氣)與美國在汽缸投注水冷卻等。剛剛進(jìn)入噴射時代,蘇聯(lián)與美國都曾經(jīng)進(jìn)行于渦輪段前方再度注入燃料點火的試驗,然而這個手段對于渦輪葉片的耗損提高許多,類似的構(gòu)想有在壓縮段前面噴水,降低壓縮氣體的溫度,提高燃燒前后的溫度變化以取得更大的推力。
等到后燃器的發(fā)展逐漸成熟之后,成為戰(zhàn)斗機(jī)不可或缺的裝置。除了于戰(zhàn)斗中使用以外,起飛或者是需要加快爬升的時候,都會使用后燃器。即使如F-22或者是臺風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)等機(jī)種宣稱能夠在不使用后燃器的情況下維持超音速巡航,他們還是繼續(xù)使用后燃器作為必要時的緊急能量補(bǔ)充。
線傳飛控
瑞典自力設(shè)計生產(chǎn)多款四代戰(zhàn)斗機(jī),這是JA37線傳飛控系統(tǒng)的概念來自于早期的線導(dǎo)系統(tǒng)。線導(dǎo)系統(tǒng)就是單純地將飛行員的控制命令透過電線與電子裝置,轉(zhuǎn)換為對控制面的驅(qū)動訊號與力量,舍棄傳統(tǒng)使用的鋼纜或液壓傳導(dǎo)方式,最早的簡單線導(dǎo)系統(tǒng)的實際運用可以追溯到二戰(zhàn)時期德國以單發(fā)動機(jī)戰(zhàn)斗機(jī)(Fw 190或Bf 109)與一架轟炸機(jī)(譬如Ju 88)結(jié)合的楔寄生(Mistel)有人導(dǎo)引炸彈。美國是二戰(zhàn)之后最早對線導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行試驗與運用的國家,最初的研究目的是要提升飛機(jī)的飛行安全,降低因為鋼纜或者是滑輪等裝置失效導(dǎo)致失去控制的問題,對大型飛機(jī)相隔距離很遠(yuǎn)的控制面也可以提高反應(yīng)與效率,此外,還能夠減少重量與這些裝備使用的空間。
第一架采用線傳飛控是美國的F-16,是四重電傳飛控系統(tǒng)。現(xiàn)在已經(jīng)第四代后期戰(zhàn)斗機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配備,且多數(shù)為三重線傳飛空系統(tǒng)。在追求更高的運動能力的趨勢下,線傳飛控成為不可或缺的重要系統(tǒng),目前的發(fā)展方向是與動力系統(tǒng)結(jié)合,將過去兩個分離的系統(tǒng)的控制整合使用。
低可偵測性
F-117是第一種針對降低可偵測性設(shè)計的作戰(zhàn)飛機(jī)低可偵測性又被稱為匿蹤或隱身,這項技術(shù)是為了降低飛機(jī)被偵測到的機(jī)率、距離和避免被持續(xù)追蹤的可能。自從雷達(dá)于二次世界大戰(zhàn)初期開始運用于對空警戒以來,相關(guān)研究不斷的進(jìn)行,而廣義的降低偵測的手段當(dāng)中,除了電磁波以外,同時要考慮的還包含紅外線、聲波與可見光等。
二次大戰(zhàn)時期的經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)已非金屬類材料為主要結(jié)構(gòu)的飛機(jī),能夠降低雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的距離,采用翼身融合,也就是飛翼設(shè)計的飛機(jī)也有類似的效果。1950年代的研究顯示一些涂料對于特定波長的電磁波有明顯的吸收效果,這種被稱為雷達(dá)吸波收材料(RAM)曾經(jīng)使用于U-2、SR-71以及越戰(zhàn)期間擔(dān)任偵查任務(wù)的無人機(jī)上,然而效果并不如預(yù)期,同時成本效益不佳,甚至?xí)?dǎo)致飛機(jī)過熱而失去控制的問題。
直到美國獲得蘇聯(lián)的一篇有關(guān)電磁波研究的論文之后,透過改良和運用電腦運算,方才開透過計算,以外型設(shè)計降低電磁訊號反射強(qiáng)度的先河。
戰(zhàn)斗機(jī) 世代劃分
中國第一架殲-5戰(zhàn)斗機(jī)中0101號
從噴射戰(zhàn)斗機(jī)開始服役之后,出現(xiàn)對于各種戰(zhàn)斗機(jī)在發(fā)展歷史上世代劃分的說法,常見的劃分方式有很多種,劃分的基本原則是以較為普遍的共通點作為世代劃分的分野。這些分類的方式并非絕對,同時沒有統(tǒng)一或者是絕對的說法。以下的劃分只是常見的其中一種:
第一代
美國軍刀機(jī)是美國第一款后掠翼設(shè)計的噴射戰(zhàn)斗機(jī)第一代戰(zhàn)斗機(jī)可以追溯到二戰(zhàn)末期服役的機(jī)種開始,此一時期的噴射戰(zhàn)機(jī)主要是爭取速度上的優(yōu)勢。這些戰(zhàn)斗機(jī)是最初使用噴射發(fā)動機(jī)為動力,擺脫螺旋槳在接近音速時的上限。這些飛機(jī)的外型設(shè)計仍然沿用過去的經(jīng)驗,像是德國的Me 262和美國的YP-59戰(zhàn)斗機(jī)等,與二戰(zhàn)時期的雙發(fā)動機(jī)飛機(jī)設(shè)計相去不遠(yuǎn),大多是使用前三點起落架。
在性能上,第一代戰(zhàn)斗機(jī)的平飛速度比螺旋槳飛機(jī)要高,航程則受到發(fā)動機(jī)的效率的影響而較差,水平運動性能也較弱,對油門改變的反應(yīng)低,發(fā)動機(jī)的壽命受到材料與設(shè)計的影響,也不如當(dāng)時最好的活塞發(fā)動機(jī)。平飛的最大飛行速度在音速以下,武裝承襲自二戰(zhàn),以機(jī)槍或者是機(jī)炮為主,并且能夠攜帶副油箱、炸彈與火箭彈等武器。
在結(jié)構(gòu)和使用的材料上,已經(jīng)無法在部分地方繼續(xù)以非金屬材料構(gòu)成,而必須以全金屬,尤其是高強(qiáng)度的鋁合金作為主要的機(jī)體結(jié)構(gòu)。造成這種改變的趨勢除了飛行速度高以外,高速下的控制面變形導(dǎo)致運動能力遲緩或者是大幅降低是兩個主要因素。此外,噴射發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的高溫也需要耐高溫的材料維系操作和安全。這一段時期的機(jī)種如前蘇聯(lián)Yak-15、MiG-9戰(zhàn)斗機(jī)、MiG-15戰(zhàn)斗機(jī)、美國F-80、F-84、F-86戰(zhàn)斗機(jī)、英國的彗星戰(zhàn)斗機(jī)、吸血鬼戰(zhàn)斗機(jī),法國的神秘式戰(zhàn)斗機(jī)等。
第二代
F-104“星”(Starfighter) 單座超音速制空戰(zhàn)斗機(jī)
法國生產(chǎn)的幻象III戰(zhàn)斗機(jī)是非常暢銷的一款設(shè)計第二代戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展路線延續(xù)第一代強(qiáng)調(diào)速度,實用升限以及操作高度等方面,尤其是最大飛行速度從次音速,經(jīng)過超音速,一直到兩馬赫的范圍,這讓這個時期的戰(zhàn)機(jī)陸續(xù)出現(xiàn)了極端設(shè)計,例如作為高速卻短腿的截?fù)魴C(jī)F-104、MiG-21,甚至往后準(zhǔn)備作為 B-70護(hù)航機(jī)的XF-108,其發(fā)展的經(jīng)驗主要都來自此一時期。為了達(dá)到這些目的,后燃器在這個階段開始成為戰(zhàn)斗機(jī)必要的裝備,空氣動力領(lǐng)域相關(guān)的研究成果也逐漸廣泛采用。除了增加后掠翼的角度以外,三角翼與幾何可變翼是另外兩類新型態(tài)的高速飛行機(jī)翼設(shè)計。而另外一項關(guān)鍵性的突破是機(jī)身采用面積律的理論來設(shè)計。這項成果首先運用在YF-102的原型機(jī)設(shè)計上,使得這架飛機(jī)能夠突破穿音速階段的阻力限制而擠身超音速飛機(jī)之列。
另一批戰(zhàn)機(jī)的發(fā)展則是講究高速或是低空穿透、并實施核子打擊的任務(wù)。這類機(jī)種被稱為“戰(zhàn)斗轟炸機(jī)”,嚴(yán)格來說,是比較小型且具有基本自衛(wèi)能力的戰(zhàn)術(shù)轟炸機(jī),而非以奪取空優(yōu)為主要設(shè)計的戰(zhàn)機(jī),例如越戰(zhàn)初期的F-100、F-105 以及更晚的F-111、甚至F-117等。
第二代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展時期的有一種武器的發(fā)展大幅度改變許多國家的戰(zhàn)略以及部隊的編裝,那就是核子武器小型化,形成可以由戰(zhàn)斗機(jī)攜帶的戰(zhàn)術(shù)性核子武器。由于戰(zhàn)斗機(jī)體型的飛機(jī)都可以使用核子武器對付地面目標(biāo),這種低數(shù)量,高摧毀力的發(fā)展刺激許多國家強(qiáng)化戰(zhàn)斗機(jī)攔截攜帶這種武器的敵機(jī)的能力,以及加深使用導(dǎo)彈以提早擊落攜帶核子武器的飛機(jī)的做法,使得擁有小型核子武器生產(chǎn)、部署與投執(zhí)能力的國家的戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)方向有了很大的變化。
第三代
米格-23“鞭撻者”MiG-23(Flogger) 變后掠翼超音速戰(zhàn)斗機(jī)
MiG-25戰(zhàn)斗機(jī)第三代戰(zhàn)斗機(jī)出現(xiàn)于1960年代,這個階段將先前累積的使用經(jīng)驗已經(jīng)各種試驗的結(jié)果加以整合。許多高速飛行時的現(xiàn)象和控制問題獲得相當(dāng)程度的解決,高后掠角度的機(jī)翼設(shè)計已經(jīng)不受到青睞,三角翼和幾何可變機(jī)翼與后掠角度小于45度的梯形翼成為設(shè)計的主流。發(fā)動機(jī)的輸出透過耐高溫特殊材料和冷卻技術(shù)而更上一層樓。雷達(dá)與各類航電逐漸成熟與復(fù)雜化,機(jī)鼻進(jìn)氣口已經(jīng)幾乎完全被放棄,以配合大型雷達(dá)天線的安裝需求,而這個需求使得飛機(jī)的大小和成本迅速高漲。
第三代戰(zhàn)斗機(jī)將空對空導(dǎo)彈作為標(biāo)準(zhǔn)武裝之一,并且在越戰(zhàn)、六日戰(zhàn)爭與印巴邊界沖突當(dāng)中使用,這些使用經(jīng)驗對于導(dǎo)彈系統(tǒng)本身多是負(fù)面的評價,不過導(dǎo)彈的重要性以及發(fā)展的方向逐漸在各國受到重視,打下日后的基礎(chǔ)。前兩代的發(fā)展當(dāng)中,單一用途的截?fù)魴C(jī)與戰(zhàn)斗轟炸機(jī)進(jìn)展至此,受惠于各項系統(tǒng)的進(jìn)步,尤其是雷達(dá)與航電的功能以及效能,使得第三代的戰(zhàn)斗機(jī)開始趨向多任務(wù),多用途的路線。此代的戰(zhàn)機(jī)以F-4、F-5、MiG-25為主要代表。
第四代
殲-8II型戰(zhàn)斗機(jī)第四代戰(zhàn)斗機(jī)于1970年代陸續(xù)服役,這些飛機(jī)吸收第三代戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計與使用上的經(jīng)驗,加上諸多空中沖突與演習(xí)顯示出來的問題和需求,融合之后成為冷戰(zhàn)結(jié)束前后最主要的角色。
除了多用途和精密航電的發(fā)展方向大致不變以外,第四代戰(zhàn)斗機(jī)放棄對高速,高翼負(fù)荷的設(shè)計追求,轉(zhuǎn)而擴(kuò)展飛機(jī)在不同高度與速度下的運動性,其中又以美國空軍約翰·1柏伊德上校提出的能量運動理論對第四代許多飛機(jī)設(shè)計的影響最深。運用新材料與技術(shù)開發(fā)的大推力渦輪扇發(fā)動機(jī)開始廣泛運用于第四代戰(zhàn)斗機(jī)上,取代過去的渦輪噴射發(fā)動機(jī)。新型發(fā)動機(jī)推力提升的同時降低燃料的消耗,使得體積較小的機(jī)型也有機(jī)會用有較長的航程,像是F-16A使用內(nèi)載燃料的航程比F-15A還要高。
蘇-27“側(cè)衛(wèi)”Su-27“Flanker”重型戰(zhàn)斗機(jī)
第四代開始引入線傳飛控與靜不穩(wěn)定的設(shè)計概念搭配,完全顛覆過去的氣動力設(shè)計方式和飛行控制機(jī)構(gòu)。靜不穩(wěn)定的理論早已存在,可是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)無法以每秒數(shù)十次以上的頻率不斷改變控制面的角度,維持穩(wěn)定飛行。
此外,第三代設(shè)計為了降低高速下的阻力,座艙罩的外型需要與機(jī)身配合而犧牲飛行員的視野,在第四代大幅改進(jìn),采用泡型艙罩或者是類似的設(shè)計,讓飛行員能夠更有效的掌握周遭的狀況。
第四代半
歐洲多國共同合作研發(fā)生產(chǎn)的臺風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)這一代戰(zhàn)機(jī)主要是指延續(xù)第四代的發(fā)展成果,作為第五代戰(zhàn)機(jī)全面服役前的過渡機(jī)種。雖說是過渡機(jī)種,但是性能與價格往往比第五代戰(zhàn)機(jī)來得有優(yōu)勢。這一代戰(zhàn)機(jī)大約是以俄羅斯的側(cè)衛(wèi)家族最為有名,相對于西方,則是延續(xù)第四代的機(jī)體進(jìn)行性能改良的方案居多,如美國的 F-15E、F-18E/F、日本的F-2、歐洲的 臺風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī) 等等。
第五代
第五代的 F-35閃電II攻擊戰(zhàn)斗機(jī)第五代戰(zhàn)斗機(jī)在科技上與前一代最大的差異就是低可偵測性技術(shù)的運用。這一項科技研發(fā)在1970年代美國采用俄國的研究論文,配合電腦的高速計算能力,逐漸將降低雷達(dá)截面積(RCS)的估算成功的與飛機(jī)設(shè)計融合。
戰(zhàn)斗機(jī) 各時期主要機(jī)型
第一次世界大戰(zhàn)
(1)、英國
F.B.5 Scout D F.E.2b Sopwith Pup F.2B 駱駝殲擊機(jī) Sopwith三翼機(jī) S.E.5a
(2)、法國
Nieuport 11 Mieuport 17 Spad S.VII Hanriot HD.1 Spad S.XIII
(3)、德國
E. III D. II D. III Dr. I HD. 1 D. Va D. VIII D. VII
二次世界大戰(zhàn)
(1)、美國
陸軍航空隊:P-35 P-36 P-38 P-39 P-40 P-46 P-47 P-51 P-61
海軍:F2A F4F F6F F4U F7F F8F
(2)、英國
空軍:颶風(fēng) 噴火 格斗士 無畏 大鵬 莽漢 彗星殲擊機(jī) 臺風(fēng)殲擊機(jī) 暴風(fēng)雨殲擊機(jī) Beaufighter
海軍航空隊:海燕 海火 螢火蟲
(3)、蘇聯(lián)
I-15 I-16 MiG-3 Yak-1 Yak-3 Yak-9 拉格-3 La-5 La-7
(4)、德國
Bf-109、Bf-110、Fw-190、Ta-152、Do-335、He-219、Me-163、Me-262、He-280、He-162、Me-210、Me-410、He-100
(5)、日本
陸軍航空隊:97式戰(zhàn)斗機(jī) 一式殲擊機(jī) 二式單座殲擊機(jī) 二式雙座殲擊機(jī) 三式殲擊機(jī) 四式殲擊機(jī) 五式殲擊機(jī)
海軍航空隊:96式艦上殲擊機(jī) 零式 紫電 紫電改 雷電
(6)、意大利
CR.42 MC.200 MC.202 MC.205 G50 G.55
(7)、法國
M.S. 406 D.520 Potez 630 MC-152 C.714 NC-600
噴射時代
(1)、美國
空軍:F-80 F-84 F-86 F-89 F-92 F-94 F-100 F-101 F-102 F-103 F-104 F-105 F-106 YF-107 XF-108 F-110 F-111 F-4 F-5 YF-12 F-13 F-15 F-16 YF-17 F-19 F-20 F-117 F-22 F-35
海軍:FH-1 F9F F11F F2H F3D F3H F4D F7U FJ-1 F-8 F-4 F-14 F/A-18 F-21 F-35
(2)、蘇聯(lián)/俄羅斯
米格-15米格-17 米格-19 米格-21 米格-23 米格-25 米格-29 米格-31米格-35 米格-42 蘇-7 蘇-15 蘇-27 蘇-30 蘇-31 蘇-32 蘇-33 蘇-34 蘇-35 蘇-37 蘇-47 蘇-50
(3)、歐洲國家
法國:神秘式 超級神秘式 幻影III 幻影5 幻影F1 幻影2000 陣風(fēng)
多國合作:狂風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī) 臺風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)
瑞典:J 29 SAAB-32 SAAB-35 SAAB-37 JAS-39
英國
空軍:吸血鬼 標(biāo)槍 獵人 閃電
海軍:毒液 海雌狐 彎刀 海鷂
(4)、中國
殲-5 殲-6殲-7 殲-8 FC-1 殲-10殲-11/SU-27殲-12Su-30經(jīng)國號
(5)、日本
F-1殲擊機(jī) F-2殲擊機(jī)
(6)、以色列
幼獅殲擊機(jī) 獅殲擊機(jī)
戰(zhàn)斗機(jī) 未來發(fā)展
新的隱身技術(shù)
F-35隱形聯(lián)合戰(zhàn)斗機(jī)7月7日在得克薩斯州沃思堡首次公開亮相
隱身是用于描述“減少目標(biāo)特征信號”的一個專用術(shù)語,飛行器的隱身主要是減縮目標(biāo)的雷達(dá)散射截面和降低發(fā)動機(jī)排氣口的紅外輻射等,它不僅決定了作戰(zhàn)飛行器的生存能力,而且還是確保戰(zhàn)爭中先敵發(fā)現(xiàn)、先敵攻擊的重要條件。隱身技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用對各種防空探測系統(tǒng)和防空武器系統(tǒng)是一個嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),也是航空和電子戰(zhàn)領(lǐng)域中的一大突破。隨著隱身技術(shù)的發(fā)展,新的隱身材料以及新的隱身機(jī)理的提出更為隱身技術(shù)指出了更廣闊的發(fā)展空間。
等離子體隱身技術(shù)
等離子體隱身技術(shù)是利用等離子體對電磁波具有繞射和吸收能力的特性,回避雷達(dá)探測系統(tǒng)的一種技術(shù)。實驗證明,應(yīng)用該技術(shù)可使一個13cm長的微波反射器的雷達(dá)散射截面在4~14GHz頻率范圍內(nèi)平均減小20dB,即雷達(dá)獲取的回波能量減少到原來的1%。等離子體技術(shù)的關(guān)鍵是在飛行器的飛行環(huán)境下在其周圍產(chǎn)生等離子云團(tuán),且對等離子體能量、電離度、振蕩頻率和碰撞頻率等特征參數(shù)進(jìn)行設(shè)計,使其能滿足對雷達(dá)波的吸收和繞射的特定要求。
自20世紀(jì)60年代起,美國和俄羅斯等軍事強(qiáng)國就開始了等離子體吸收電磁波性能的研究。20世紀(jì)80年代,俄羅斯最早開始進(jìn)行等離子體在高空超聲速飛行器上的潛在應(yīng)用研究。近幾年來,俄羅斯在等離子體技術(shù)方面取得了突破性的進(jìn)展,已經(jīng)領(lǐng)先于美國。
未來的隱身材料
傳統(tǒng)的隱身材料以強(qiáng)吸收為主要目標(biāo),新型的隱身材料要求滿足“薄、輕、寬、強(qiáng)”,而未來的隱身材料則應(yīng)滿足多頻譜隱身、環(huán)境自適應(yīng)、耐高溫、耐海洋氣候、抗核輻射等更高要求,以適應(yīng)未來戰(zhàn)場的需要。其中多頻譜隱身材料與智能型隱身材料將成為隱身材料的兩個主要發(fā)展方向。
應(yīng)用微波傳播指示技術(shù)
微波傳播指示技術(shù)是利用計算機(jī)預(yù)測雷達(dá)波束在不同大氣條件下傳播發(fā)生畸變所產(chǎn)生的“空隙”和“波道”,使突防飛行器在雷達(dá)覆蓋區(qū)的“空隙”、“盲區(qū)”和“波道”外飛行,以避開敵方雷達(dá)的探測,從而順利地實現(xiàn)突防。美國海軍航空兵司令部和英國費蘭蒂計算機(jī)有限公司對微波指示技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。
應(yīng)用仿生技術(shù)
實驗證明,海鷗雖與燕八哥的形體大小相近,但海鷗的雷達(dá)散射截面積比燕八哥大200倍。蜜蜂的形體小于麻雀,但它的雷達(dá)散射截面積比麻雀大16倍。有關(guān)科學(xué)家正在研究這些現(xiàn)象,試圖采用仿生技術(shù),尋求新的隱身技術(shù)。
超音速巡航
這是指飛機(jī)在發(fā)動機(jī)不加力狀態(tài)下以大于音速的速度持續(xù)進(jìn)行巡航飛行的能力,其關(guān)鍵技術(shù)途徑是采用高推重比的發(fā)動機(jī)。超音速巡航不僅是進(jìn)行超音速機(jī)動飛行的基礎(chǔ),還有下列優(yōu)點:在執(zhí)行防空截?fù)羧蝿?wù)時,可外推攔截線;在此狀態(tài)下發(fā)射機(jī)載導(dǎo)彈可提高初始速度,擴(kuò)大攻擊區(qū)和實現(xiàn)先敵攻擊;在進(jìn)行突防時敵方地面雷達(dá)的預(yù)警時間縮短。 超音速巡航是第五代戰(zhàn)機(jī)的典型特征,目前(指2009年)僅美國設(shè)計的F-22和輕型的F-35可以做到。美國設(shè)計的這兩款飛機(jī),其盟國僅僅能得到縮小版的F-35。
推力矢量控制技術(shù)
美國波音公司JHMCS飛行員綜合頭盔指示系統(tǒng)
這種技術(shù)可通過控制發(fā)動機(jī)尾噴流方向為飛機(jī)提供機(jī)動飛行所需動力,補(bǔ)充或取代常規(guī)飛行控制面產(chǎn)生的氣動力來進(jìn)行飛行控制。它可使飛機(jī)獲得更大的機(jī)動性,實現(xiàn)過失速機(jī)動飛行,突破“失速障礙”,甚至使飛機(jī)在大于70°迎角時仍具有機(jī)動飛行能力,實現(xiàn)“超機(jī)動”飛行。還能縮短起飛、著陸滑行距離,提高飛機(jī)的隱身能力。美國的F-22,俄羅斯的蘇-37、蘇-47等戰(zhàn)斗機(jī)都采用了此項技術(shù)。實現(xiàn)全推力矢量控制還可能導(dǎo)致無尾飛機(jī)的問世,美國麥道公司提出的X-36無人戰(zhàn)斗機(jī)方案就是其中的一種。
玻璃化座艙
目前(指2009年)現(xiàn)役戰(zhàn)機(jī)的座艙大部份還是傳統(tǒng)儀表板,新一代的戰(zhàn)機(jī)使用數(shù)具彩色多功能顯示幕來取代傳統(tǒng)儀表板,使飛行員在找尋資料時能更快更準(zhǔn)確,而不至于喪失了攻擊的先機(jī)。
頭盔顯示器
HUD的出現(xiàn)使飛行員不必低頭就可以知道飛機(jī)的一些基本資料,但HUD有角度限制,只有向前方看時才能看到,為了克服這個缺點,就有了頭盔顯示器的誕生。頭盔顯示器可以將目前飛機(jī)的基本資訊直接顯像在飛行員的頭盔上,且不管飛行員的頭轉(zhuǎn)到哪裡都可以看得到。新型頭盔顯示器還可以控制機(jī)炮及導(dǎo)彈的尋標(biāo)頭,可以在雷達(dá)掃描不到的時候發(fā)射導(dǎo)彈。
高度共通性及易維修
新一代戰(zhàn)機(jī)必須具有與其他型式的飛機(jī)有共通性,如美國的JSF的三種構(gòu)型(空軍、海軍、海軍陸戰(zhàn)隊與英國海軍用的STOVL),大部份的機(jī)身包含著相同的零組件,以及稱為同系組件的相似零組件,主要的次系統(tǒng),例如座艙罩、雷達(dá)、彈射座椅、航電系統(tǒng)等都可以互相通用的。其動力系統(tǒng)來源甚至是由F-22“猛禽”戰(zhàn)機(jī)的普惠F-119發(fā)動機(jī)核心部份改裝而成,以降低空軍后勤維修成本。
飛機(jī)的分類
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劃分方法
種類
細(xì)分
按飛機(jī)的用途劃分民用航空飛機(jī)
國家航空飛機(jī)國家航空飛機(jī)是指軍隊、警察和海關(guān)等使用的飛機(jī)。
民用航空飛機(jī)主要是指民用飛機(jī)和直升飛機(jī),民用飛機(jī)指民用的客機(jī)、貨機(jī)和客貨兩用機(jī)。按飛機(jī)發(fā)動機(jī)的類型分螺旋槳飛機(jī)
噴氣式飛機(jī)螺旋槳式飛機(jī),包括活塞螺旋槳式飛機(jī)和渦輪螺旋槳式飛機(jī)。
噴氣式飛機(jī),包括渦論噴氣式飛機(jī)和渦論風(fēng)扇噴氣式飛機(jī)。按飛機(jī)的發(fā)動機(jī)數(shù)量分單機(jī)(動機(jī))飛機(jī)、雙發(fā)(動機(jī))飛機(jī)、三發(fā)(動機(jī))飛機(jī)、四發(fā)(動機(jī))飛機(jī)、八發(fā)(動機(jī))飛機(jī)按飛行的飛行速度分亞音速飛機(jī)
超音速飛機(jī)亞音速飛機(jī)又分低速飛機(jī)(飛行速度低于400公里/小時)和高亞音速飛機(jī)(飛行速度馬赫數(shù)為0.8-8.9)。多數(shù)噴氣式飛機(jī)為高亞音速飛機(jī)。按飛機(jī)的航程遠(yuǎn)近分近程、中程、遠(yuǎn)程遠(yuǎn)程飛機(jī)的航程為1100公里左右,可以完成中途不著陸的洲際跨洋飛行。
中程飛機(jī)的航程為3000公里左右,近程飛機(jī)的航程一般小于1000公里。
近程飛機(jī)一般用于支線,因此又稱支線飛機(jī)。
中、遠(yuǎn)程飛機(jī)一般用于國內(nèi)干線和國際航線,又稱干線飛機(jī)。按飛機(jī)客坐數(shù)劃分大、中、小型飛機(jī)飛機(jī)的客坐數(shù)在100座以下的為小型,100-200座之間為中型,200座以上為大型。航程在2400km以下的為短程,2400-4800Km 之間為中程,4800KM以上為遠(yuǎn)程。軍用飛機(jī)戰(zhàn)斗機(jī)、攻擊機(jī)、轟炸機(jī)、戰(zhàn)斗轟炸機(jī)、偵察機(jī)、運輸機(jī)、教練機(jī)、預(yù)警機(jī)、電子戰(zhàn)飛機(jī)、反潛機(jī)等等。
軍用飛機(jī)種類
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戰(zhàn)斗機(jī) 是用來推毀敵方軍機(jī),例如零式艦上戰(zhàn)斗機(jī)。攻擊機(jī) 是用來攻擊地面目標(biāo),實施火力支援,例如A-10雷霆二式攻擊機(jī)。轟炸機(jī)是用來進(jìn)行戰(zhàn)略轟炸,例如B-2幽靈隱形戰(zhàn)略轟炸機(jī)。運輸機(jī) 是用來進(jìn)行人力或物資運輸,例如C-130運輸機(jī)。偵察機(jī) 是用來資料搜集,例如U-2偵察機(jī)。直升機(jī) 是用來進(jìn)行火力支援和運輸之用。