1.4.1主动控制技术

主动控制技术（ActiveControlTechnology），是由美国率先提出的一种飞机设计和控制技术。从飞机设计的角度来说，主动控制技术就是在飞机设计的初始阶段就考虑到电传飞行控制系统对总体设计的影响，充分发挥飞行控制系统潜力的一种飞行控制技术。F-16是世界上第一架采用主动控制思想设计的飞机。

采用主动控制技术的飞机可以具有以下一些功能：

放宽静稳定度；

实现直接力控制；

控制机动载荷；

控制突风载荷；

控制机体颤振；

采用综合火控/飞行/推力控制系统。

主动控制技术的采用能让飞机的性能得到很大提高，主要表现在：

减小飞机尺寸，减轻结构重量，降低巡航阻力，增大航程；

提高战斗机的机动性和完成作战任务的效率；

减少结构疲劳损坏，延长使用寿命，改善乘座品质和着陆性能，减轻驾驶员工作负担；

降低制造成本和维护费用。

1.4.2变后掠翼技术机翼的主要参数有翼展、翼弦、前缘后掠角、展弦比等。翼展是指机翼左右翼尖之间的长度；翼弦是指机翼沿机身方向的弦长，除了矩形机翼外，机翼不同地方的翼弦是不一样的；前缘后掠角是指机翼前缘与机身轴线的垂线之间的夹角；展弦比是翼展和平均翼弦的比值。

以上参数对于飞机的飞行速度和飞行高度等性能都起着非常重要的作用，早期的飞机以双翼机为主，气动外形差，而且十分笨拙，因为当时人们主要面临的问题是如何获得足够的升力。

在提高飞行高度后，人们意识到要想获得高飞行速度，除了提高发动机的推力外，整个飞机外形必须尽可能设计成流线型，以减小飞行时的阻力。因此，作为飞机外形的主要组成部分机翼，就必须设计成既能产生大升力又具有小阻力的形状。

根据空气动力学的理论和实践，人们总结出了一套理论经验：低速情况下比较适合采用大展弦比的平直机翼；高亚音速时则应该采用后掠翼；超音速飞行时就必须采用小展弦比的机翼以便减小由于超音速而急剧增加的阻力。

然而，即使是超音速飞机也只有在战斗中才以最大速度飞行，其余大部分时间还是以较低的速度飞行，为解决这一速度变化的问题，变后掠翼技术就诞生了。变后掠翼技术可以使飞机在飞行过程中按照飞行速度的大小自动改变机翼的后掠角，这样既可以满足高速飞行的需要，也可以使飞机有良好的低速性能和起飞滑跑能力。

变后掠翼由固定的内翼和可动的外翼组成，两者用转动枢纽联结。此外机翼前面还增设了可伸缩的小翼，用来改善变后掠翼的操纵性。在飞行中，机翼前缘后掠角可以做较大的改变；而舰载机在舰上停放时，后掠角还可以进一步增大（比如F-14“雄猫”舰载超音速战斗机），可以减少在航空母舰上所占的面积。

1.4.3软管式空中加油技术软管式空中加油技术是指利用一套软管式空中加油设备（亦称为插头锥套式加油系统），在空中对飞机进行加油。

采用这种方式进行空中加油，受油机的设备非常简单，只要在机头或机翼前缘装一根固定的或可伸缩的受油管即可。而加油机的加油设备则由绞盘、一根22～30米长的软管和一个锥套组成。当受油管伸进锥套后，该机构自动锁紧，锥套与输油软管相连接，软管由绞盘控制伸出和收回。

空中加油时，加油机内的工作人员将软管放出机外，软管下的黄褐色信号灯闪亮。受油机的驾驶员收到准备妥当的信号后，便调整好自己飞机的位置将受油管伸入锥套，只要自锁机构锁紧之后，燃油便自动流向受油机。

如果一切正常，黄褐色信号灯自动熄灭，遇到紧急情况，红色警告灯闪亮，告诉受油机驾驶员进行调整。加油结束后，受油机减速，当加油机和受油机的速度差达到一定值时，在一定的张力下，输油软管和受油管就会自动脱开，燃油自动关断，然后受油机和加油机的距离和高度差逐渐拉大，受油机到达安全距离后再向一侧退出，加油机则可继续给下一架飞机加油或者收回加油软管。

1.4.4伸缩管式空中加油技术伸缩管式空中加油技术是指利用加油机上的一套伸缩管式空中加油设备（亦称“飞杆”）实施加油作业，该技术由美国波音公司研制成功，紧随英国的软管式加油设备之后，于1949年底投入使用。伸缩管式空中加油技术具有输油速度快，可达到每分钟6000升左右，并且对空气湍流不大敏感（因为是刚性杆），对接操纵方便等优点。

伸缩管式空中加油设备的主体是一根由两截组成的刚性伸缩管，安装在加油机的尾部，平时收入机内，进行空中加油时将其伸出。伸缩管的中间装有V形舵面，后缘之间的夹角约130度，V形舵面的作用类似于飞机的升降舵，操纵它可以使伸缩管在一定范围内运动，需要由专门的加油人员进行操作。

进行空中加油作业时，加油机上的操作员通过信号指挥受油机接近已伸出的伸缩管。当它们之间距离很近时，两机相对位置保持不变，然后操纵短翼，并通过伸缩管的长短伸缩使之与受油机上的受油管衔接。一旦两者连接好，加油杆便可以自动锁定，开始给对方输油。

加油完毕后的两机分离可由驾驶员控制，减慢受油机的速度（或增大加油机的速度），使伸缩管自动开锁，燃油自动关断，两机分离。伸缩管式加油的缺点是一次只能给一架飞机加油，通用性差，并且需要有专门的加油操作员。

1.4.5垂直起降技术顾名思义，垂直起降技术就是指飞机不需要滑跑就可以起飞和着陆的技术。它是从20世纪50年代末期开始发展的一项航空技术。

人们发展垂直起降技术的原因主要有三点：第一，具有垂直起落能力的飞机不需要专门的机场和跑道，降低了使用成本；第二，垂直起落飞机只需要很小的平地就可以起飞和着陆，所以在战争中飞机可以分散配置，便于伪装，不易被敌方发现，大大提高了飞机的战场生存率；第三，由于垂直起落飞机即使在被毁坏的机场跑道上或者是前线的简易机场上也可以升空作战，所以出勤率也大幅提高，并且对敌方的打击具有很高的突然性。

正常飞机的起飞过程是飞机在发动机的推动下，克服阻力向前滑跑，当滑跑速度大到使机翼产生的升力大于飞机的重力时，飞机就可以离开地面升空飞行了。而垂直起落飞机由于不需要滑跑，就只能由发动机提供向上的推力来克服重力实现垂直起落了。

垂直起落飞机产生升力的办法有三种：第一种是偏转发动机的喷管；第二种是直接使用升力发动机提供升力；第三种是前两种办法的组合，同时使用升力发动机和主发动机。

使用垂直起降技术的飞机机动灵活，具有常规飞机无可比拟的优点，但同时也有许多重大的缺点。由于垂直起飞是一个非常耗油的过程，因此对于飞机的载重量和航程都产生了极大的影响，为延长飞机的作战半径，在实际应用中，很多飞机都尽量采用短距起飞的方式，因此，垂直起落飞机又称为垂直/短距起落飞机。

由于垂直/短距起落战斗机的飞行要求非常适合跑道有限的航空母舰，因此垂直/短距起落飞机也成为了海军非常青睐的机种。装备英国“皇家方舟”号航空母舰的“海鹞”就是“鹞”式的海军型。

1.4.6隐身技术早期的飞机由于飞行速度和高度都比较低，因此在实施偷袭行动时，最主要的敌人就是空中和地面巡逻的敌军（包括哨兵）。而如今的战机在飞行高度和速度上都有了巨大的提升，飞行所产生的噪音也大大降低，用肉眼已经很难发现他们的踪迹，不过这些高空铁鸟又遇到了另外一个大敌——雷达。敌人雷达总能够在飞机还处于很远的距离时就将它们的行踪反映在敌人的显示屏上，这对偷袭的飞机来说无疑是致命的打击。

随着科技的发展，如何让飞机在雷达面前实现“隐身”就受到了各国军事专家的高度重视。所谓隐身技术，其实就是设法在飞机飞行过程中，降低雷达对其的可探性使之不易被敌方发现、跟踪和攻击的专门技术。

要研究这门技术，就必须先了解各种探测系统的探测方法。以雷达为例，雷达是利用无线电波发现目标，并测定其位置的设备。雷达在工作时会不断地发出无线电波，当无线电波遇到空中的障碍物时会被反射回来，雷达接收到反射信号并反映在监测员的显示屏上。如果能让飞机不反射或降低反射雷达的无线电波，或者设法将无线电波反射到其他雷达接收不到的方向，那么就能够成功地在雷达面前实现“隐身”了。

目前用来减小飞机对雷达波有效反射面积的主要途径有两种：一是改变飞机的外形和结构；二是采用吸收雷达波的涂敷材料和结构材料。

我们可以看到隐身飞机的外形十分独特，如F-117基本上是由平面组成的角锥形体，尾翼为V形；而B-2则是前缘后掠、后缘为大锯齿形，没有机身和尾翼，整个飞机像一个大的飞翼，其发动机进气道布置在机体上方，没有外挂物突出在机体外面。此外，为了进一步减小飞机的雷达波有效反射面积，还在机翼的前后缘、进气道唇口部分采用了能够吸收雷达波的材料，整个飞机表面涂以黑色的吸收雷达波的涂料。

1.4.7推力矢量技术推力矢量技术是指通过偏转发动机喷流的方向，获得额外操纵力矩的技术。我们知道，作用在飞机上的推力是一个有大小、有方向的量，这种量被称为矢量。一般的飞机上，推力都顺飞机轴线朝前，方向并不能改变，而推力矢量技术的特点就是飞机的推力方向可变。

不采用推力矢量技术的飞机，发动机的喷流都是与飞机的轴线重合的，产生的推力也沿轴线向前，这种情况下发动机的推力只是用于克服飞机所受到的阻力，提供飞机加速的动力。

采用推力矢量技术的飞机，则是通过喷管偏转，利用发动机产生的推力，获得多余的控制力矩，实现飞机的姿态控制。其突出特点是控制力矩与发动机紧密相关，而不受飞机本身姿态的影响。因此，可以保证在飞机作低速、大攻角机动飞行而操纵舵面几近失效时利用推力矢量提供的额外操纵力矩来控制飞机机动。

普通飞机的飞行迎角是比较小的，在这种状态下飞机的机翼和尾翼都能够产生足够的升力，保证飞机的正常飞行。当飞机仰角逐渐增大，飞机的尾翼将陷入机翼的低能尾流中，造成尾翼失速，飞机进入尾旋而导致坠毁。这个时候，纵然发动机工作正常，也无法使飞机保持平衡停留在空中。

然而当飞机采用了推力矢量之后，发动机喷管上下偏转，产生的推力不再通过飞机的重心，产生了绕飞机重心的俯仰力距，这时推力就发挥了和飞机操纵面一样的作用。由于推力的产生只与发动机有关系，这样就算飞机的迎角超过了失速迎角，推力仍然能够提供力矩使飞机配平，只要机翼还能产生足够大的升力，飞机就能继续在空中飞行了。

使用推力矢量技术的飞机不仅其机动性大大提高，而且还具有前所未有的短距起落能力，这是因为使用推力矢量技术的飞机的超环量升力和推力在升力方向的分量都有利于减小飞机的离地和接地速度，缩短飞机的滑跑距离。另外，由于推力矢量喷管很容易实现推力反向，飞机在降落之后的制动力也大幅提高，因此着陆滑跑距离更加缩短了。

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