第三章 飞行器

2016-07-18 14:31:54 发布 | 5881字

在地球大气层和宇宙空间飞行的技术装置。飞行器的分类如下:轻于空气的有浮空器,重于空气的有航空器、火箭、航天器、航空航天器。按有无乘员可分为有人驾驶飞行器和无人驾驶飞行器。按使用次数可分为一次使用飞行器和多次使用飞行器。按一般用途可分为科研飞行器、国民经济飞行器和军用飞行器。

浮空器。填充轻于空气的气体以产生升力的飞行器。属于这一类的有气球和飞艇。

航空器。利用空气产生升力和推力,并利用各种专用工作面(翼、机身、空气动力舵)及推进器(火箭发动机飞机和火箭飞机除外)与空气的相互作用以产生操纵力的飞行器。在这类飞行器上,空气在大多数情况下也作为动力装置燃料和工质的氧化剂来使用。航空器按产生升力和操纵力的装置样式可分为有翼航空器(飞机、滑翔机)和旋翼航空器(直升机、旋翼机、旋翼定翼机)两种。飞机的升力主要靠机翼产生,推力则靠动力装置产生。滑翔机的升力来自机翼,机翼利用上升气流和降低飞行高度产生升力。旋翼航空器的升力由旋翼产生(直升机)或由旋翼加机翼产生(旋翼机、旋翼定翼机),而平飞拉力或者只由旋翼产生,或者由旋翼和拉力螺旋桨共同产生。

火箭。利用喷射一部分自身质量(工质)而产生的反作用力,既能在大气层内运动,也能在无空气的空间运动的飞行器。利用空气产生反作用力的火箭早为世人所知晓。

航天器。能在宇宙中飞行的飞行器。航天器分近地轨道航天器(人造地球卫星)和星际航天器(人造月球卫星、人造火星卫星、人造太阳卫星等)两种。

航空航天器。兼有航空器和航天器特征的飞行器。这种飞行器能在大气层内和宇宙空间飞行。

一、飞机

1强击机

A10

使用炸弹、火箭和火炮从低空和超低空袭击地面(海上)小型活动目标的作战飞行器(飞机、直升机)。为了保护空勤组和飞机(直升机)最重要的部位不受敌高射火力的伤害,一般都有装甲。强击机通常都用在战术地幅(战场)直接支援陆军和海军。

在20世纪70年代末期,美国空军装备了A—10攻击机,德意志联邦共和国和法国的空军装备了“阿尔法喷气”轻型攻击机,英国空军装备了“霍克”攻击机。

2歼击机

歼10

用于在空中消灭敌人飞机和无人驾驶兵器的作战飞机。它也可用于摧毁地面(海上)目标和进行空中侦察。歼击机的主要作战形式是空中战斗。在第一次世界大战期间,开始使用歼击机对付飞机、飞艇和气球。与当时的侦察机和轰炸机相比,歼击机有较大的速度和良好的机动性能,装有1—2挺机枪,个别的还装有航空机关炮。这就使歼击机在火力和战术上优于其他用途的飞行器。

歼击机是沿着提高主要战斗性能的方向加以改进的。歼击机的速度特性、机动性能和其他飞行性能不断地得到了提高。这是增大发动机功率、研究更完善的空气动力外形和采用新材料的结果。采用新材料可以制成结构既轻而又有足够强度的、能经受巨大过载的飞机。要使歼击机获得良好的飞行性能,就必然会使飞机重量受到限制,所以歼击机通常都是单座的。

许多外国航空兵配备有所谓战术战斗机。根据所遂行的任务,战术战斗机可作为战斗轰炸机使用,或者作为战斗截击机使用。

现代歼击机是喷气式超音速全天候导弹运载机。在没有目视能见度的条件下,它们能从远距离以猛烈的导弹突击消灭空中敌人,或者使用射击武器和导弹武器进行近距机动空战。使用导弹时,武器本身的机动能够增补飞机的机动性能,能够消灭高空高速目标。

3歼击轰炸机

狂风战机

用于消灭地面(海上)小目标和运动目标(导弹核武器、坦克、火炮、汽车、仓库、渡口等)的作战飞机。它也可用于对付空中的敌人飞机、直升机和无人驾驶兵器。

“歼击轰炸机”(战斗轰炸机)这一术语,是20世纪40年代末美国首先使用的,而在前苏联空军中则从50年代开始使用。越南战争期间美国空军,以及1967年和1973年中东战争期间参战双方,都曾广泛地使用过战斗轰炸机。在美国和西欧的文献中,“战斗轰炸机”这一术语被更广义的概念“战术战斗机”所代替。

根据遂行的任务,歼击轰炸机装有攻击地面和空中目标的机载设备,一整套各种类型的可卸军械。歼击轰炸机的飞行技术性能与歼击截击机相近似。为了摧毁地面目标,歼击轰炸机装有航空核炸弹和普通航空炸弹、燃烧箱、可控的和无控的空对面航空火箭。为了摧毁空中目标,可使用空对空导弹。枪炮武器可用于对付各种目标。歼击(战斗)轰炸机的电子设备包括雷达瞄准具或光学瞄准具、低空自动投弹系统、惯性和无线电导航系统、昼夜复杂气象条件下(其中包括低空)飞行的保障设备。为了抗击防空兵器,歼击轰炸机可装备机载无线电电子综合防御系统:直接侦察电台、机载电子计算机、积极干扰电台和消极干扰电台。

4轰炸机

受油中的B2轰炸机

用炸弹或火箭(导弹)杀伤破坏敌地面和海上目标的作战飞机。按用途和遂行任务的性质,轰炸机可分为前线(战术)的和远程(战略)的两种;按飞行重量,可分为轻型、中型和重型三种。

现代轰炸机的性能特点是:超音速、飞行高度高、航程远。空中补充加油使远程(战略)轰炸机和导弹载机实际上能达到位于任何距离上的目标。轰炸机能在广阔的速度和高度范围内飞行,并采用不固定的飞行剖面(从极限低空到高空和平流层)。由于有了强大功率的无线电电子成套设备和其他成套特种设备,轰炸机能在昼夜任何气象条件下飞行和突击固定的或活动的目标。

5加油飞机

在空中给飞行补充加油的飞机。加油飞机的设备有附加油箱、输油泵、端部装有锥形套和燃料传感器的软管和软管胶盘。有的加油飞机上不用软管,而用可伸缩的套管,受油飞机上应有可伸缩的管式受油器或其他专门的受油装置。受油器通常装在飞机头部,加油时插入带燃料传感器的锥形套内。

加油机正在加油

6反潜巡逻飞机

ATR72ASW反潜巡逻机

在海洋指定水域执行巡逻勤务的反潜飞机。执勤目的是搜索和消灭敌潜艇以及对水区进行侦察。由岸基航空兵的反潜巡逻飞机执行这种任务最有成效。许多国家都把反潜巡逻飞机列入作战飞机。反潜巡逻飞机有专门设计制造的,如美国的P—3C“猎户座”、P—2E“海王星”,英国的MP3“沙克尔顿”、MPMk1“猎迷”。也有用运输机改装的,如法国和德国的“大西洋”1150,英国的“防御者”。这一类巡逻飞机的航程达9000公里,最大速度达900公里/小时(巡逻速度近350公里/小时),实用升限约12公里,配有两班乘员,总人数为12—16名,能持续巡逻20小时。这种飞机装有搜索潜艇用的仪器,配有深水炸弹、反潜鱼雷,有时也备有水雷、火炮和火箭武器,搜索和消灭潜艇。

7靶机

QF4靶机

高射炮、防空导弹和航空导弹在实弹射击时用作空中靶标的无人驾驶飞机。靶机有专门制造的,也有用老式飞机改装的;有一次使用的,也有多次使用的。靶机上的设备和专门装置有:飞行控制系统(包括程序控制或无线电指令控制),射击准确性的测定装置,向地面传送飞行参数的无线电遥测装置,模拟敌典型空袭兵器的红外线辐射和有效散射面积的设备,无线电干扰模拟设备等。特制的靶机能模拟任何型别的空中目标的空间机动动作。多次使用的靶机可借助降落伞系统用起落架着陆,也可用特制的滑橇或直接用机身着陆。靶机的使用特点取决于起飞方法(从地面、从运载飞机、从地面发射架或舰艇发射架上)和控制方法(程序控制或由操作手控制)。使用靶机须有一系列的辅助技术设备,它们连同靶机一起配成一套靶标综合设备。

8水上飞机

PS1型水上反潜巡逻机

具有特殊结构、能在水面起降的飞机。按结构类型可分为船式水上飞机、浮筒式水上飞机和水陆两用飞机。船式水上飞机的机身外形像船(由此而得名)。这种飞机的机身是水密的且有浮力,能浮在水上不沉。左右机翼下各有一浮筒,因此飞机横向稳性增大。浮筒式水上飞机有两个雪茄烟形浮筒,而没有普通飞机的那种起落架。水陆两用飞机是一种有收放式起落架的船式水上飞机,因此它既能在水上起降,又能在陆地机场起降。水上飞机机体底部的外形采用特型设计,能产生流体动升力,并能保证起飞滑跑稳定,过载最小,溅水最少。

水上飞机在水上,是靠拖船拖带,或者利用发动机、空气舵和水舵来进行机动的。水上飞机的发动机装在上部,距水面有一定的距离,以防水进入进气口和溅到螺旋桨上,并可防止起降滑跑时螺旋桨等受到损伤。由于水上飞机结构独特,其飞行技术性能比普通飞机略差。水上飞机的机组配有个人用和集体用的水上救生器材(如充气背心、橡皮艇、橡皮筏等)。

在固定的水上机场起降的水上飞机停放在有混凝土上下坡道的岸边场地上,并在该处做好起飞准备。船式水上飞机的下水和上岸,利用可卸的轮式托架进行。水上飞机的基本用途是:进行海上侦察,搜索和消灭敌潜艇,编入反潜兵力、舰艇集团(编队)和护航运输队进行活动以及进行海上救生等。

9直升机

美阿帕奇武装直升机

一种重于空气的飞行器。它的升力和前进运动是靠一副或几副旋翼(有时与不大的机翼相配合)产生的。直升机能垂直起落,能向任何方向飞行,能定点悬停。直升机最常见的结构型式有三种;单旋翼式直升机、双旋翼共轴式直升机和双旋翼纵列式直升机。单旋翼式直升机除了一副旋翼之外,还有一副用于平衡反作用力矩的尾桨。双旋翼共轴式直升机有两副旋翼,装在同一条几何轴线上(共轴),旋转方向相反,以相互平衡反作用力矩。双旋翼纵列式直升机有两副旋翼,分别装在机身的前部和后部,旋转方向相反。直升机的旋翼由发动机带动旋转。直升机能在发动机不工作的情况下利用旋翼自转状态着陆。

任何型式的直升机均由下列部分组成:带起落架的机身、旋翼系统、尾桨(单旋翼式直升机)、传动机构、发动机、发动机工作保障系统(燃料系统、滑油系统等)、直升机和发动机操纵系统、电气设备、无线电电子设备。

直升机是达·芬奇设想出来的。他曾绘制过类似结构的飞行器的草图。

直升机按其用途和战术技术性能不同,在许多国家的军队里,被用于运送部队、军事技术装备和其他物质器材,机降空降兵,摧毁地面目标,反潜作战,海上扫雷,从战场上后送伤员,布设水(地)雷障碍,敷设通信线路,进行辐射侦察和工程侦察,校正炮兵射击,保障指挥通信以及作为空中指挥所使用。军用直升机,根据其所担负的任务不同,分为作战直升机(对地面部队进行火力支援的直升机、反潜直升机,运输空降直升机)、战斗保障直升机(侦察直升机、通信直升机、校射直升机、布雷直升机、加油直升机等)、辅助用途直升机(起重直升机、救护直升机、训练直升机、教练直升机等)。

10垂直起落飞机

美国MV22“鱼鹰”

兼有直升机和飞机性能的飞行器。这种飞机能像直升机那样靠螺旋桨拉力垂直起落。将螺旋桨和发动机或者将装有螺旋桨和发动机的整个机翼转动80—90(使螺旋桨轴呈水平状态)之后,它能像普通飞机那样平飞。垂直起落飞机(推拉力换向式飞机)可以不使用机场,飞行速度也大于直升机。垂直起落飞机(推拉力换向式飞机)的型式是多种多样的,已经制成的实验样机就有很多。但是,由于结构复杂,这种飞机尚未得到推广。

11地表效应飞机

地表效应飞机

能够在等于005—02翼展的高度上利用地表效应贴近水面、冰面或平坦地面飞行的运输工具和作战工具。与高空飞行相比,地表效应能大大提高飞行器的升阻比。这是因为在贴近地表飞行时机翼升力增大(机翼下面的压力升高),同时,机翼的诱导阻力则因气流流过的条件改变而减小。有些地表效应飞机能在地表效应范围以上的数百米高度上飞行(这时载重量显著减小)。这种地表效应飞机常称为超地表效应飞机。

地表效应飞机的主要结构特点如下:一般为展弦比小的低机翼(机翼长度的平方与面积之比为15—2);机翼两端的下方各有一个端板或浮筒,用来减小高压区空气的外流;高置水平尾翼(在地表和机翼后方气流的影响范围以外)用来保证地表效应飞机的纵向稳定性;有辅助起飞装置(前缘襟翼、后缘襟翼、换向气门、水下翼和增升喷气发动机等)。

12单人用背负式飞行器

单人用背负式飞行器

供单人飞越较短距离(如河流、布雷区、铁丝障碍物、峡谷等)的轻便装置。这种飞行器固定在人(操纵手)的背部,人可借以做上升、下降、悬停、平飞等动作。飞行器装有一部或数部喷气发动机以及操纵系统。飞行器的研制工作始于20世纪60年代。第一批实验飞行器发动机用过氧化氢作燃料,可工作20—30秒钟,飞行距离曾达数百米。70年代初,美国曾试验过一种单人用背负式飞行器,它上面装一台重约30公斤的小型轻便涡轮喷气发动机,使飞行距离和留空时间都有所增加。

13侦察飞行器

美全球鹰无人驾驶飞机

进行空中侦察用的飞行器,包括有人驾驶飞机、无人驾驶飞机、直升机、自动飘移气球等。航天器也可用于进行空中侦察。有人驾驶侦察机的主要优点是:灵活机动(能主动搜索目标,改变飞行高度、速度和航向,根据具体情况使用侦察仪器),能迅速判断所获情报的价值,能立即把情报传递到指挥机关;缺点是容易受到防空兵器的袭击。与有人驾驶飞机相比,无人驾驶飞机具有许多长处,如:没有牺牲空勤人员的危险,成本较低,维护比较简单,不需要机场,能在放射性沾染程度高的地区飞行。直升机可用于进行雷达侦察和辐射侦察。自动飘移气球用于航空摄影、无线电技术侦察和气象侦察。自动飘移气球可利用平流层和中间层具有季节性的方向稳定的急流来飞行。自动飘移气球飞行高度高,雷达对比度小,同它斗争比较困难。无人驾驶航天器(人造地球卫星)用于航空摄影和气象侦察,外国还用它们进行照相侦察、无线电技术侦察和电子侦察。航天器能发现洲际弹道导弹的发射情况,监视核爆炸等。有人驾驶航天器能在宇宙空间长时间飞行,并且载有综合性侦察设备。有人驾驶航天器的飞行高度范围为200—400公里。

14反潜直升机

Kamov27(蜗牛)反潜直升机

一种正得到迅速发展的反潜兵器。反潜直升机能以较低的速度飞行并能在指定的地点上空悬停,从而可使用吊放式和拖曳式声纳搜索潜艇。反潜直升机既可在陆上机场起降,也可在航空母舰、直升机母舰、巡洋舰、驱逐领舰、驱逐舰和其他种水面军舰上起降。外国海军目前已使用从舰上用无线电指令操纵的无人驾驶直升机。反潜直升机攻击潜艇用的兵器有反潜鱼雷和深水炸弹(无人驾驶直升机仅携带鱼雷)。

15飞艇

美国军用飞艇

许多国家的海军专家都认为,飞艇能长时间处于空中,能在指定地点的上空悬停,而且能以同潜艇航速相等的速度飞行,所以可有效地用作对潜搜索器材和攻潜兵器的携载工具。飞艇具有很大的载重能力,可携载大功率的水声器材和其他搜索器材以及攻潜用的有效兵器。在第一次和第二次世界大战中,飞艇曾用于完成反潜任务。战后,曾设计过反潜飞艇,但未装备海军。