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(寫於2021年12月20日)
飛機的氣動外形十分重要,從誕生之日起,為追求航程航速,氣動外形一直在改良,研究空氣動力學,目的在此。
在解決"飛起來"時,機翼剖面形狀十分重要,目的是找出高升阻比的機翼。為兼顧航速提升,目前用於客機、運輸機的,是"超臨界機翼“。
為減少飛行時的阻力,起落架設計成可收放。用單翼代替雙翼、三翼,盡可能除去所有突出物體,鉚釘也改成"沉頭"式。機翼的支撐物也消失了,改成簡潔的"張臂式",機身也改良成流線型的紡錘體(頭尖尾尖)。
隨著發動機功率由二百多馬力提升至一千馬力。二戰初期戰鬥機時速達500千米以上,比一戰末期快一倍半。
螺旋槳推進的戰鬥機,速度超過700千米/時,便再難以提升。因為,螺旋槳槳尖已達到音速,空氣被壓縮阻力大增,產生"音障"。
突破音障要用火箭發動機或噴氣發動機。二戰後美國人耶格爾駕X1火箭機率先突破音障。有關超音速空氣動力問題,由大師馮卡門及其弟子錢學森等釐清及解決。
上世紀50年代前期,音障似乎難以逾越,發動機推力一增再增,音速(1240千米/時)就是個難以逾越的障礙(所以叫"音障”)。後來美國人惠特科姆發現了"面積率”(飛機由頭到尾,每一個縱剖面的面積要"平滑過渡",避免突然大增),便解決了。當年美國的F102A,中段機身縮細呈可樂汽水瓶形狀,便輕松突破音障。
機翼有後掠角,推遲音障的發生,也不自覺地符合面積率。但大後掠角飛機的起飛降落速度較大,因而不安全。將機翼後掠角有機關使之可變,就成"變後掠佈局"。起飛降落時後掠角縮小以加大升力,高速飛行時機翼後掠以減少阻力。上世紀七八十年代,此佈局流行一時,著名的機型有F/B111,F14(美),米格23,蘇17(蘇),狂風(歐洲)等。
郭倩
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(寫於2021年12月18日)
飛機用於作戰,始於第一次世界大戰。初期用於偵察及炮火校正。
將機槍裝在飛機上,就成"驅逐機",目的是趕走敵方偵察機。後來就演變成飛機之間的作戰,人們就考慮到具備哪些性能,才能成為優秀的飛機。
隨著戰事的發展,飛機也用於攻擊敵方地面目標,如步兵集群,炮兵陣地等。於是,出現了航空炸彈,轟炸瞄準器等。十月革命後的內戰期間,革命導師列寧甚至提醒前線將領,組織飛機低飛攻擊敵騎兵隊列,會有極佳的效果。
怎樣才是好的作戰飛機?經過西班牙內戰,由斯大林組織的座談會,讓飛機設計師聽取飛行員的意見,最後總結出按重要性排序,是速度、爬升率、火力及機動性。此後,新組建的米格、雅克、拉格、圖波列夫、伊留申、蘇霍伊幾個設計局,在不短的時間內,就設計建造了多型優秀的戰鬥機和前線轟炸機。二戰參戰國也緊張地發展戰鬥機,著名的有噴火(英)、零式(日)、雷電及野馬(美)等。
戰爭後期,德國及英國率先研發了噴氣式飛機,奇怪的是沒有噴氣式飛機間的空戰記彔。這情況在朝鮮戰爭中發生,中國空軍及蘇聯志願軍以米格15和美國F86死嗑。速度和爬升率仍是最優先的追求。火力,是口徑23毫米及37毫米機炮(中蘇)對12.7毫米機槍(美)。東方陣營佔優,到1958年美國提供的AⅠM9"響尾蛇"紅外空空導彈,扳回一城。50年代中期,戰鬥機進入第二代,標誌是M2.0(兩倍音速),代表作是米格21(蘇),F104及F4(美),幻影3(法)及"閃電"(英)。越戰經驗證明,空戰絕大部分在六千米以下,速度M0.6至1.2間進行。機炮不可或缺,近距導彈有效,超視距的中遠程導彈戰果奇差。
越戰結束後,美國總結出,戰鬥機發展方向應該是中低空跨音速機動性,保留機炮及努力發展更精準的導彈及電子干擾技術,不該片面追求高航速。"敏捷性"更加重要。
八十年代,放棄了變後掠翼,追求高推重比及低翼載,目的就是機動性,敏捷性。發動機也相應由5倍上下推重比,提高至8倍。
自此,美國開發了F15及F16,歐洲有"狂風",蘇聯有蘇27系列/及米格29。中國及歐洲分別有殲10及"三劍客"(法國"陣風“,瑞典"鷹獅"及英德西意的"臺風“)。