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第4章 航空时代的飞翔之翅——飞机(2)

美国F-117隐形战斗机一、独特的外形轮廓。飞机外表呈平滑过渡,减少垂直相交面,机翼与机身融为一体;减少外挂的武器、副油箱、发动机吊舱,遮挡发动机进气道和尾喷管,并用特殊的形状减少雷达波反射等。例如美国的B—2隐形轰炸机,其机翼后缘呈锯齿状,像蝙蝠,又似飞镖,全机的整体曲线圆滑,从而减少了电磁波的反射面积。美国的F—117A隐形战斗轰炸机,其外表面由许多小平面拼合而成,可以抑制和分散雷达电磁波。

二、在飞机表面采用特殊吸波材料和涂层,将雷达波尽可能多地吸收,减少反射率。例如美国F—117A隐形飞机的机翼前缘、发动机进气口就使用了能吸收电磁波的复合材料,整个机体的表面都涂了可吸波的涂料。

三、施放强烈的电子干扰,使对方雷达不能正常工作。

目前,比较著名的隐身飞机主要有美国的F—117战斗机、B—2轰炸机以及第四代战斗机F—22。

无人驾驶飞机

无人驾驶飞机是一种以无线电遥控或由自身程序控制为主的不载人飞机,通常简称无人机。与有人机相比,无人机具有重量小、成本低、机动性高、隐蔽性好、生存能力强等优点,特别适宜于执行危险性大的任务。

德国KZO无人机无人驾驶飞机一般由地面控制站、起飞弹射架、无人机和降落回收网四部分组成。例如,以色列制造了一种名为“侦察兵”的无人驾驶飞机,其机身长和翼展都仅有3米多,重50多千克,可飞至3000米高空进行侦察、拍照,连续飞行时间达4个小时。“侦察兵”被车载的弹射器弹射升空后,双缸发动机自动点火,随即进入飞行状态。

无人驾驶飞机除执行侦察任务外,还可用于指挥和目标指挥。1982年,以色列派飞机空袭黎巴嫩贝卡谷地。在战斗轰炸机接近目标前,以色列人先用遥控控制无人驾驶飞机引诱叙利亚部队用萨姆—6号导弹攻击这些无人驾驶飞机,在窃取了萨姆导弹制导雷达频率后,以色列人立即实施对萨姆导弹雷达的电子干扰,而战斗轰炸机乘机出动,将叙利亚人的萨姆—6导弹群全部摧毁。

目前,无人机已被用于战场监视、侦察、干扰、释放诱饵、目标袭扰等方面。无人机在执行侦察、对地攻击、火力投射、电子对抗方面向有人驾驶的飞机提出了挑战。在未来战争中,无人机能执行空战和对地攻击任务,它和有人战斗机编队,可组成“猎人和猎狗”式的作战机群。有人机作为“猎人”,可发挥任何高智能装置无法取代的任务管理和决策作用,而无人机则承担“猎狗”的任务,领先飞行,进行目标识别、作为诱饵消耗敌方的导弹,使有人机提高生存能力。在可以预见的将来,无人机将相当程度上取代有人机。

中国ASN-206无人驾驶机

我国已经研制出多种无人驾驶飞机,主要型号有“长空一号”无人靶机、“长虹”高空高速无人侦察机、T—6通用型无人机、Z—5系列无人侦察机、ASN系列无人机等。

知识点

蝙蝠与雷达

雷达在航运、军事、气象等领域所起的作用非常大,是现在科技成果中最成功的发明之一。谁又能想到,这种高精密仪器的发明灵感竟然来自蝙蝠呢?

蝙蝠能在漆黑的夜里飞行自如。它一边飞,一边从嘴里发出一种声音。这种声音叫做超声波,人的耳朵是听不见的,蝙蝠的耳朵却能听见。超声波像波浪一样向前推进,遇到障碍物就反射回来,传到蝙蝠的耳朵里,蝙蝠立刻改变飞行的方向。

雷达就是这个原理下发明的。雷达通过天线发出无线电波,无线电波遇到障碍物就反射回来,显示在荧光屏上。驾驶员从雷达的荧光屏上,能够看清楚前方有没有障碍物,所以飞机、大型轮船在夜里航行也十分安全。

民航飞机的迅猛发展之路

航空是人类20世纪所取得的最重大的科技成就之一,在民用领域,它首先应用于交通运输。几十年来,作为载人空中飞行工具的民航机发生了巨大的变化。

民航机的最初发展主要是在两次世界大战期间,德国、法国、英国、意大利等欧洲国家和美国都相继建立了自己的民航事业。最早于1914年1月1日在美国佛罗里达州坦帕与圣彼得斯堡之间开辟的第一条定期航班用的是“贝诺伊斯特”水上飞机,只能载两个人,速度仅112千米/小时,航线32千米,单程票价5美元。这条航线只维持了3个月,总共运送1204人,到旅游季节结束便中断了。

1933年,美国波音公司研制出波音247,这是第一架真正现代意义的客机。1935年底,美国道格拉斯公司研制出DC—3,成为现代旅客机的始祖,共生产了13000架,是历史上产量最高的客机机种。后来客机规模越来越大,速度越来越快,旅客越来越舒适。今天,一架波音747—400一次能运送400多人,飞行 13500千米。

据国际民航组织统计,2000年,全世界乘飞机的人数达16.56亿人次,总周转量达30173.5亿人千米。

以前,乘飞机被看做一种冒险的、有刺激性的旅行方式,直到20世纪60年代后期,才真正成为大众采用的运输方式。

民航机的发展大致可分为两个时代:活塞时代和喷气时代。

活塞时代

飞机用于客运,始于第一次大战后。战争刚结束时,商用飞机都使用大量过剩的前军用轰炸机。例如从轰炸机改装的维克斯公司8座“维米”商用飞机,在敞开的驾驶舱后面有封闭的客舱和柳条编的座椅。其他飞机公司,如英国汉德利·佩季、法国的法尔芒公司也将轰炸机作类似的改型。

另外一些公司则忙于生产新设计的航线飞机。1919年,德国人容克斯推出了世界上第一种全金属的4座单翼民航飞机。荷兰人安东尼·福克在20世纪20至30年代间,生产了一系列民用飞机。1925年福克F.7a/3m(一种飞机型号)开创了三发(发动机个数,即三个发动机)飞机设计的新潮流。

英国汉德利·佩季的HP-421926年,美国公司在借鉴福克设计的基础上推出一种全金属的三发“福特”14座客机。容克斯公司在1930 年又推出了一种Ju52。这种飞机首先采用在F13上使用的波纹形金属蒙皮,成为很多国家用于民航的首选机种。1931年,在英国,帝国航空公司引进了24座的汉德利·佩季公司的HP—42,这标志着双翼机在民航飞机设计中的终结。

20世纪20年代,欧洲在民用客机的发展中,曾处于领先地位。福克公司和容克斯公司的一系列优秀的民用飞机,创造了不少远程飞行记录,但进入30年代后,世界航空发展的优势逐步落到美国人手中,并且他们把这种优势地位一直保持到今天。

1931 年,波音公司以B—9轰炸机为基础,开发出一种新型的民用飞机,称为B—247,由于它外形新颖,采用了许多新技术,业界公认是第一种现代民航机。B—247载客10人,性能超过当时所有的竞争对手。新飞机于1933年2月首飞,3月就在联合航空公司投入使用。到1933年夏天,B—247创造了从美国东海岸到西海岸只需19小时45分钟的速度记录。

美国道格拉斯的DC-2另一家美国知名飞机制造商道格拉斯公司1933年推出DC—1, 1934年推出加长型的14座DC—2,与波音公司的B—247抗衡,随后又开发了机身加宽、带卧铺的DC—3,从此拉开了波音和道格拉斯(后来的麦道公司)两家公司长达数十年的争斗。DC—3是一种安全、可靠,特别是能赢利的飞机,给空运业带来了一场革命。

喷气时代

20世纪50年代后期,大型干线客机实现了喷气化。喷气式民航机投入使用是民航技术的一次飞越,不仅使民航飞机的速度提高了一倍,而且使飞行高度提高到11000米左右的平流层,增加了安全性和舒适性。

苏联的图-104按照发展阶段和技术水平进行划代,喷气客机被分成五代:

第一代采用涡轮喷气发动机、后掠翼,与活塞式客机相比大大提高了巡航速度和客运量,使民航运营效率大为提高,代表型号有英国的“彗星”号、法国的“快帆”、美国的波音707、道格拉斯公司的DC—8以及苏联图波列夫设计局研制的图—104等。

英国的4发“彗星”号于1949年开始设计,1952年5月2日开始在伦敦—南非航线上使用。“彗星”号最引人注目的特点有两个,一是速度快,可达788千米/小时,这是当时任何客机无法相比的;二是采用密封式座舱,可在更高处飞行,平稳性和舒适性也是前所未有的。由于这些特点,一时间各大航空公司纷纷订购“彗星”号飞机。

“彗星”是第一架喷气式客机波音707和DC—8采用了后来成为大型客机标准模式的翼吊发动机短舱形式。 由于广泛采用涡轮喷气式发动机,第一代喷气式客机油耗率高,噪声大,但其巡航速度较高,机翼升阻比特性较好。通常我们将波音707、DC—8等看做是第一代喷气客机的代表。但由于这些型号也在不断改进,新技术不断得到运用,它们后来的改进型已具有了第二喷气客机的基本特征。

第二代喷气客机是20世纪60年代投入使用的,采用涡轮风扇发动机,降低了耗油率,提高了经济性,代表型号有“三叉戟”和波音707—320B/C等。

美国波音7271962年1月,德·哈维兰公司推出它应英国欧洲航空公司的要求研制的短程三发100座的DH121“三叉戟”。一年后,波音公司也推出类似布局的波音727,但要稍大一些。由于波音727尺寸较大,使它几乎囊括了所有西方世界的市场。到1984年停产为止,波音公司生产了1832 架B727,而“三叉戟”只生产了117架。但这种英国的三发喷气飞机确实对民用航空的发展作出过重大的贡献。1965年6 月,“三叉戟”成为第一架在经营性航线飞行中自动着陆的航线飞机。

1963年8月,新组建的英国飞机公司(BAC)推出“子爵”喷气飞机的后继机——双发80座的BAC—111。1965年2月,道格拉斯公司推出类似布局的DC—9。美国波音737两种飞机同年投入使用。这时,波音公司忙于销售它的 B707和B727。1967年,它推出自己的短程双发喷气飞机波音B737。

波音737是目前世界上150座级客机中最大的机群,自 1967年4月首次试飞以来,B737—100/—200和B737—300/—400/—500共交付了3132架;1997年开始交付新一代B737 —600/—700/—800/—900,迄今订货已超过1741架,各型B737总数将大大超过5000架。

第二代客机的尺寸往往比第一代小,载客量也少,主要用于中短程航线上,两代相互补充。它的经济性有较大改善。目前,第二代客机的改型仍是世界范围内中短程航线上的主力机型。

第三代喷气式客机于20世纪70年代投入使用,采用高涵道比涡扇发动机和改进型“尖峰”翼型,代表机型包括美国的波音747、道格拉斯DC—10、洛克希德公司L—1011。

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