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2.1 战斗机纵览

作者:铁血工作室

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在第一次世界大战中,飞行员们把欧洲中世纪的骑士豪侠风度带上了蓝天。从此,飞机不再只是陆军或海军的眼睛,勇敢而残忍的决斗走向了新的舞台——辽阔的天空。当空中格斗为战斗所需时,战斗机便应运而生了。

1903年,莱特兄弟成功地进行了首次有动力飞行。到了1911年,人类首次带着杀人的明确目的升空,从而写下了空中战争历史中的第一个篇章。从实现空中自由飞翔的美丽梦想到使之成为一种杀人手段,人类仅仅用了8年时间。战斗机的出现和发展,可谓是人类飞翔梦想的意外转折。

从第一次世界大战到现在,战斗机经历了近百年的发展历程。随着航空技术的不断进步,战斗机的性能日渐优越,功能日渐多样,所能执行的任务范围也越来越广泛。时至今日,战斗机已经发展到第四代,强大的战斗力使其成为了保家卫国的中坚力量。

2.1.1战斗机简介1.空中利剑战斗机又称歼击机,旧称驱逐机,其特点是飞行性能优越(速度大、爬升快、升限高)、机动性好、火力强。它的首要任务是与敌方战斗机进行空战,夺取空中优势(制空权),其次是拦截敌方轰炸机、攻击机和巡航导弹,还可携带一定数量的对地攻击武器,执行对地攻击任务。

随着科技的发展,各类新技术不断涌现,战斗机的性能日新月异,可以执行除了精确攻击之外的所有空中任务,可以将地图上的任何己方城市和航空母舰指派成基地。战斗机可谓神通广大,是名副其实的“空中利剑”。

2.战斗机中的“战士”和“刺客”

根据执行任务的不同,战斗机过去又分为歼击机和截击机。后者专门用于在空中截击入侵的敌方轰炸机、侦察机或巡航导弹,保卫重要城镇、战略要地和交通枢纽不被空袭。

截击机具有快速反应的特点,不论白天黑夜,接到报警后都能够立即起飞,迅速到达指定空域。由于被截击的轰炸机和侦察机机动能力不强,截击机的机动性通常也不突出。一般由地面雷达站或预警机导引至目标区,再用机载雷达截获并跟踪目标,当飞机处于有效攻击位置时,用威力巨大的空对空导弹对目标实施攻击。

如果把歼击机比作战士,那么截击机则是刺客。也就是说歼击机可以进行空中格斗,但截击机不行,截击机的战斗通常都是一击脱离式的。

第二次世界大战期间,美国为了截击夜间入侵的轰炸机群,研制了P-61“黑寡妇”(BLACKWTDOW)。飞机头部带有雷达和机炮,这就是最初的截击机。战后,为了对付带有核弹的喷气轰炸机,各国都很重视高速截击机的发展。20世纪60年代后期,针对超音速轰炸机的出现,美国和苏联分别研制出3倍音速的截击机YF-12和米格-25“狐蝠”。

20世纪70年代以后,随着电子技术的发展,雷达性能大为提高。新型战斗机(如F-15,苏-27)都装备有先进的电子系统,而且机动性能和火力系统都超过了笨重的截击机,除了空中格斗外,也能很好地执行截击任务。因此,各国一般不再研制专用的截击机,而是以现役的歼击机同时担负拦截的任务。

2.1.2战斗机发展简史1.第一种战斗机在第一次世界大战中问世第一次世界大战爆发时,飞机首次应用在战场上,主要负责侦察、运输、校正火炮等辅助任务。战争期间,敌对双方的飞行员相遇时,往往利用五花八门的各种武器互相攻击,例如手枪、石头等,企图击毙对方的飞行员,或破坏敌机的螺旋桨,这就是“空战”最早的起源。

当第一次世界大战转入阵地战以后,交战双方的侦察机开始频繁活动起来。为了有效地阻止敌方侦察机执行任务,各国开始研制适用于空战的飞机。世界上公认的第一种战斗机是法国的莫拉纳·索尔尼埃L型飞机。由于装备了法国飞行员罗朗·加罗斯的“偏转片系统”,解决了一直以来机枪子弹被螺旋桨干扰的难题。随后,德国研制出更加先进的“射击协调器”并安装在“福克”EⅠ(FokkerEⅠ)上,成为当时最强大的战斗机。福克战机的出现,从根本上改变了空战的方式,提高了飞机空战能力,从此确立了战斗机武器的典型布置形式。

早期的军用飞机,机枪是不能装在机头正前方的,因为正前方有高速旋转的螺旋桨,会挡住机枪射出的子弹。因此,当时机枪都装在飞机的两侧,只能对两侧的敌机射击。法国飞行员罗朗·加罗斯发明的“偏转片系统”打破了这一局面,利用这种装置,他在1915年4月1日出其不意地击落了一架德国武装侦察机,之后又连续立功。但加罗斯在带给协约国希望之后,又把机会留给了德国人。他在同年4月18日迫降被俘。德国人在研究其座机上的“偏转片系统”后,由荷兰人安东尼·福克加以改进,进而发明“机枪射击协调器”并装到了福克战斗机上,给协约国空军带来了著名的“福克式灾难”。

随着空战的日趋激烈,战斗机作为飞机家族中的一个新成员,从此走上了“机动、信息、火力三者并重”的发展轨迹,在速度、高度和火力等方面不断改进。第一次世界大战结束时,战斗机的最大飞行速度已达到200千米/小时,升限高度达6千米,重量接近1000千克,发动机功率169千瓦,大多配备7.62毫米的机枪。

2.第二次世界大战中的飞速发展第二次世界大战期间,战斗机的最大速度已达700千米/小时,飞行高度达11千米,重量达6000千克,所用活塞式航空发动机制功率接近1470千瓦。武器则由机枪发展到20毫米的机炮和空空火箭。瞄准系统已有能作前置量计算的陀螺光学瞄准具。

战斗机的瞄准器必须根据战斗机性能的变化而做出相应的变化。第一次世界大战期间,战斗机的瞄准器和步兵使用的机械瞄准器相差无几。第二次世界大战期间,战斗机的瞄准器则经历了从望远式瞄准器到光学式瞄准器,再到组合了陀螺仪的光学式瞄准器的转变。

光学式瞄准器的成像原理:光学式瞄准器的反射镜上映出的成像。瞄准时使目标中心和中央的圆形部分重合,十字线上分割的刻度可以用来比照目标的大小,从而测算出距离。判定自己的射击偏差角度,进行射击。通过上面的刻度,飞行员能准确判断出敌我间的距离和敌机的飞行角度,从而判断出敌我双方航向间的偏差角度。

第二次世界大战末期,德国开始使用Me-262喷气式战斗机,最大飞行速度达960千米/小时。战后,喷气式战斗机普遍代替了活塞式战斗机,飞行速度和高度迅速提高。

3.全面进入音速时代在1950~1953年的抗美援朝战争中,首次出现了喷气式战斗机空战的场面。中国人民志愿军空军使用的米格-15“柴捆”(Fagot)和美国的F-86“佩刀”(Sabre)都采用后掠后翼布局,飞行速度都接近音速(1100千米/小时),飞行高度1500米,飞机重量约6000千克,发动机推力29420牛。机载武器已发展到20毫米以上的机炮,瞄准系统中装有雷达测距器。带加力燃烧室外的涡轮喷气发动机便于改善飞机外形,战斗机的速度很快突破了音障。20世纪60年代以后,战斗机的最大速度已超过两倍音速,配备武器已从机炮、火箭发展为空空导弹。

1944年4月德国首先制成X-4型有线制导空空导弹,但尚未投入使用,第二次世界大战即告结束。战后,空空导弹的发展经历了三个阶段。

第一阶段是20世纪40年代中期至50年代中期。空空导弹只能对机动性能比较差的亚音速轰炸机实施尾追攻击,射程2~6千米,主要有美国的“响尾蛇”AIM-9,前苏联的AA-1导弹。

第二阶段为20世纪50年代中期至60年代中期。超音速轰炸机的出现和电子技术的发展,促使空空导弹的射程、横向过载、适用的高度和速度都有很大提高。制导规律普遍采用比例导引,导弹具有一定的拦射和全天候作战的能力,主要有美国的“麻雀”AIM-7E导弹等。但在越南和中东战争中的使用结果证明,这类空空导弹不宜用于攻击高速度、大机动飞行的目标。

第三阶段是20世纪60年代后期至90年代。空空导弹在远距全方向、全高度、全天候拦射和近距格斗性能方面都得到了很大发展,如美国的“不死鸟”AIM-54C、“鹰”AIM-120、“响尾蛇”AIM-9L,前苏联的AA-11,法国的“魔术”2,美、英、前联邦德国等国家合作研制的AIM-132等。1981年以来,美国和利比亚、叙利亚和以色列、英国和阿根廷等在空战中都使用了近距格斗导弹,取得了明显的效果,大大提高了空空导弹在空战中的地位。

20世纪60年代中期,以前苏联的米格-25“狐蝠”(Foxbat)和美国的YF-12为代表的战斗机的速度超过三倍音速,作战高度约23000米,重量超过30吨。但是20世纪60年代后期越南战争、印巴战争和中东战争的实践表明,超音速战斗机制空战大多是在中、低空,接近音速的速度进行的。空战要求飞机具有良好的机动性,即转弯、加速、减速和爬升性能。装备的武器则是机炮和导弹并重。

因此,此后新设计的战斗机不再追求很高的飞行速度和高度,而是着眼于改进飞机的中、低空机动能力,完善机载电子设备、武器和火力控制系统。

2.1.3战斗机的分代20世纪50年代出现了以喷气式发动机为动力的战斗机后,根据时代和技术水平将各种战斗机分成了四代(五代)。现代战斗机的分代在世界上有两种标准:欧美标准和俄罗斯标准。由于对进入喷气机时代的划分不同,俄罗斯比欧美多分出一代。我国现在采用的是欧美标准,所以本书也采用同样标准。

1.第一代战斗机第一代战斗机是指20世纪50年代初开始交付使用的各类喷气式战机,采用大后掠机翼、带加力燃烧室的喷气发动机和简单的光电、雷达瞄准具,以机炮和火箭弹为主要武器,后期挂第一代空空导弹,最大平飞速度为1.3~1.5马赫。

第一代战斗机的机载设备和武装系统比较简单,最大平飞速度小(不能超音速飞行),升限、加速度性和爬升率也不高。

2.第二代战斗机一般把20世纪50年代末至70年代初研制的超音速战斗机称为第二代战斗机,普遍采用大推力新涡轮喷发动机或涡扇发动机、单脉冲雷达或单脉冲加连续波雷达,以装航炮和第二代空空导弹为主要武器,最大平飞速度为M2级(2马赫),推重比较高,中、高空飞行性能较好。

第二代战斗机的最大特点是突破了“音障”,飞得更高也飞得更快。但它们的缺点也很明显:一是亚音速机动性不好,甚至还比不上第一代战斗机;二是起降滑跑距离长(多数都超过1000米);三是体积小,载油系统低,航程和外挂能力明显不足;四是机载设备比较简单,全天候能力有限。

3.第三代战斗机第三代战斗机是指20世纪70代末期开始研制的喷气式战机,采用推重比达到8的涡扇发动机、全方向全高度全天候火控系统、电传操纵系统和先进气动布局等,武器以空空导弹为主、航炮为辅,最大飞行速度高度与第二代相近,中低空亚音速和跨音速机动性突出,并具有超视距作战和下视下射能力。

尽管第三代战斗机在最大马赫数和升限方面没太大提高,但它们的加速性、最大过载、作战半径、远距离探测能力、全向攻击能力、电子对抗能力,水平起降和垂直机动性等均有了大幅度提高。由于突出了机动性和全天候能力,更加适应瞬息万变的空战环境,攻防能力明显改善,生存率大大提高。

在第三代战斗机的发展过程中,机载武器的性能取得了空前的进步。超视距发射使用的空空导弹改善了抗地面杂波干扰的性能和灵敏度,具备了上射和下射力。它们一般都能兼顾对地攻击任务,可携带各种激光制导、电视制导、红外制导、被动无线电制导的导弹或炸弹。

4.第四代战斗机根据国际公认的标准,第四代战斗机的主要特点是具有突出的隐身性能(Stealth)、超音速巡航能力(SuperSonicCruise)、超机动性(SuperManeuverability)、实用性超视距打击能力(SuperiorAvionicsforBattleAwarenessandEffectiveness),简称4S。

第四代战斗机的发展起点很高,标准也高。从各国的研发方案来看,它们普遍采用了推重比10的涡扇发动机、相控阵火控雷达、隐身技术和推力矢量技术等,以“发射后不管”空空导弹为主要武器。

美国的F-22战斗机是目前唯一进入实用阶段的第四代战斗机,它的投入使用标志着战斗机将进入第四代。F-22是美国于21世纪初期的主力重型战斗机,也是目前最昂贵的战斗机,配备了主动相控阵雷达、AIM-9X近程空对空导弹、AIM-120C中程空对空导弹、向量推力引擎、先进整合航电与人机接口等。在设计上具备超音速巡航(不需要使用后燃器维持)、超视距作战、高机动性、对雷达与红外线隐身等特性。据估计,其作战能力为F-15的2~4倍,将会在较长的一段时间里作为世界重型战斗机的霸主而存在。除了领袖群伦的F-22,美国研制中的另一型战斗机——F-35,以及俄罗斯研制中的米格I。42型,日本研制中的“心神”战斗机(F-22的日本版),也属于第四代战斗机。

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