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第4章 军用飞机的产生及发展(4)

雷达是一种用于搜索、监视与识别空中目标,并确定其坐标和运动参数的“无线电探测和测距”装置。1935年6月,英国科学家罗伯特·沃森·瓦特设计出第一部实验型脉冲雷达,该雷达的频率为12兆赫,探测距离可达64千米。1936年,英国人开始在其东南沿海地区部署由瓦特等人研制的“本土链”对空警戒雷达系统。这些雷达虽然存在着体积庞大、探测精度较差等弱点,但它们能够发现一二百千米外的轰炸机等大型空中目标,可向英军和盟军提供早期预警,为防空作战行动争取到宝贵的时间。在不列颠空战中,地面警戒雷达发挥了非常重要的作用。

鉴于雷达所具有的受天候的影响小、观测距离较远等优点,英国人决定将其搬到飞机上,用于对付敌方的潜艇等海上目标。1937年7月,英国的有关部门研制出了世界上最早的机载雷达,并进行了首次空中实验,有效作用距离达到十几千米。1938-1939年,英国设计成功ASV型机载对海搜索雷达和AI型机载截击雷达。这些无线电定位系统采用的是米波波段。尽管早期的机载雷达体积和重量均很大,探测距离较短,且可靠性也很差,但它们总算是使飞机具备了全天候能力,可以在夜间和复杂气象条件下作战,这就比对手技高一筹。

在“不列颠战役”中,德国空军的轰炸机经常在夜间对英国的城市和工业目标进行轰炸。防卫伦敦等地区的“飓风”、“喷火”型战斗机,在白天干得很好,每每将德军飞机拦截和击落于城区和工业区之外。可是到了晚上,这些战斗机就成了“睁眼瞎”,在黑暗中到处摸索,只有当探照灯的光束偶然照到敌机时,才能获得攻击的机会。为了对付敌军夜袭的飞机,英国人又专门研制了一种夜间战斗机,他们在该机上安装一台雷达,增加一名雷达操纵员。这样的截击机,在速度和爬升率等方面显然不能与单座战斗机相比。为了保证截击机的飞行性能超过轰炸机,经过分析研究,英国人决定用布莱汉姆公司生产的一种双发轰炸机进行改型设计,并将其定名为布里斯托尔“英俊战士”。

1939年7月,“英俊战士”进行了首次试飞,成为世界上第一架夜间截击机。该机装两台功率为1065马力的布里斯托尔“大力士”星型活塞式发动机,配备有4门20毫米机炮和6挺7.62毫米机枪,火力强大,驾驶员坐在视界良好的前舱里,而雷达操纵员则位于后舱内。1940年11月“英俊战士”投入使用,并第一次在深夜击落德国的轰炸机,首开利用机载雷达拦截并击落敌机的先河。此后,一直到二战结束,它都是英国皇家空军最重要的、“令人生畏”的夜间战斗机。

为了与英国人抗衡,1943年10月,德国人开始在飞机上试装“利喜顿斯泰恩”机载雷达。尽管其作用距离近,截获概率也不够高,但试用结果表明,这是一种很有前途的新型机载设备。1944年3月30日夜晚,英国空军出动了近800架轰炸机对德国的纽伦堡实施大规模空袭,结果,被安装了“利喜顿斯泰恩”机载雷达的德国战斗机击落了94架。受当时技术水平的限制,开始时,机载雷达的天线大都装在机头的外面,很像分岔的鹿角。因此,此类天线被人们称之为“鹿角天线”。二战期间,一些著名的夜间战斗机,如英国的哈维兰“蚊”式MK、德国的亨克尔He.219A-2/R1、容克斯Ju-88G-7、道尼尔Do.217N-2等飞机均采用的是这种雷达天线。

1940年2月,英国人研制成功多腔磁控管,为机载雷达跨入微波波段创造了重要的条件。1942至1943年,英国和美国合作,相继开发出了Ht2S,H2X,SCR-520,SCR-720,AN/APQ-7等型号的轰炸和截击雷达,并投入使用。二战后期,这些机载雷达在完成轰炸、截击、反潜等任务中发挥了一定的作用。某些夜间战斗机,如美国诺斯罗普公司于1943年开始生产的P-61“黑寡妇”、道格拉斯公司研制的P-70、英国的“英俊战士”的改进型等,其配备的截击雷达的天线已安装在机头的雷达罩内了。

P-61是美国为夜间作战而专门设计的第一种飞机,它的尺寸相当于一架中型轰炸机。该机有多种改型,其中P-61C的翼展为20.2米,机长15.1米,机高447米,机上装有两台2800马力的活塞式发动机,最大起飞重量18.3吨,最大飞行速度692千米/小时。P-61飞机上设有驾驶员、雷达操纵员和射击员,配备有4门20毫米机炮、4挺7.62毫米机枪,还可挂4枚725千克的炸弹。由于它们主要在夜间作战,因此,全身都涂敷着黑漆,因此人们将其命名为“黑寡妇”。1944年7月,P-6l飞机在南太平洋上空执行了首次作战任务。该机以其优异的夜战性能,受到了美军的青睐,很快便取代了技术不够成熟的P一70等型飞机,而成为美国陆军航空队的标准夜间战斗机。

随着岁月的流逝,目前,“黑寡妇”这种二战期间的名机,在世界上仅存几架。北京航空航天大学飞机陈列场保留有一架。该机已成为稀世珍品。

3.早期喷气式飞机的诞生

飞机发明成功后不久,便有人提出了喷气推进的设想。二次大战前,英、德、意、美、苏等国都在积极探索喷气式发动机的原理和设计。在这场竞赛中,英国人和德国人处于遥遥领先的地位。1930年1月,英国空军军官F.惠特尔获得了涡轮喷气式发动机的专利。1937年4月12日,由他领导研制的世界上第一台离心式涡轮喷气发动机开始进行台架试车,其推力为200多公斤(2千牛)。然而,他还是比德国人晚了一步。这一年的3月,由J.P.冯-奥亨等人设计的第一种涡喷发动机HeS-3B已在德国运转成功。HeS-3B为轴流式喷气发动机,最大推力约500公斤。

1939年8月27日,德国人试制的世界上第一架涡轮喷气式飞机--“亨克尔”He.178,进行了一次划时代的试飞。该机采用硬壳式铝机身和全木质机翼,动力装置为一台HeS-3B发动机的改进型。它的最大速度可达700千米/小时。1941年5月15日,英国的第一架涡轮喷气式飞机--“格洛斯特”E28/39,也飞上了蓝天。该机的动力装置为一台F惠特尔设计的W-1发动机,其最大推力达6.5千牛。同年12月,意大利的CC-1,CC-2涡轮喷气式飞机,亦完成了从米兰到罗马的飞行。

1942年7月,亨克尔的竞争对手,梅赛施密特终于研制出了世界上第一种实用的喷气式战斗机--Me.262。该机连续创造了世界飞行速度纪录,最大平飞速度达到了惊人的850千米/小时。与同期的活塞式战斗机相比,Me.262A-1a的某些性能是超一流的,在飞行速度、高度和低空性能等方面,占有一定的优势,是个令人生畏的对手。在一次空战中,6架Me.262曾创造了在数分钟内连续击落15架B-17轰炸机的纪录。

二战中,盟军装备使用的唯一的喷气式战斗机,是由英国格洛斯特公司于1943年开发成功,1944年投入批量生产的“流星”MK.I及其改进型“流星”MK.DI。该型飞机在世界空战史上首创了用喷气式飞机成功拦截德国V-1飞航式导弹的战例。

不过,诞生于的二战后期的早期喷气式战斗机,由于技术尚未成熟,其可靠性以及飞行品质,则还存在着一些缺陷,而且早期的涡喷发动机的推重比小,耗油率高,飞机的航程和作战半径并没有多大提高,甚至还不如最先进的活塞式战斗机,因此其生产量不大,战绩也不显著,没能改变活塞式战斗机一统天下的局面。

(第四节)军用飞机的分类和构成

军用飞机是随着飞机在战争中的大规模应用而不断发展的。两次世界大战与战后连绵不断的局部战争,既为军用飞机提供了用武之地,也对军用飞机不断提出新的需求,促进军用飞机不断向前发展。军用飞机在战争中的使用,极大地改变了战争面貌,对于战争与军队建设产生了深远影响。

一、军用飞机的分类

军用飞机按照不同标准,可进行不同分类。其中,按飞机的技术特征和用途分类,是基本分类方法。

(一)按技术标准分类

按照技术特征对军用飞机进行分类,实际上没有一种通行标准。这主要是因为影响飞机性能的技术很多,而且使用得也较随便。分析起来,主要有按组成部件的外形、数目和相对位置进行分类,按推进装置进行分类,按飞行技术性能进行分类等。

按组成部件的外形、数目和相对位置进行分类。有以下分类方法:按机翼的数目,可分为单翼机、双翼机和多翼机。按机翼相对于机身的位置,可分为下单翼、中单翼和上单翼飞机。按机翼平面形状,可分为平直翼飞机、后掠翼飞机、前掠翼飞机和三角翼飞机。按水平尾翼的位置和有无水平尾翼,可分为正常布局飞机(水平尾翼在机翼之后)、鸭式飞机(前机身装有小翼面)和无尾飞机(没有水平尾翼);正常布局飞机有单垂尾、双垂尾、多垂尾和v型尾翼等型式。

按推进装置分类。按推进装置分类,可分为螺旋桨飞机和喷气式飞机;按发动机的类型,可分为活塞式飞机、涡轮螺旋桨式飞机和喷气式飞机;按发动机的数目,可分为单发飞机、双发飞机和多发飞机。

按飞机的飞行性能进行分类。按飞机的飞行速度,可分为亚音速飞机、超音速飞机和高超音速飞机。按飞机的航程,可分为近程飞机、中程飞机和远程飞机。按飞机升限,可分为中低空飞机和高空飞机等。

另外,还可按起落装置的型式,可分为陆上飞机、水上飞机和水陆两用飞机。按飞机的活动空间,可分为飞机和航天飞机、空天飞机等。

(二)按飞机用途分类

按用途分类是军用飞机通用的分类方法,也是基本方法。空军的基本战术作战单位通常按飞机的用途分别组建。按这种方法分类,军用飞机可分为:战斗(歼击)机、攻击(强击)机、轰炸机、战斗轰炸机或战斗攻击机、多用途战斗机、反潜机、侦察机、预警机、电子对抗飞机、空中加油机、军用运输机、救护机、军角教练机等。

(三)按有无驾驶员进行分类

按有无驾驶员进行分类,军用飞机可分为有人驾驶飞机和无人驾驶飞机两类。无人机是比有人机稍晚出现的一种飞机,在一个较长时间内,无人机主要作为飞机和高射炮、地空导弹打靶的靶机。从20世纪60年代开始,无人机进入侦察领域,成为空中侦察的重要武器。随着技术的发展,无人机开始充当诱使敌方雷达开机、导弹发射的诱饵机、电子干扰机等作战支援任务。在近期的战争中,无人机开始担负攻击地面目标的任务。如今,无人机已经活跃在战争的各个角落,成为空中战场的一支重要力量。

本书按照军用飞机的用途分章介绍,在每种用途军用飞机的介绍过程中,按发动机将其分为活塞式和喷气式不同时代进行详细介绍。

二、军用飞机的基本结构

军用飞机主要由飞行平台、机载设备,机载武器系统组成。

1.平台。飞行平台指飞机本身,主要包括机体、机翼和尾翼、起落装置、动力系统、飞行控制系统。

(1)机身。机身用于安置人员,装载设备、货物、武器、动力装置和燃料等。机翼、尾翼都固定在机身上,有的飞机的起落架支柱也固定在机身上。

(2)机翼。机翼的功用是在大气中运动时产生升力,还装有副翼和扰流片;没有尾翼的飞机,机翼上装有纵向操纵装置(升降副翼),此外,机翼上还装有增升装置。

(3)尾翼。尾翼分为水平尾翼和垂直尾翼。水平尾翼一般由水平安定面和升降舵组成,垂直尾翼由垂直安定面和方向舵组成。有的飞机将水平尾翼做成一个整体,可以操纵偏转,称为全动平尾。有些飞机没有水平尾翼,在机翼前面装有水平小翼面,称为前翼或鸭翼。水平尾翼保证飞机的俯仰稳定性、操纵性和平衡。垂直尾翼保证飞机的方向稳定性和操纵性,并与机翼、副翼、扰流片或差动平尾共同保障飞机的横向稳定性和操纵性。

(4)起落装置。用于保障飞机起飞、着陆、在地面(水面)上停放和清行中支持飞机。它包括起落架、机翼增升装置、起飞加速装置和着陆减速装置,有的飞机还有拦阻钩等。起落架在飞机飞行时一般可收起,一些老式飞机和低速飞机的起落架不能收起。起落架有轮式、浮筒、船身、滑橇等型式。

(5)动力装置。航空发动机及保障发动机工作的各种装置和系统的总称。包括推进系统、起动系统、操纵系统、燃油系统、滑油系统以及发动机固定装置、推力方向控制系统和灭火设备等。现代飞机最常用的发动机是燃气涡轮发动机,包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和螺旋桨风扇发动机。活塞式发动机只用于轻型飞机,火箭发动机用于试验飞机和加速装置上。

(6)操纵系统。用以传递操纵指令、驱动舵面和其他机构以控制飞行姿态,有主操纵系统和辅助操纵系统之分。前者用于操纵飞行轨迹,包括驾驶杆(盘)、脚蹬、方向舵、连接升降舵(或全动平尾)和副翼的传动装置以及其它专门装置;后者包括调整片、襟翼、减速板、可调安定面和机翼变后掠角的操纵机构。按控制指令的来源不同,飞机飞行控制系统又可分为飞机人工飞行操纵系统和飞机自动飞行控制系统。

2.机载设备。包括驾驶导航仪表、发动机仪表、无线电通信设备、雷达、电气设备、环境控制和生命保障设备。军用飞机还装有电子对抗等特种设备。

3.武器系统。武器系统是军用飞机特别是作战飞机所特有的,是区别于军用飞机与非军用飞机的主要标志。包括武器和弹药、火力控制系统、武器装挂和发射装置等。

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