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世界科技全景百卷书: 人丁兴旺
云海骑兵 西方最早的用动力驱动的飞机是一种玩具直升飞机；人们知道的最早的直升飞机插图，是 14世纪初期绘制的，因此这种直升飞机玩具的出现，比14世纪还要早得多。这种玩具是直接从风车（一种被动的螺旋桨）衍生出来的，但它却把风车的作用倒了个儿，把风车的翼板变成了一种主动的起推进作用的旋翼叶片。因此，它也是飞机螺桨的最初的模型。这种玩具有四个旋翼叶片，旋翼装在一个轴上，轴插在一个套筒里；轴上绕着一根长绳，绳子的头从套筒壁上的小孔拉出；猛拉绳子，轴就会迅速转动，使其高高地升起在空中。至今还有人玩这种玩具。 达·芬奇最先制造出有动力源的直升飞机模型（动力源是钟表的弹簧）；表面呈螺旋桨形。 在1783年发明气球后不久，就制造出了水平转动的直升飞机螺旋桨，从现在的观点看来，它就变成了一种真正的螺旋桨。布兰查得于1784年首先把这种螺旋桨用于气球，用手转动 （但无效）。从此以后，为飞机设计和制作的螺旋桨模型不胜枚举。1852年的吉法尔飞艇上曾使用螺旋桨，它是最先利用螺旋桨推进的足尺型载人飞行器。 直升飞机玩具在17和18世纪越来越普遍；1796年，法国学者洛努瓦和比安弗尼，设计了一个用弓钻机械操作的双旋翼模型。这种模型为凯利于1809年所推广，此后经常为人们所仿制，竟成了制造直升飞机的人吸取灵感的主要泉源。在19世纪，有许多直升飞机的模型试飞成功。接着在1907年，在汽油发动机臻于完善之后，有两架载人的飞机成功地从地面上垂直起飞：布雷盖兄弟于9月在杜埃首先从地面垂直起飞，然而这次却名不符实，因为有人从地上使其稳定；科纽的双旋翼直升飞机于11月在利利克斯附近起飞，而这次飞行却没有外力的帮助。 直升飞机的发展通过了一个过渡阶段才达到实用阶段；过渡阶段的直升飞机是西埃瓦旋翼机，这种飞机于1923年开始试飞。西埃瓦看到，要研制成功一种实用的直升飞机，在动力装置和旋翼叶片的控制方面会遇到一些难以解决的问题。直升飞机本身靠旋翼产生升力，又靠旋翼推进；它不仅能垂直起落，还能悬停。因此，西埃瓦设计了一个正规的飞机骨架，在头部装上一台牵引式螺旋桨和发动机，然后在机身上装上能自由旋转的旋翼叶片，而不是装上普通的机翼。当飞机在螺旋桨的推动下前进时，旋翼叶片就飞速转动，给飞机提供升力。但是，通过离合器和发动机连接的旋翼，经过初步加速后脱离接触，这样，旋翼机便能在地面上滑跑数英尺之后冲向天空。它也能在陡度很大的情况下着陆，但不能垂直着陆和在空中悬停。 最初的完全实用的直升飞机，是德国人福克—阿赫格利斯研制成功的FL—61型。后来，西柯斯基又研制成功了VS—300型这种最早的单旋翼直升飞机。此后，直升飞机经历了长期的连续发展，终于成了一种新型的重要飞机。 直升飞机的发展虽然比飞机发展缓慢，但至今也发展到了第四代。换代的标志是发动机和旋翼材料这两个重要方面的进步。 从第一架直升机的诞生到1955年，这是第一代。这时直升机用的是活塞式发动机，旋翼是木质的。它飞行速度不快，大约只有每小时200公里左右；使用寿命也不高，大约为600小时左右。如美国1954年生产的S—58，虽然旋翼改成金属的，但发动机还是活塞式的。美国早期生产的贝尔—47和前苏联早期生产的米—4都是第一代的典型机种。 从1956年到1965年，第二代直升机出现了。它们普遍采用喷气式发动机，旋翼全都采用金属材料，速度达到每小时250公里，寿命增到1200小时。如1961年生产的米—4，旋翼就改为金属材料了。前苏联1957年生产的米—6，装有喷气发动机，旋翼材料为钢梁、金属面。1962年试飞的米—8也是喷气直升机，它的平飞速度为每小时250公里。其中E型是世界最重的武装直升机。1957年美国将S—58改装喷气发动机，变成了第二代的S—61，最大平飞速度可达每小时267公里。此外，第二代直升机在载重、飞行高度和飞行距离上也较第一代有所提高。如米—4的最大戴重为1740千克，最大航程为400公里，而米—6最大载重为1.2万千克，航程600多公里。S—58起飞重量只有5900千克，升限为2900米高，而S—61起飞重量为90635千克，限为3385米高。法国1962年首次试飞的SA—321“超黄蜂”，也是第二代直升机的代表机型，它最大起飞重量为1.3万千克，升限4000米，航程800公里，一次可飞4小时。 第三代直升机的主要改进是旋翼采用玻璃纤维材料，它的寿命更长，可达360O小时，速度可达每小时300公里。投产使用时间大约在1966年至1975年。代表机型有德国1967年试飞的BO－105，它的旋翼桨叶用玻璃钢制作，具有很大的挠性，在试验时，经受住了比它正常载重大10倍的疲劳性能，而完好无缺。它超载总重可达2300公斤，速度为每小时250公里，升限为4100米，航程为1000公里，一次可飞5小时45分钟。英国和法国于1971年合作生产的“山猫”，桨叶叶尖是成型玻璃钢，桨叶则由玻璃钢做蒙皮、不锈钢为梁、蜂窝结构为芯。它最大起飞重量为4万多千克，最大速度为每小时333公里，升限为3650米，最大航程为788公里。 1976年以后，直升机发展到第四代，它换代的标志是旋翼材料改用复合材料，寿命更高，速度可达每小时350公里。代表机型有美国生产的S—70A。它的尾桨十字梁用的就是碳纤维复合材料，它不必用任何铰链，挠性好，寿命极高。美国1976年以后，将BO－150型机的桨叶改用复合材料等，变成了一种轻型运输直升机YUH—61A，它在70年代后期成为美国陆军的新机种。 除了发动机和旋翼材料的改进外，新一代的直升机在重量和个体大小上，则向两极发展。向大型发展的，可以装载更重、更大的东西，如前苏联1981年展出的米—26，能载20吨重物，客运可载100人，是目前世界最大、最重、翼桨叶最多（8片）的单旋翼直升机。向小型发展的，如目前正在研究的“空中摩托”小型单人直升机，总重量才有100千克，能飞3000米高。还有一种“旋翼”式微型直升机，一个人乘上它，可以向上下、左右、前后飞行，或停悬在空中。此外，总重在10吨左右的中型军用机，因为它兼具重型机的载重大、轻型机灵巧的优点，所以发展很快。 早期的直升机在军事上大多用在抢救、空降等方面。60年代初，法国首次用直升机攻击地面目标。美国在越南战争中还进一步研究出一种专门用机枪攻击地面目标的AH—1G武装直升机，后来发展到用空地对导弹攻击地面目标的AH—1Q。最近，美国还生产了一种装有最先进武器的新型直升机AH—64，它号称是世界上最昂贵的武装直升机。 据最新报道，法国和德国也将合作研制一种“虎”式新型战斗直升机，它的作战能力将优于目前任何一种军用直升机。 飞天乳母机 飞机在空中飞，不可能装太多的油，这样就影响航程；多装油，又影响有效载重。如果到地面加油，不但麻烦，而且会延误战机。于是，飞行家萌生了在空中加油的想法，就是用一种装满油的飞机，飞到空中去，对另一架飞行中的飞机加油。 飞机首次空中加油成功的事例，发生在1922年9月。美国一架DH—4飞机对另一架DH—4飞机加油成功。加油时，共飞行了21小时19分钟，飞了3430公里距离。这次加油成功，表明飞机进行加油是可行的，于是专用的加油机就出现了。 早在40年代中期，英国就研制出了一种用软管加油的飞机。开始是用轰炸机改装而成，它伸出一根软管，然后接到另一架飞机油箱中。加油机飞到被加油机上方，油通过软管加到飞机中。但当时的飞机是螺旋桨式，软管经常缠绕在桨叶上，影响加油，后来即使改用长线引出软管等办法，也不很理想。 第二次世界大战中和战后，尤其喷气机出现后，由于飞机耗油多，对加油要求就更为迫切，于是出现了一些先进的加油机。对加油机采用漏斗式出油管，接到被加油机受油管上，这样就安全可靠了。 美国、前苏联和英国等，都生产了先进的加油机。美国有KC—135、KC—10A，前苏联有图—16、米亚—4，英国有“胜利者”等。 KC—135原是美国1954年生产的运输机，后来改造成“同温层油船”加油机。这是一种涡扇喷气飞机，最大起飞重量 13万多千克，一次可以供油10万多公升。B—52轰炸机用它加两次油，就可以环球飞行一周。 KC—10A是美国在DC—10—30F客机基础上研制而成的。DC—10—30F是美国1971年开始试飞的一种宽机身客机，最大起飞重量高达25万多千克，改造成加油机KC—10A后，最大供油量可达90吨。它供油速度也快，每分钟达5683公升。 英国“胜利者”原是一种轰炸机，1952年试飞，最大起飞重量85吨，改成加油机后，可载油45吨。 前苏联的图—16原来也是一种轰炸机，1955年交付使用。它的最大起飞重量为7万多千克；米亚—4原是一种重型轰炸机，1957年开始服役。它的最大起飞重量为16万多千克。 空中加油机主要用于军用飞机上，因为客机携带的油足够越洋飞行，所以目前旅客机都不用空中加油。由于战争的需要，各国对加油机都十分重视，单美国就有500架以上的加油机。从1964年6月至1978年8月，美国共出动20万架次空中加油机，空中加油达90亿磅。1982年，英国和阿根廷之间的马岛战争爆发后，由于英国远离马岛，所以就采用空中加油机，对“鹞”式战斗机进行空中加油，使它一天能连续飞行1.2万公里，及时赶到目的地。而这些飞机用船装运到目的地的话，起码要一个多月的时间。这次战争使英国加深了对空中加油机重要性的认识，于是准备扩建空中加油部队。有的军事家甚至认为，空中加油是提高飞机作战效能的一个关键。 捣蛋专家机 隐身飞机是一种欺骗雷达，使雷达看不见的飞机。还有一种飞机也是专门欺骗雷达的，但是它的作用正好与隐身机相反。它故意制造“电子”假象，暴露在对方雷达面前，使雷达被它的“迷魂阵”弄得神魂颠倒，以为真的有飞机来，就发出攻击，结果使打击落空。这种施“迷魂阵”的飞机就是电子飞机，也叫电子对抗机。 电于飞机是现代电子战的主力之一，它是从60年代开始广泛用在各国空军部队的，例如在前苏联前线航空兵中，电子对抗机占作战飞机总数的1/9；而在轰炸机部队中，电子对抗机占的比例还要大，约占1/7左右。 目前的电子对抗机大多都是用其他飞机改装而成的。美国有EA—6B、F—105G、F—16B、EF—111A等干扰机。前苏联有图—16H和用雅克—28改进的干扰机等。目前，我国也在研制电子对抗机。干扰的手段有两种：一种是消极的干扰，就是从飞机上撒下一些金属铝箔条。这些箔条只有几微米至几十微米厚，几毫米至几十毫米宽，一米至几米长。撒下后，铺盖成很大的面积。对方雷达的电波被箔条反射后，造成有大批飞机的假象。这些箔条在空中能停留一个多小时，等敌机出来攻击，撒箔条的飞机早跑掉了。近来研究制出一种玻璃纤维和尼龙丝箔条，停留时间更长，达几个小时，造成的假象保留时间更长了。另一种是积极的干扰，就是从电子干扰机上发出强烈的干扰信号，或假的信号，使敌方雷达被假信号欺骗而上当。 EA—6B是美国1971年1月开始装备美国海军的专用电子对抗机。它是在美国A—6攻击机基础上改进而成的，它加长了机身，垂直尾翼上还加装了一个大型天线罩，两翼框架前端各有一个干扰天线，垂直尾翼两端、机翼两端、机尾也都装有天线。机上装有千扰系统、欺骗干扰系统、通讯干扰系统、干扰物投放器等，使它的干扰效率很高，它至今仍在部队发挥作用。F—105G是在F—105战斗轰炸机基础上改进而成的。 F—16B是在F—16的基础上改进而成的。 EF—111A是70年代后期生产的先进干扰机，它的最高速度可达声速的2.2倍，航程达4000公里。它上面装备的电子设备重达3吨，这能及时鉴别敌方雷达信号特性，以便采用灵活的干扰方案。它上面除飞行员外，还专门配备了一名负责电子对抗的电子军官，是目前美军电子干扰的主力。 前苏联图—16H是1952年试飞的轰炸机，雅克—28是超音速轰炸截击机，1957年试飞。它们改装电子对抗机后，先后在前苏军中服役。有消息说，前苏联还准备将先进的米格—23和苏—24战斗机改装成电子对抗机。 早在第二次世界大战的末期，英美联军就在多佛尔海峡对希特勒使用过电子干扰。1944年，干扰机撒下的箔条，使德国雷达误认为大批飞机攻来，以致使希特勒上当，将部队调往多佛尔，而盟军却出其不意地在法国诺曼底半岛登陆。 在第三次中东战争中，以色列飞机对埃及雷达施放假信号，埃及导弹得到假的指令，结果导弹全部打空，未中目标。 无人机 无人驾驶飞机是机上没有驾驶人员的飞机。最早的无人驾驶飞机是通过无线电从地面遥控的，后来发展到在飞机上装有预先安排好程序的电脑，在电脑控制下，飞机会按程序自动导航。 早在本世纪初，就有人提出利用无线电控制飞机是可能的。接着就出现了无线电遥控的飞机模型。30年代，美国、英国和前苏联等国就造出较先进的无线电遥控飞机，并将这种飞机改装成靶机如美国的OQ—19、PQ—8、英国的“蜂后”和前苏联的ПO—2。 靶机就是供打靶的飞机。最早的打靶，是把模型飞机挂在线上，用两根支柱拉在空中，然后用线拉动模型，供打靶用。后来发展到在飞机尾部拖一个长长的口袋或旗子，这口袋和旗子就当靶子使，叫拖靶。这些靶子既不真实，也不安全。而靶机则可以模拟真实的飞机，训练效果较好。 在第二次世界大战期间，美国还研究过无人驾驶的轰炸机。当时是用轰炸机改造而成的，如在B—17、B—24轰炸机上安装自动控制系统，变成遥控式无人轰炸机。它先由驾驶员操纵一段时间，当进入攻击目标前，驾驶员跳伞离开飞机。以后，从另一架飞机上遥控它飞向目标，执行轰炸任务。可以看出，这种无人飞机并不全自动，使用起来还有一定局限。 50年代以后，无人驾驶飞机有了较大的发展。在这之前，无人驾驶飞机大都是用有人驾驶的飞机改造而成的，而这时已经有了专门设计的无人驾驶的靶机了。而且，成功地制造出了无人驾驶的无人侦察机和研究机。这时，无人驾驶飞机的动力也由活塞式发动机，改为喷气式发动机了。 70年代以来，由于电子仪器的微型化，使无人驾驶飞机发展进入了一个新时期。这时不只遥控式无人驾驶飞机性能更先进，而且有了程序控制的全自动式无人驾驶飞机、电视遥控的无人驾驶飞机和无人驾驶的电子对抗机。 如美国近年使用的高速遥控无人驾驶飞机“火烽”，就是性能较好、在世界上生产量最多的无人驾驶飞机。它早在 1951年就开始进行滑翔飞行试验，接着又在新墨西哥州进行了动力飞行。这种飞机分两种型号，一种为空军型Q—2A，另一种为海军型KDA。以后逐步改型，如改型后的“火烽”Ⅰ型BQM—34A，可以作为靶机，由飞机牵引升空；改造后的“火烽”Ⅱ型BQM—34F可以作无人驾驶侦察机，由地面发射架发射到空中或由空中母机投放到空中。后来，还改造成了能用数字控制的全自动的无人驾驶机。 美国曾多次使用“火烽”AQM—34R和AQM—34Q无人电子侦察机，对东南亚和欧洲进行侦察。前苏联也曾经在中越边境多次使用图—95无人电子侦察机进行侦察活动。美国1958年开始研制BMA—72无人电子对抗机。这种飞机实际是一种假目标，从雷达上看，它和B—52相似，是一种冒牌货。最近，无人驾驶作战机也投入了使用。如美国的BGM—34A无人攻击机可以自动发射导弹。此外，美国还生产出了QH—50C无人驾驶直升机，可以对潜艇发射鱼雷。 两栖雄鹰机 19世纪末、20世纪初正是航空历史上重要的一页，在这个时期，人类终于实现了飞上蓝天，展翅遨游的梦想。然而，飞机都是从陆地上起飞的，它有没有可能从水上起飞呢？有一个法国人亨利·法布尔却想到了这一点。 法布尔于1882年出生在法国的马赛市，这是一个濒临地中海风景优美的城市。小小年纪的法布尔就在他父亲的陪同下去看水上行驶着的各种各样的轮船，他父亲可是个造船能手哟！ “爸爸，船为什么会在水上跑呀？”小法布尔稚声稚气地问他父亲，他的小脑袋里藏着许许多多的为什么。 “噢，那是因为船上有螺旋桨，它推动着水，才使船向前跑的。”父亲用手指着远处的船，打着手势回答道。 “那么，爸爸，船为什么不会在天空中飞呀？”小法布尔指着天空，歪着头又问道。 “傻孩子，天空中飞的那叫飞机，轮船是不会飞到天上去的。”父亲爱抚着法布尔的头，朗朗大笑道。 “爸爸，我长大了造一艘能飞到天上去的船好吗？” “好呀，那当然好。到那时，我和你一起坐在里面。” 父子俩的这一段对话，深深地印在了法布尔幼小的脑海里。长大以后，他果然没有忘记自己从小就萌发的志向，开始钻研起了造船的学问。开始，法布尔学的是工程学，后来转向了流体力学，这是一门专门和水打交道的学问，研究水流的种种奥秘。 1905年，23岁的法布尔从流体力学又转向了空气动力学。在研究空气动力学的过程中，法布尔又回想起小时候和父亲在地中海边的那一段对话。 “对呀，我为什么不用现在学到的知识来实现小时候的幻想呢？”于是，造一架水上飞机的计划摆上了法布尔的工作日程。 光阴似箭，一晃4年过去了。1909年，法布尔利用研究空气动力学获得的知识，果然制造了一架飞机，这架与众不同的飞机，它身子下面装有3个浮筒，装有3台连接一副螺旋桨的发动机。然而，遗憾的是，这架水上飞机没有能够飞起来。 虽然，法布尔设计制造的第一架飞机并没有取得成功，但是，他并没有泄气，他仍然一如既往地忙碌着、工作着。 一方面，他抓紧时间查出这次的失败原因；另一方面，他又在着手准备再造一架新的水上飞机了。就在这一年的下半年，一架新设计的水上飞机制成了。 这第二架水上飞机的结构非常有趣：机身前面有一个浮筒，另外两个浮筒装在单翼机的机翼下面，机翼安装在飞机的后面；飞行员的座椅安装在纵梁上，而纵梁则将机翼和升降舵连接在一起；还有一台36千瓦的气缸旋转式发动机装在后面，驱动一副推进式螺旋桨。可以这么说，只有船舶制造世家出身的法布尔，才会有这样大胆的设想。这架飞机整个构架都是用木头制造的，浮筒是用胶合板制成的，弹性较好，它们能抵抗水上滑行时产生的撞击及降落时的震动。 1910年3月28日，一清早，法布尔就穿着整洁的衣服来到到了靠近马赛的一个码头，初升的太阳照着水面和码头，也照在法布尔和这架水上飞机身上，一切都显得那么清新、宁静。 码头附近陆陆续续走来了一些围观者，他们中有法布尔的朋友、老师和亲属。 朋友们真诚预祝法布尔旗开得胜，马到成功。 此刻，水面上波光闪烁，风平浪静，正是试飞的好时候。法布尔坐进飞机，开启了发动机，一会儿，这架飞机便以每小时55千米的速度在水面上滑行起来，飞机滑行过的水面泛起阵阵白浪，然而，飞机却没能飞起来。 法布尔停下以后，检查了一下，认为并没有什么问题，决定第二次试飞。 飞起来了！飞起来了！第二次，法布尔驾驶的这架水上飞机飞离了水面，以每小时60千米的速度沿直线飞行了大约500米的距离，后来，随着发动机的关闭而安全地降落在水面上。 这天下午，法布尔邀请了一些政府官员前来观看他的飞行表演，一切都顺顺当当，漂漂亮亮。官员们都为法布尔的成功感到十分自豪，因为这第一架水上飞机就出现在法国的马赛市，作为马赛的官员当然引以为豪。 这一天，法布尔总共飞行了4次，其中一次，还进行了小坡度转弯飞行呢！ 第二天，法布尔又继续驾驶着这架飞机，飞行了6千米的路程。 为了参加1911年3月在摩纳哥举办的一次规模盛大的船舶展览会，法布尔特地对这架水上飞机进行了改装，使它更鲜亮更美丽了，同时，他还邀请了一位经验丰富的飞行员作飞行表演。 前来参观展览会的人都被这架奇特的飞机吸引住了，人们驻足不前，不时小声议论着。 在展览会期间，水上飞机为参观者作了现场表演。第一次飞行非常成功，飞行员轻捷地从水面上起飞，在空中飞行了好长一段时间，又安全地降落下来，人们不禁热烈鼓掌，这对法布尔来说，真是最大的安慰了。 然而，意料不到的事发生了。在第二次飞行表演时，这位飞行员犯了一个严重的错误——他着陆时太靠近海岸了，结果，飞机掉进了拍岸的浪涛里，受到了严重的损坏。 这对法布尔来说打击太大了。从此他只得结束了这方面的工作，因为他已没有钱再投资造水上飞机了，然而，法布尔并没有因此从航空领域中销声匿迹，他开始集中精力为别的飞机去设计和制造浮筒了。 法布尔虽然没有给后来的航空发展作出更多的贡献，但是，他首创的水上飞机，却已使他名垂青史了。 格斗骑士机 1981年，利比亚和美国在地中海上空发生的空战，是一场很典型的空中格斗。那年8月19日，利比亚空军的苏—22双机和正在利比亚北海岸锡德拉湾进行军事演习的美国海军F—14双机相遇，激战1分钟。空战中，利比亚1号机先发射AA—2“环礁”式红外制导空空导弹，未中，美国F－141号机摆脱来袭导弹后转向利比亚2号机，发射一枚“响尾蛇”导弹将其击落。扑了空的利比亚1号机企图再次转弯攻击美2号机，但美2号机以更小的转弯半径急转到其尾后咬住不放，并发射导弹击中利比亚1号机尾喷管，利机当即凌空爆炸。这次格斗战，双方都使用了空对空导弹，1分钟的较量，美国F－14以2∶0取胜。 空战（或称空中格斗）用的战斗机，也称歼击机，早年称驱逐机，用于在空中消灭敌机和其他飞航式空袭兵器。二次大战后一段时间，有些国家还研制了要地防空专用的截击机，对付敌轰炸机。但60年代以后，由于雷达、电子设备和武器系统的完善，截击机的任务已由战斗机完成，截击便不再发展。 战斗机的主要任务是与敌方战斗机进行空战，夺取空中优势；其次是拦截敌方轰炸机、战斗轰炸机、攻击机和巡航导弹；战斗机也具有一定的对地攻击能力。 第一次世界大战时期，法国首先在飞机上安装机枪用于空战，随后出现了专门设计的战斗机。至第二次世界大战前夕，战斗机已由双翼木布结构过渡到单翼全金属结构，起落架由固定式发展成为可收放式，飞行阻力大大减小。二次大战中后期，世界著名的战斗机有美国P－51“野马”；英国“喷火”“飓风”；前苏联的拉-7；德国的Me－109， Fw－190以及日本的“零式”等。它们都使用活塞发动机，有的速度达到750公里/小时，接近活塞发动机飞机的速度极限，升限达到12000米左右。二次大战将近结束时，德国和英国率先使用喷气式战斗机，但因为数量少、性能差，对战争的进程没有产生重大的影响，喷气式战斗机的普及是战后的事。战后战斗机领域的另一重大创新是完成了向超音速的过渡。 音速就是每秒飞行340米的速度。1945年英国人试验了一种高速飞机，当速度接近音速时，机身破裂，机毁人亡，于是有人说“音速——像是面前的一堵障碍墙”。后来便出现了“音障”这个词儿。 为了突破音障，美国兰利研究中心做了大量的试验，并研制了一架叫XS－1的研究机试飞。这架飞机外形像个炮弹，第一次试飞时，是把它装进B－29轰炸机的弹舱中空投后起飞的。那是1947年10月14日，年仅24岁的查尔斯·耶格尔上尉坐进XS-1的座舱里驾驶了这个“炮弹”。当B－29爬高到7600多米高空投下XS－1后，耶格尔立刻起动发动机把飞机拉高，向上爬升，直爬到11580米时，才改平飞，然后关掉发动机开始俯冲。当速度达到马赫数0.8时，飞机强烈振动，马赫数越大，振动就越加剧，0.97，0.98……突然，飞机停止了强烈振动，后来XS－1的速度达到了马赫数1.04——超过了音速！从此，人类的飞行不再受“音障”的限制了。此后到1955年10月，美国北美公司F－100在水平飞行中实现超音速飞行，中间又经过8年。 战斗机的特点是机动性好、速度快、火力强。从50年代战斗机实现超音速以来，它的发展先后经历了四代。 以F－15为代表的第三代战斗机是60年代末开始研制的，吸取了朝鲜、越南等局部战争的经验，强调空中机动性。70年代开始大批装备部队，目前仍是很多国家的主要装备。这一代战斗机，高空最大速度可达3000公里/小时，超低空允许最大速度1500公里/小时，升限达21 000米左右，最大航程 （不带副油箱）2000公里，低空作战半径大于800公里。机动能力是现代战斗机的重要性能之一，从速度马赫数0.9增速到马赫数2.0约需2.5分钟，从海平面高度上升到10000米需1.5分钟。为适应现代空战特点，有的战斗机的瞬时转弯角速度能达到30度/秒。这些战斗机的武器多是兼有中、远程拦射导弹，近距格斗导弹和航空机炮。有些导弹兼有红外和雷达两种制导方式，同时挂在一架战斗机上可以适应不同作战对象和战场环境，大大提高了摧毁目标的概率。中、远程导弹，有的射程达100公里，向上发射可以攻击高度差10～12公里的目标，向下发射不受地面杂波干扰，机载火力控制系统能控制多枚空空导弹同时攻击4～6个目标。有些战斗机可挂数吨炸弹或各种空对地导弹，具有很强的对地攻击能力，总的作战能力大于以前的轻型轰炸机。 80年代开始，美国、前苏联、欧洲一些国家开始研制第四代战斗机，将于21世纪初开始投人使用。一般讲，第四代战斗机具有下列先进性能：良好的隐身性能、超音速巡航飞行能力、高机动性和敏捷性、短距起落能力。 目前号称第四代战斗机中，美国F－22最具代表性。它的隐身特征，除适度仿效已经研制成功的F－117A战斗机采用特殊气动布局外，更多地得益于广泛使用复合材料，还破天荒地将外挂武器全部藏在机体内，大大缩小了雷达反射截面积。据称，F－22雷达反射截面积仅0.08平方米，是F－15的1/75。超音速巡航能力来自两台推力大、重量轻、油耗低的F－119变循环涡轮风扇发动机，推重比达到10。由于推力大，不需使用加力燃烧，就可进行超音速飞行，并能以1.5倍音速飞行30分钟，再借助先进的火控设备，为先发现、先发射、速战速决创造了条件。F－22的发动机采用与飞行控制系统交联的可转向二元尾喷管，有效地改善了飞机的垂直机动性，喷口内的反推力装置还大大改善了着陆性能，使飞机可以在500米以内着陆。 俄罗斯的米格—37是为了对付美国F－22研制的，据称气动布局与F-22相似，采用双垂尾和翼身融合方案，对隐身性能和飞行性能进行了最佳折中和协调。广泛使用复合材料和雷达吸波材料，使飞机具有雷达、红外和目视低可见度特征。由于采用了新的气动设计技术和新型发动机，将具有超音速巡航能力。该机还将装推力矢量喷管，以提高其机动性能，机内装有多种空空导弹和新型相控阵火控雷达。鉴于俄罗斯目前经济形势十分困难，试飞日期一再推迟。 其他几种新研制的第四代战斗机，如 EF2000欧洲战斗机、法国“阵风”战斗机、瑞典JAS39等，比第三代战斗机性能有较大改善，但还不具有隐身、超音速巡航等关键性能，因此严格地说够不上第四代，有人称它们是“三代半”或“准第四代”战斗机。 在当前战斗机发展中，还有一个值得重视的趋势，即以较少的投入，利用迅速发展的机载电子系统和武器装备，对现役中的战斗机进行改进，使其延长服役寿命和提高作战效能。例如美国海军用7年半时间、耗资31亿美元对F/A—18改型，使飞机的尺寸加大25％，航程增加，续航时间加长，武器和燃油载荷大大增加，生存力改善。计划到2015年共采购1000架，成为21世纪的主力战斗机。俄罗斯正在苏-27的基础上研制苏-35，主要改进是加装全动鸭式前翼、更新发动机和机载电子设备、提高武器挂载能力。据称，其机载雷达对空目标的探测能力可达400公里，能同时跟踪15个目标，并能制导空空导弹同时攻击6个目标。此外，苏-35还有迄今各战斗机都没有的“越肩发射”能力，即依靠雷达和火控系统制导导弹攻击机后目标，这将对未来空战产生重大影响。 我国航空工业从50年代中期起已经研制多种歼击机，包括1956年7月试飞成功的歼-5、1958年首次试飞的歼-6单座双发超音速歼击机、1966年1月试飞的歼-7单座单发轻型超音速歼击机和1969年7月首次试飞的歼-8Ⅱ型，1995年10月在北京航空博览会期间，又首次披露了最新改型机歼-8ⅡM歼击机，歼-8ⅡM配装了先进的脉冲多普勒“甲虫”－8Ⅱ雷达，具有上视和下视能力，能携带和制导中程拦射空对空导弹和发射后不管导弹，可执行多种作战任务，包括防空作战、对地攻击、空中遮断、战场支援、护航作战、空中监视等。 空中间谍机 1973年10月，以色列从美国买去的先进战斗机，一下子被阿拉伯国家从前苏联得到的地对空导弹打下了40架。为什么打得这么准呢？据说是前苏联的先进雷达运到了阿拉伯，这种雷达把美国的战斗机“看”得清清楚楚，当然就百发百中了，有了这次教训，美国决心生产出一种雷达“看不见”的飞机来，这种飞机就是隐身飞机。 飞机飞得快，靠肉眼看是不行的，得用雷达来观察。雷达发射电波，电波从飞机上反射回来。雷达接收到了反射波，就会把飞机的“原形”在屏幕上显示出来。因此，要使飞机隐身，就得想办法使电波反射不回去。 一种办法是改进飞机的外形，使它表面非常平滑，机身机翼融为一体，这样电波就不易反射了。早在50年前，曾出现过一种飞机，这种飞行器只有机翼。如1943年前，美国制造过世界上最大的飞翼XB—35。1946年又研制出了喷气式飞翼Y8－49。它们都是战斗机。这种飞行器表面很平滑，所以有人认为隐身机应该具有这样的外形。 还有其他办法，如在机体表面涂一层能吸收电波的材料或用非金属材料来制造机体等等。 隐身方法并不保密，但制造起来很复杂，所以各国都在秘密地研制。1978年，美国就开始在侦察机上使用隐身术。1980年，美国一架侦察机在法国上空要求加油。但它在空中时，雷达未发现它，只好请它降到地面来加油。到地面后，人们才发现这是一架具有一定隐身性能的飞机，这架飞机就是大名鼎鼎的“黑鸟”SR—71。 接着，美国又在轰炸机上采用隐身术。1978年试飞的B—1轰炸机，它的变后掠机翼和机身融合在一起，具有较好的隐身性能。这也是它与过去生产的B—52轰炸机很不相同的地方。据资料介绍，B—1反射电波后得到的雷达图像清晰度只有B—52的二十分之一。紧接着，美国又对这种飞机采取了更进一步的隐形，从而设计了一种改型机B—1B。据说，B—1B反射电波后得到的雷达图像清晰度只有B—52的百分之一。后来，美国诺斯罗普公司又制造了一种B—2隐身轰炸机。1988年11月28日，这架飞机公开亮相，它的外形很像一只飞翼，机身长仅20.8米，而机翼展开宽达51.6米，可在接近声速的情况下飞行。它的隐形性能比B—1B更好。但由于前苏联解体，美国削减军费，1992年1月28日，布什总统宣布停止生产B—2机。 美国1988年11月10日，在B—2亮相前，还证实它生产了一种隐身战斗机F—117A。它是由德公司生产的。它的外形呈多角锥体形，可使雷达反射的回波减少到最低。此外，美国还研制了YF—22A和YF—223A隐身战斗机、C—17隐身运输机、A—12隐身轰炸机和隐身直升机。 前苏联、日本、英国、前联邦德国和以色列等国家也早就开始了隐身飞机的研究。前联邦德国曾提出过隐身攻击机的方案。前苏联的隐身飞机也进入定型阶段。隐身飞机的秘密正在被揭开。 首席指挥机 有一种飞机，它的机身上部装有一个圆盘似的东西，就好像长了一个蘑菇。这是什么飞机？圆盘上装的又是什么东西？原来这是一种预警机，圆盘里装的是雷达天线。 预警机实际上是一种更高明的侦察机，它侦察的工具不是光学设备或声纳装置，而是雷达。预警机更高明的地方是，它有“预先警戒”的作用，也就是说，当敌机刚刚出现在雷达的“视线”上时，不等敌机飞到身边，就能提早发现。它不光能侦察敌机，而且机上的电子设备会把侦察来的情况加以分析，并发出指挥信号，指挥自己的战斗机去打击敌机。 预警机是在第二次世界大战后才出现的，大约有四五十年的历史。早在1945年，美国海军就在一架鱼雷轰炸机上装了一部雷达，变成一架有一定预警作用的TBM—3W观察机。后来又在一架AF—2W飞机上，装了一部更好的雷达，探测能力更强了。接着又对“空中袭击者”号飞机进行改装，除了机内装有雷达外，而且把天线伸到机身下面的外边，这就是预警机的雏型。 50年代中期，美国在一架大型反潜飞机机身上方，安装了一个天线，变成了E—1B机，这就是最早的预警机。50年代末期，美国的预警机开始成熟，研制成E—2系列预警机。这种飞机仅机身上方安装了天线，而且天线可以在360度范围内旋转，以搜寻四面八方的目标。同时，机身内还装了复杂的电子设备，设备重达5吨。后来，这种预警机又进行了多次改进，改进而成的E—2C可以探测到400公里范围的目标。它可以同时跟踪近300个目标，引导上百架战斗机去攻击目标。 由于预警机实际上是大型飞机和圆盘结合的产物，所以除美国的E—2是专门设计的以外，其他的预警机大都是用运输机改装而成的。运输机“肚子”大，可以装许多电子设备；运输机飞行时间长，可以进行长时间观察、跟踪。如美国的E—1B就是用C—1运输机改装成的。前苏联在50年代末期，也曾把图—114客机改造成图—126空中预警机。这种飞机在1971年，曾多次指挥印度飞机低空飞入巴基斯坦活动。 60年代中期，预警机又得到了新的发展，发展的标志是预警和指挥系统有机地结合在一起，性能大大提高。代表机种是美国用波音707客机改装的E—4预警机。它可以测到400公里的范围，可以跟踪600个目标，是目前世界上最先进的预警机。 目前，还有日本、以色列和英国等国家在研究预警机。英国70年代研制了“猎迷”预警机。英国还对直升机作了改装成预警机的试验。目前美国正在研制更先进的E—4预警机。前苏联也计划把伊尔—76、伊尔—86改装成更先进的预警机。估计，未来的预警机可能将天线移到机内，以减少空气的阻力，这样，它身上就不会再长“蘑菇”了。 多才多艺轻型机 现代大型旅客机客舱分上、下两层，宽敞得像影院。但也有向小型化发展的，这就是轻型飞机。它身材小巧，轻得只能容纳几个人，是航空队伍里的“轻骑兵”。 轻型飞机是从30年代开始发展起来的，50年以后发展更是突飞猛进。它的特点是构造简单、轻巧、造价低、行动方便，其中较大的可以载10人左右，可以从事探矿、救灾和短途运输作业；而较小的，只能载2至4人，一般用来进行比赛、表演和游览。 轻型飞机一般速度不快，所以大都采用螺旋桨式发动机，机翼也大都采用平直翼。 美国赛斯纳公司设计了一系列造价便宜的单发动机轻型飞机，如“赛斯纳”150、182、210等，它们都是上单翼，带有滑撬，可在水上起落。而赛斯纳“农用马车”则采用下单翼，可进行喷洒农田等作业。美国“比奇”35，则是一种带V字型尾翼的小型旅行机，可载4—6人，时速为338公里。派帕公司生产的PA—28也是下单翼游览机，时速为237公里，可戴4人。PA—18是上单翼机，只能载1人。PA—38是下单翼教练机，它的尾翼是T字型，可载2人。美国还生产了一种“彼得氏—S—2A”比赛机，在世界比赛中盛行一时。轻型飞机中也有双发动机的。赛斯纳310和洛克韦尔980就是两种这样的轻型机，可载6人左右。美国还生产了一种喷气式轻型机，可以载14人。 西方轻型机的发展比较快，除美国外，许多国家都热衷于生产轻型机，有的轻型机还是个人生产的，其中如法国的“拉利”，可载4人，时速为275公里；德国的RS—180，也可载4人，时速为235公里；日本的“富士”FA—200，亦可载4人，时速为234公里。以上都采用单发动机。英国的B206则是双发动机，可载8人，时速为415公里。 60年代以来，许多人自己动手制造小型飞机。在西方，一种“家庭造飞机”活动在一些先进国家普及开来。1986年12月14日，美国伯特设计的一架双机身轻型机“旅行者”准备进行一次史无前例的环球飞行。伯特的哥哥迪克·鲁坦及珍娜·耶格尔2人，乘这架自制的轻型机经过9昼夜的连续飞行，创造了飞行40 407公里的长途飞行世界纪录。 我国的轻型飞机研制也在发展中。1975年，我国研制的Y—11轻型机首次试飞成功，这是一种上单翼小型多用途机，带有双发动机，可用于农业、林业和地质勘探等作业中。 70年代以来，又出现了超轻型飞机，而且发展迅速。目前全世界有40多家公司在生产这种飞机，年产量达1.8万架。我国也研制了“蜜蜂”2号和W5、W6“蜻蜓”超轻型飞机。1985年，我国第一架超轻型水上飞机“普蓝”号试飞成功。 |
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