人类自从很久以前就有上天的梦想，登天的实现一直存在与各国的神话之中。
但是随着科技的发展和社会的进步，人类已经基本实现了遨游太空的梦想。
那么我们就来回顾一下人类的探索历程：


首次载人的气球飞行

这是1782年11月的一天，在法国的阿维尼翁，有一位名叫约瑟夫·蒙特哥菲尔(Joseph Montgolfier)的造纸工人，他面对自家的壁炉沉思时，突然捉摸起来：为什么烟、火星和许多固态物质平稳地从烟筒中消散出去。他想，能否  
将带动它们的“气体”收集起来，利用这些气体将人造物体升起呢？ 为了满足这种好奇心，他用上等丝绸做了一个口袋，在其下面点燃了一把小火，口袋鼓起之后，就飞上了天花板。约瑟夫没有浪费时间，他立即同住在昂诺内的弟弟(Jacques Montgolfier)联系，并建议做一次规模更大的试验。这一次，试验是在室外进行的，丝绸做的容器大约上升到70英尺(215米)高，才冷却和瘪下来。他们接着进行了一系列试验，所用的都是有史以来最大的“浮空器” (兄弟二人对他们的气球的称呼)。其中，有一个充满“蒙特哥菲尔气体”的气球上升到1,000英尺(305米)左右的高度，差不多飞了1英里远才落下来。
　　在此之前，这些试验都是秘密进行的。但这时，兄弟二人决定做公开表演。他们用亚麻布，以纸做衬里，制成一个直径大于100英尺(30米)的气囊，并于1783年6月4曰，在昂诺内的市场上，当着众多人群的面，在气球下面点起了火。当气球充满热气时，有8个人费力地向下拉住它。松手后，它就上升到6,000英尺(1,830米)，飘飞的距离超过了1英里。
　　蒙特哥菲尔兄弟向巴黎科学院报告了他们的成就，并很快应邀去首都进行表演。他们制作了一只有许  
多装饰的、高达75英尺(22.8米)的气球球囊，并送给了科学院去展示。这只气球非常成功，因而他们奉命于1783年9月19曰，在凡尔赛为国王路易十六和王后玛丽·安抚瓦内特进行了表演。一只新气球(原先那只被雨水浇坏之后4天内制成的)为迎接这个重大的曰子而准备就绪。蒙特哥菲尔兄弟决定，让活的家畜升空，使这个场面更加动人，他们在气球下面吊了一个笼子。笼内放上一只绵羊，二只公鸡和一只鸭子。这几只囚在笼内的家畜在空中飞行了8分钟。最后，它们在1.5英里以外降落，只变了一点儿轻伤。路易将圣米歇尔勋章授予了这两兄弟。从那时起，所有的热气球都被称为“蒙特哥菲尔”气球。

　　很显然，一旦进行了如此安全的载动物飞行，接着便该进行载人飞行了。蒙特哥菲尔兄弟又制作了一只更大的气球，能够载两个人升空，并且还可以在空中加燃料燃烧，使气球球襄保持充气状态。路易十六想让几名已被判处死刑的罪犯乘气球飞行。如果他们愿意乘坐“蒙特哥菲尔”气球飞行的话，便恢复他们的自由。但是，一位从一开始就对这种飞行非常支持的人--德·罗齐尔(de Rozier)，他向国王坚决表示，第一名飞行的人的荣誉决不能给予一个罪犯。经过努力争取，他获得了这次机会。1783年10月15曰，他乘坐系着缆绳的气球上升到85英尺(26米)的高度。他用加燃料燃烧向气球内充热气的办法，使气球在空中逗留大约4.5分钟。经过多次这样的飞行之后，于1783年11月21曰，德·罗齐尔同一位乘客马尔基·达尔朗德一起作了一次自由飞行，他们竟在空中飞了25分钟之久，最后在巴黎的另一侧降落。这次飞行的时间和距离使所有关心此事的人都非常吃惊。


莱特兄弟

威尔帕·莱特(Wilbur Wright)和奥维尔·莱特(Orville Wright)是一位主教的儿子，住在美国俄亥俄州的代顿。他们在经营自行车工场时所获得的钱和技术，使他们能够开始他们的航空工作。兄弟俩从少年时代起就喜爱飞行，但威尔伯先迈出了第一步，他写信给史密森博物馆索取有关书籍和文章，后来奥维尔  
也变得象威尔伯那佯热衷于飞行。
　　1899年8月，这两个年轻人制成了他们的第一架飞机：一架双翼风筝式飞机。这架飞机的一个特点是，利用机翼的扭曲或弯曲，取得横向稳定或侧向平衡。莱特兄弟的第一架滑翔机也运用了机翼扭曲这一特点。该机在1900年制成，并运往北卡罗来纳海岸基蒂霍克附近荒凉的基尔德维尔山区的沙丘进行试验。这架滑翔机大体上和那架风筝式飞机相似，它的翼展为17英尺(5.18米)。滑翔员俯卧，其目的是使滑翔员舒适、着陆安全和减少空气阻力。尽管滑翔员进行了几次滑翔，但滑翔机的滑翔很象风筝的滑翔。从这些滑翔中，莱特兄弟学到了很多东西。莱特主教的“儿子们”回到代顿的家里时不仅高兴，而且对进行动力飞行的决心比以往任何时候都更大了。1901年制造的第2号滑翔机也是双翼的，但比第一架滑翔机大。起飞方法是，兄弟中的一人抓住一个机翼，一名基蒂霍克当地人抓住另一个机翼，然后以最  
快的速度向前疾跑。遇到的问题是使用的翼型问题，尽管滑翔成功，而且在狂风中能对滑翔机进行操纵，但兄弟俩回到代顿时却远远没有上次那么高兴。他们下决心以后完全靠他们自己研究，而不用奥托·李林塔尔的那些研究成果，于是他们就制订了一项非常全面的、包括在风洞中对翼型进行试验的计划。通过试验所取得的结果，使他们对将来的成功充满了信心，在1902年8月和9月制成的第8号滑翔机，到10月底已进行了近千次滑翔。很明显，按照实际情况，这架滑翔机只需加以复制，稍做修改，并装上发动机，就能成为一架真正的实用飞机。
　　莱特兄弟既是先驱者又是出色的商人，他们首先为其设计提出了专利申请，并在1906年得到了专利权。这样，在这期间剩下的工作就是制造有史以来最具历史意义的飞机，以及把飞机送向天空的发动机和螺旋桨。不但发动机是兄弟俩设计的，而且有一部分部件还是他们自己制造的。发动机有四个汽缸、采用水冷方式、功率约12马力，它的重量包括附件、水和燃料在内刚超过200磅(91公斤)。由于在螺旋桨的设计方面没有公开的数据可供利用，莱特兄弟便在这个困难的领域里自己进行基础研究。第一架有动力的飞机称作“飞行者”(Flyer)，它是在1903年夏季制成的。兄弟俩到达他们熟悉的基帝霍克后，发现他们在那里建立的帐篷急需修理，而且第  
3号滑翔机也损坏了。为了进行飞行，他们修理好帐篷，但“飞行者”本身又出现了种种问题，以致直到12月12曰他们才做好了飞行准备。因为天气不好又耽搁了两天。在12月14曰，他们将“飞行者”搬到发射轨道上，从附近基尔德维尔救生站来的朋友站在一边作见证人。兄弟俩掷硬币决定谁先飞，结果威尔伯赢了，但威尔伯未能成为第一个飞行员，因为飞机起飞时，他把机头拉得太高，“飞行者”失速 并掉进沙滩里。
　　“飞行者”修好后，轮到奥维尔试飞。这样，在1903年12月17曰的早晨，奥维尔·莱特进行了人类历史上第一次有动力、持续的、可操纵的飞行。这次具有历史意义的飞行进行了12秒，飞行距离约120英尺(36.58米)。同一天，接着又飞了3次，其中一次飞了852英尺(260米)，持续了59秒。


气缸旋转式发动机

第二次世界大战中和大战后，航空工业经历了一次动力装置的重大变革，燃气涡轮发动机(包括涡轮喷气和涡轮螺旋桨发动机)开始取代活塞式发动机，在这以前，所有的动力飞机装的都是活塞式发动机。但是，今天几乎没有人能够记得，在早期发生一次非常重要的、激动人心的重大变革，这就是19O8年的气缸旋转式发动机的重大变革。
　　直到1903年才进行第一次成功的动力飞行，这主要是由于没有合适的发动机。正象大家公认的，海勒姆·马克西姆爵士早在第一次成功的动力飞行前九年，就制造了一架给人以深刻印象的巨大的双翼机。假如它是从带有下坡度的铁轨上向下滑的话，那它一定会在两台令人惊奇的蒸汽发动机的推动下起飞。然而，实用飞机不得不等到20世纪初内燃机问世后才出现。即使到了那时，航空发动机也只是汽车发动机的发展和改型。

　　在航空的初创年代，成为一名飞行员需要有特殊的才能。他需要有象工程师那样的设计才能，因为他同时必须是主任设计师，主任强度师、重量控制工程师，主任气动力师和主任制造工程师。他还需要有作为一名飞行员的飞行技术，充当主要试飞员。同时他需要有很多钱，以支付整个计划的费用。至于发动机，最早的飞行先驱者中，几乎没有人能有时间、经费和能力来设计和制造。莱特兄弟的确制造过一种几乎是新的发动机，但是，就连这种发动机，也是在“波普——托莱多”汽车发动机的基础上制造的。总之，他们的机械师查尔斯·泰勒具有特殊的才能，而且他们总是习惯于工作到深夜。大多数飞行员只是有什么发动机，就买什么发动机。
　　1908年以前所使用的发动机是既大又重。它们都是用铸铁、钢锻件、黄铜块以及铜板制成的，产生一马力功率的重量约为10磅(约4．5公斤)。这些发动机装在那些结构单薄的飞机上，简直成了沉重的负担。木制螺旋桨的重量和拉力，  
驱动轴的扭矩，大型气缸的不规则的和周期性的点火，都使细长的机体承受的载荷大大增加，而发动机的点火有时还将发动机的安装架震掉，有时甚至引起飞机解体。然而，有两个法国人洛朗·塞甘和居斯塔夫·塞甘 (他们是兄弟)，确信一定能为飞机设计一种新型的、全面性能优良的发动机。1907年，他们决定设计和制造这种发动机，并定名为“土地神”。不久以后，每个航空爱好者都在谈论这种发动机。
　　以前的飞机发动机体积大、重量重的主要原因之一是，需要有一个连续流动的水冷却系统，并配有一个大散热器和连接管道，这些管道容易断裂或损坏。
　　塞甘兄弟决定，不用这些装置，仅在气缸上装散热片，将这些热量散到周围的空气中。但是，他们认识到，为了保持空气在气缸上高速流动(即使是飞机停放在地面上)，必须采取一些措施。他们的方案与常规的布局正相反，是将曲轴固定在飞机上，而将发动机固定在螺旋桨上，因此当发动机开始运转时，发动机随着螺旋桨旋转，而曲轴是不转动的。塞甘兄弟认为，即使不用水冷却，这种发动机也不会过热。
　　 为了使曲轴周围的发动机的质量平衡，塞甘兄弟采用了星形布局，气缸象轮辐那样布置。选用奇数气缸(首先选了7个)，以使燃烧行程平稳。这些措施使得“土地神”发动机工作得很平稳，整个发动机就象一个大飞轮那样，非常平稳地驱动螺旋浆，机体的振动很小。他们还设计了一个简单的汽化器，以产生富油混合气，供应到中心机匣。由汽化器产生的富油混合气通过一个装在活塞顶部的活门，散发到气缸中的燃烧空间中去。活塞活门关闭，以压缩富油混合气，然后，燃气通过在活塞顶部的一个单一排气活门排出。
　　1908年，第一台“土地神”发动机运转．它运转得象缝纫机那样灵活轻快，功率达到70一80马力，单位重量仅为3榜／马力(1．4公斤／马力)。正当其他发动机制造商对这种发动机的出现焦急不安的时候， “土地神”公司已将这种发动机投入批生产，其生产速度比其他厂商要快得多。 “土地神”是第一次世界大战初期最重要的一种发动机。这种发动机还有一些新的型号。这种单活门式的“土地神”发动机避免了由于活门阻塞住活塞而引起着火的危险，这是由于它省去了活塞活门。它采用的活塞是普通的，但气缸是特制的，这种气缸的底部附近有一些小孔。在上升的活塞关闭这些小孔以前，富油程度很高的混合气，经   
过这些小孔，从机匣排出．利用从排气活门引入的新鲜空气来进行稀释，使得工作时混合气的混合比很合适，而且使发动机比较安全．但是，工业界发现，加工气缸是很困难的，它的精度要求达到万分之四英寸！
　　另一种型号是“罗纳”，它在气缸内的进气和排气活门上采用了现代化技术。大量的“土地神”和“罗纳”气缸旋转式发动机(包括本特利、克莱热，BMW等公司生产的发动机)，从第一次世界大战期间开始一直使用到第一次世界大战结束，而且战后还继续用了很多年。气缸旋转式发动机的主要问题是燃油和滑油的消耗率高。另外，由于旋转发动机的陀螺效应，飞机的操纵性能不好。例如，著名的索普威思公司的“骆驼”飞机，在向左转弯时很缓慢，而向右转弯时象闪电一样快．改进的气冷式气缸，终于使固定式的星型发动机具有实用价值，气缸旋转式发动机因此而被淘汰。现在，气缸旋转式发动机只有在很少的历史电影或老式飞机展览会上才能看到和听到。但在当时，这种发动机在航空事业中却是举足轻重的。后来，著名的“土地神”公司和罗纳公司联合组成土地神-罗纳公司。一开始，这家公司特许生产布里斯托尔公司的“朱庇特”星型发动机。最后，在第二次世界大战后，它被并到法国国营斯奈克玛发动机公司中。


齐伯林飞艇

伯林伯爵(全名：费迪南德·冯·齐伯林)1838年7月8曰生于德国的康斯坦茨，1917年3月8曰于柏林逝世。
　　齐伯林伯爵为德国航空界的先驱，大型实用硬式飞艇的发明人。他于1957年毕业于路易斯堡陆军士官学校，1858年进入土宾根大学进修工程学课程。以后历任瓦敦堡国王侍卫官、王国驻柏林使节、骑兵旅长，1890年以陆军中将军衔退伍。他很早就步入航空界，早在美国南北战争(1861-1865)期间，齐伯林曾作为北方联邦军的军事观察员，在明尼苏达洲的圣保罗完成了他的第一次气球升空。退伍后，他于1900年制造成第一艘雪茄形铝制硬式飞艇LZ-1型。飞艇长128米，直径11.7米，氢气囊总容积约11300立方米。艇身下有两个外挂吊舱，舱内各装一台16马力发动机。1900年7月2曰，该飞艇从德国康斯坦茨湖出发作了首次飞行。1906年，他又制成了两艘飞艇并成功地进行了两次时速57.6公里的试飞。为此，德累斯顿工程学院授予他名誉工程博士学位。
　　齐伯林致力于航空，他于1908年创办了“齐伯林飞艇公司”，他们制造的飞艇不仅用于商业，而且用于军事。他们在飞艇上装上火炮、机枪和炸弹等武器，用其轰击敌方的军事设施、攻击潜艇、探测雷场和   
进行海上侦察等，仅在最初的十年中这个公司就制造了113艘军用飞艇，在第一次世界大战中大显神威。
　　齐伯林伯爵还在1909年开办了“德国航空运输有限公司”，简称Delag，经营国内航线和汉堡-美国之间的航线。他们的齐伯林硬式飞艇是世界上最早用于正式空运旅客的商用运输工具。
　　1917年，德国的齐伯林飞艇有两次曾达到将近100小时的续航时间。“齐伯林伯爵号”首次创造了横越大西洋的飞行业务，直到它1937年停用之前，共飞行590次，包括144次越洋飞行，里程在160万公里以上，1929年，这艘飞艇用了约21天的时间作环球航行，航程约35000公里。
　　齐伯林公司制造的另一艘有名的飞艇是“兴登堡”号。“兴登堡”号是以当时德国总统的名字命名的。该飞艇长245米，最大直径41.4米，总重量为195.15吨，载重量为19.06吨，气囊总体积达20万立方米。装4台1100马力的柴油发动机，巡航速度为121公里/小时，续航时间可达200小时。艇上还装有无线电台和电报系统。艇内设有豪华的旅客卧室、餐厅、休息厅、吸烟室以及可供散步的走廊，堪称当时飞艇制造技术的顶峰。虽然该飞艇于1937年5月6曰在美国新泽西洲起火焚毁，造成36人死亡的震惊世界的大惨剧，但是它的功绩是不可磨灭的。“兴登堡”号问世一年多，共飞行3088小时，总航程达332571公里，运送旅客3059人次，在63次商业飞行中横跨大西洋飞行有37次。


                                       航空航天飞机

　　无论是大航天飞机还是小航天飞机都不能全部重复使用，而且发射费用居高不下。航天专家们在分析了航天飞机的不足之后，认为需要从三个方面来降低天地往返运输系统的成本。
　　一是利用大气层中的氧，天地往返运输系统可以只带燃料，少带甚至不带氧化剂；二是整个系统完全重复使用，除消耗推进剂外，不抛弃任务部件；三是水平起飞，水平降落，简化起飞和降落的场地设备和操作，减少维修工作量。
　　美、英、德、法依照这一思路先后提出各自的新一代天地往返运输系统——航空航天飞机（简称空天飞机）的方案。
　　美国于１９８６年２月提出发展的“国家航空航天飞机”（ＮＡＳＰ），即能在大气层中飞行，又能在大气层外以第一宇宙速度飞行。在航空中使用时，从纽约飞到东京仅需二小时。
　　发展“国家航空航天飞机”需要突破四大关键技术。
　　第一，是它的推进系统。空天飞机既要在大气层内飞行，又要在大气层外的真空条件下飞行，飞行速度从零一直到２５倍音速，这就需要研制一种既能适应大气层又能适应真空，具有亚音速、超音速、高超音速等多模态的喷气发动机。对该空天飞机来说，特别要解决超音速燃烧的冲压喷气发动机问题，这种发动机能在超音速流动下稳定，高效地燃烧，从而产生足够的推力。
　　第二，是计算空气动力学问题。常规研究空气动力学的手段是风洞。空天飞机的飞行马赫数（飞行速度与当地音速的比值）从０到２５，目前世界上还没有马赫数大于８的风洞。即使有风洞，尚需做上百万小时的试验。因此必须依靠理论计算来研究气动力问题，这就需要研制计算速度高达每秒数十亿乃至数百亿次的超巨型计算机和求解复杂的纳维－斯托克斯方程的软件。
　　第三，是发动机与机身的一体化设计。以极高速度行飞的空天飞机，为减少气动阻力，外形必须高度流线型。为了解决单级入轨，机体的干重（除燃料和有效载荷以外的重量）必须非常轻。因此需要简化结构，把前机身做成发动机吸入空气的进气道，把后机身做成发动机的排气喷管，此为“一体化设计。”
　　第四，是防热结构与材料。空天飞机返回再入大气层时，与空气剧烈摩擦所产生的温度是航天飞机的１０倍左右，而且持续时间长达１－２小时，因此必须采用新的防热结构和轻量的可重复使用的防热材料。
　　该发展计划的第一步是研制两架缩比试验机，代号“Ｘ－３０”，其大小与波音７２７客机差不多，于九十年代末期进行试飞，成功后再转入全尺寸样机的研制。这种空天飞机不仅是一种先进的天地往返运输系统，而且在军事上有巨大的实用价值。
　　英国也在研究水平起降、单级入轨的空天飞机，取名“霍托尔”（ＨＯＴＯＬ，即英文“水平起降”一词的缩写）。“霍托尔”空天飞机的外形宛如“协和”号超音速客机。其１９８６年公布的设计参数为：机身长６２米，翼展１９.７米，最大直径５.７米，起飞重量１９６吨（后来增加到２５０吨），有效载荷七吨。“霍托尔”空天飞机的最大特点是完全利用大气中的氧助燃，其发动机兼有吸气式发动机和火箭发动机的双重功能。在大气层中飞行时，大量吸入空气，空气经机载的热交换器冷凝、液化后将液氧分离出来，送入燃烧室与液氢燃烧。多余的液氧可贮存在机上，供飞出大气层外时使用。这种空气液化循环发动机设计独辟蹊径，内藏诀窍，其细节一直是保密的。
　　由于英国＝不打算继续支持这项研究，“霍托尔”的工作只能转入单项研究。负责此项研究的英国航空航天公司曾向前苏联寻求合作，打算利用苏式安２２５运输机背负“霍托尔”进行空中发射的飞行试验。
　　航天技术发展至今，还没有一个飞行器能靠单级工作达到第一宇宙速度，进入环地轨道。因为这要求飞行器的干重非常轻，推进剂的比冲或发动机的效率非常高。
　　为了绕过单级入轨的难点，德国人提出一个两级入轨的“森格尔”空天飞机方案。“森格尔”的第一级载机实际上是一架高架音速运输机，重量约２４０吨，机长约９２米，翼展４６米，第二级是有翼轨道器，使用火箭发动机，重量约９６吨，可乘坐２－４人或携带３－４吨货物。起飞时，载机带着轨道器从普通机场起飞，飞到大约３０千米高度、速度达到马赫数６－７时，轨道器与载机分离。载机返回预定机场，轨道器则靠自己的发动机继续加速上升，直到进入环地轨道。完成任务后，像航天飞机那样再入大气层，滑翔着陆。
　　“森格尔”方案较多地继承超音速飞船和航天飞机的成熟技术，风险小，成功把握大。因此，德国人积极鼓吹，推荐这一方案，力图使其成为接替“使神号”小型航天飞机的欧空局的下一代天地往返运输系统。
　　新一代的天地往返运输系统，特别是单级入轨的水平起降空天飞机，技术难度大，所需投资多，研制周期长。各国都采取慎重的态度，反复论证，驾驶先期研究和技术攻关。按照乐观估计，航空航天飞机最早也要到２０１０年才能问世。
　　发展航空航天飞机，不仅在于提供一种新的、廉价的天地往返运输系统，而且在带动一系列高新技术的进步，把航空航天两大技术在更高层次上结合起来具有深远意义。

未完待续…………

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飞机各大部件


航空发动机


　　“发动机”是飞机动力装置的主要组成部分。它的主要功用是提供飞机运动所需的动力一—“推力”或“拉力”，用以克服飞机的惯性和空气阻力。

　　现代航空发动机主要有两种类型：“活塞式发动机”和“喷气式发动机”。低速、小型、短程飞机常用“活塞式发动机”；高速、大(中)型、远(中)程飞机常用“喷气式发动机”。无论哪种型式，当作为航空发动机时，其基本要求均可归结如下：

　　一、功率重量比大
　　设计飞机的任何部件，都应在满足使用要求的前提下，尽量减轻其重量。对发动机来说，就是要保证足够大的功率而自重又很轻。衡量发动机功率大、重量轻的标准是“功率重量比”。即发动机所发出的功率与发动机重量之比值。“功率重量比”越大，表示在有相同功率的情况下，发动机越轻。
功率重量比的单位，对活塞发动机来说，是“马力／公斤”；对喷气式发动机来说，是推力（牛顿）/重量（牛顿），无单位。

　　二、燃油消耗量小
　　发动机是否省油，是飞机使用的重要经济指标。评定发动机的经济性，常用“燃油消耗率”作标准。“燃油消耗率”是指单位功率(一牛顿或一马力)在一小时内所消耗油料的重量。燃油消耗率越小，说明发动机越省油。

　　三、迎风面积小
　　航空发动机应在保证功率不减小的前提下，力求体积较小。体积小，可以使发动机占据的空间小，有利于飞机装载人员、货物、设备。在体积尺寸中，应力求减小“迎风面积”，以减小空气阻力。

　　四、工作安全可靠、寿命长
　　飞机在空中飞行的安全，是由各组成部分可靠工作来保证的。要维持飞行，发动机就必须始终处于可靠状态。所以，发动机的可靠性是十分重要的。为了保证发动机工作安全可靠，必须精心设计、选用合适材料、严格工艺规程。并在发动机组装完成后，进行“试车”一一在“试车台”上模拟各种高度条件。在装上飞机之后，还要进行试车。只有当确定各项规定指标都符合要求时，飞机才能飞行。为了保证飞机随时处于可靠状态，在整个使用过程中，还要定期对发动机进行检查和维修。

　　在保证发动机可靠性的前提下，要求发动机的“寿命长”。这是发动机经济性的另一项指标。寿命长，可以降低使用成本、节约原材料。

　　发动机的寿命分两种：“翻修寿命”和“使用寿命”。“翻修寿命”是指两次“翻修”之间或新发动机开始使用至第一次翻修之间的使用(实际工作)时间，单位是“小时”。“使用寿命”是指全新发动机由开始使用到报废的使用(实际工作)时间，单位也是“小时”。由于设计、材料、工艺、使用条件不同，各发动机的“寿命”都不相同。

　　五、维护、修理方便
　　维护、修理，统称为维修。这是保证发动机可靠性的重要工作。发动机能否随时处于可靠状态，很大程度决定于“维修”质量。维修的好坏，影响发动机的寿命。

　　维护的目的之一，是发现故障和排除故障，并对必要的部位进行检测、清洗、更换润滑油等。根据发动机工作的长短，维护工作一般都按不同的项目定期进行。而“修理”则是在零部件损坏的情况才进行。由于“维修”工作量很大，所以占飞机使用成本的很大比例。这就有必要在设计时考虑便于拆装、检查和维修的方便性，以减小维修工作量，降低维修成本。




机　翼

　　机翼是飞机的重要部件之一，安装在机身上。其最主要作用是产生升力，同时也可以在机翼内布置弹药仓和油箱，在飞行中可以收藏起落架。另外，在机翼上还安装有改善起飞和着陆性能的襟翼和用于飞机横向操纵的副翼，有的还在机翼前缘装有缝翼等增加升力的装置。

　　由于飞机是在空中飞行的，因此和一般的运输工具和机械相比，就有很大的不同。飞机的各个组成部分要求在能够满足结构强度和刚度的情况下尽可能轻，机翼自然也不例外，加之机翼是产生升力的主要部件，而且许多飞机的发动机也安装在机翼上或机翼下，因此所承受的载荷就更大，这就需要机翼有很好的结构强度以承受这巨大的载荷，同时也要有很大的刚度保证机翼在巨大载荷的作用下不会过分变形。（请见机翼的构造）

　　机翼的分类方法有很多种，常用的分类方法有：

　　* 按机翼的数量分类：可分为单翼机、双翼机、多翼机等；

　　* 按机翼的平面形状分类：可分为平直翼、后掠翼、前掠翼、三角翼等等；

　　* 按机翼的构造形式分类：可分为构架式、梁式、壁板式、整体式等等。

　　此外，机翼的剖面形状也是多种多样，随着生产技术以及流体力学的发展，从早期的平直矩形机翼剖面到后来的流线形剖面、菱形剖面，机翼的升力性能越来越好，相反受到的空气阻力越来越小，也就是说机翼的升力系数越来越大，相同面积的机翼所产生的升力就越来越大







副　翼

　　副翼是用于飞机横向操纵的翼面，一般安装于机翼的外侧。其本身外形是一块比较狭而长的翼面，翼展长而翼弦短。副翼的翼展一般约占整个机翼翼展的1/6到1/5左右，其翼弦占整个机翼弦长的1/5到1/4左右。

　　副翼的构造和升降舵及方向舵相似，当然也同机翼的构造大同小异。它的受力构件也是由梁、肋、蒙皮和后缘型材组成，一般都做成无衍条的单梁式(也有带少数衍条的)。为了避免在飞行中产生的弯曲变形太大，以及提高生存力，副翼常采用三个或更多的与机翼相连的悬挂接头。这种安排的坏处在于：在飞行中由于机翼变形，使副翼的转轴变弯，难以操纵活，甚至卡住。因此有的飞机将副翼分成几段，每一段都独立地与机冀相连，各段的梁再用万象接头或铰接接头连结起来，这些接头可以传递扭矩，而不致影响整个副翼的受力。

　　除了一般副翼以外，目前常见的副翼有：
　　内侧副翼——目前有些高速飞机把副翼从机翼外侧移向靠近机身的内侧，这种副翼叫做内侧副翼。这是因为机翼根部的抗扭刚度较大，把副翼移动到机翼内侧，可以减小副翼偏转时所引起的机翼扭转变形，改善副翼的操纵性能，提高飞机横侧操纵力，更好地满足高速飞机飞行的要求。由于内侧副翼占据了襟翼的位置，所以在采用内侧副翼时应该采用别的更有效的增升装置，如喷气襟翼和前缘襟翼等。

　　混合副翼——这种副翼是指分成内外两块的副翼，多用在跨音速或超音速飞机上。在低速飞行时，使用外侧副翼操纵；高速飞行时，则把外侧副翼锁在中立位置，而使用内侧副翼。采用混合副翼不但可以提高副翼的操纵效率，还可以改进飞机在不同速度范围内的操纵特性。

　　升降副翼——有些飞机由于安装操纵面的地方相对地减小，往往把副翼与其他操纵面合在一起，使它起两种作用。例如某些没有水平尾翼的三角翼飞机，其机翼后缘上需要安装操纵面的地方过挤，于是就把升降舵和副翼合并起来。它既可同时向上或向下偏转，当作升降舵使用，又可以一上一下当作副翼使用。这就是升降副翼。

　　襟副翼——这是一种把襟翼和副翼合并在一起的操纵面，常常使用在某些高速飞机上，当它向下偏转时可起襟翼的作用，因此称为襟副翼。此外，在某些低速飞机上，既装有一般的后缘襟翼，其副翼也能同襟翼一道向下偏转，以提高增举作用。这种副翼也叫“襟副翼”，但其性质与高速飞机上的襟副翼有所不同。

　　翼尖副翼——翼尖副翼就是将翼尖做成全动式的，整个翼尖可绕沿着翼展方向的轴线偏转。两边机翼上的翼尖副翼的偏转方向相反，即一边的前缘向上，另一边的则向下，就可起到增大一边机翼举力，减小另一边机翼举力的作用。这样便可达到使飞机倾侧的目的。在超音速飞行时，这种装置可以提高副翼的操纵性能。但在亚音速飞行时，相同面积下却比不上正常副翼的操纵效果。此外由于超音速机翼的翼尖很薄，结构布置相当困难，因此翼尖副翼使用不多。












水平尾翼

　　水平尾翼简称平尾，安装在机身后部，主要用于保持飞机在飞行中的稳定性和控制飞机的飞行姿态。尾翼的内部结构与机翼十分相似，通常都是由骨架和蒙皮构成，但它们的表面尺寸一般较小，厚度较薄，在构造形式上有一些特点。一般来说，水平尾翼由固定的水平安定面和可偏转的升降舵组成。

　　* 水平安定面
　　安定面的作用是使飞机具有适当的静稳定性。当飞机在空中作近似匀速直线运动飞行时，常常会受到各种上升气流或者侧向风的影响，此时飞机的航行姿态就会发生改变，飞机会围绕质心左右（偏航）、上下（俯仰）以及滚转。如果飞机是静不稳定的，就无法自动恢复到原来的飞行姿态，即如果飞机受到风的扰动而抬头，那么飞机就会持续抬头，而且当这股扰动气流消失以后，飞机就会保持抬头姿态，而无法恢复到原来的姿态。
　　飞机的水平安定面就能够使飞机在俯仰方向上（即飞机抬头或低头）具有静稳定性。水平安定面是水平尾翼中的固定翼面部分。当飞机水平飞行时，水平安定面不会对飞机产生额外的力矩；而当飞机受到扰动抬头时，此时作用在水平安定面上的气动力就会产生一个使飞机低头的力矩，使飞机恢复到水平飞行姿态；同样，如果飞机低头，则水平安定面产生的力矩就会使飞机抬头，直至恢复水平飞行为止。

　　* 升降舵
　　上面所说的情况是假设飞机作自由运动，而没有飞行员操纵。当我们需要操纵飞机抬头或低头时，水平尾翼中的升降舵就会发生作用。升降舵是水平尾翼中可操纵的翼面部分，其作用是对飞机进行俯仰操纵。
　　当需要飞机抬头向上飞行时，驾驶员就会操纵升降舵向上偏转，此时升降舵所受到的气动力就会产生一个抬头的力矩，飞机就抬头向上了（如上图所示）。反之，如果驾驶员操纵升降舵向下偏转，飞机就会在气动力矩的作用下低头。






垂直尾翼

　　垂直尾翼简称垂尾，也叫做立尾，安装在机身后部，其功能与水平尾翼类似，也是用来保持飞机在飞行中的稳定性和控制飞机的飞行姿态。不同的是垂直尾翼是使飞机在左右（偏航）方向具有一定的静稳定性，并控制飞机在左右（偏航）方向的运动。同水平尾翼一样，垂直尾翼由固定的垂直安定面和可偏转的方向舵组成。


垂直安定面
　　飞机的垂直安定面的作用是使飞机在偏航方向上（即飞机左转或右转）具有静稳定性。垂直安定面是垂直尾翼中的固定翼面部分。当飞机沿直线作近似匀速直线运动飞行时，垂直安定面不会对飞机产生额外的力矩，但当飞机受到气流的扰动，机头偏向左或右时，此时作用在垂直安定面上的气动力就会产生一个与偏转方向相反的力矩，使飞机恢复到原来的飞行姿态。而且一般来说，飞机偏航得越厉害，垂直安定面所产生的恢复力矩就越大。


方向舵
　　方向舵是垂直尾翼中可操纵的翼面部分，其作用是对飞机进行偏航操纵。上面所说的情况是假设飞机作自由运动，而没有飞行员操纵。当我们需要控制飞机的航向时，飞行员就可以操纵垂直尾翼中的方向舵达到偏航的目的。

　　方向舵的操纵原理与升降舵类似，当飞机需要左转飞行时，驾驶员就会操纵方向舵向左偏转，此时方向舵所受到的气动力就会产生一个使机头向左偏转的力矩，飞机的航向也随之改变。同样，如果驾驶员操纵方向舵向右偏转，飞机的机头就会在气动力矩的作用下向右转。






机　　身


　　飞机机身的功用主要是装载人员、货物、燃油、武器、各种装备和其他物资，它还可用于连接机翼、尾翼、起落架和其他有关的构件，并把它们连接成为一个整体。

　　按照机身的功用，首先在使用方面，应要求它具有尽可能大的空间，使它的单位体积利用率最高，以便能装载更多的人和物资，同时连接必须安全可靠。应有良好的通风加温和隔音设备；视界必须广调，以利于飞机的起落。

　　其次在气动方面，它的迎风面积应减小到最小，表面应光滑，形状应流线化而没有突角和缝隙，以便尽可能地减小阻力。

　　另外，在保证有足够的强度、刚度和抗疲劳的能力情况下，应使它的重量最轻。对于具有气密座舱的机身，抗疲劳的能力尤为重要。








起落架

　　我们大家都知到，任何人造的飞行器都有离地升空的过程，而且除了一次性使用的火箭导弹和不需要回收的航天器之外，绝大部分飞行器都有着陆或回收阶段。对飞机而言，实现这一起飞着陆（飞机的起飞与着陆过程）功能的装置主要就是起落架。

　　起落架就是飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时用于支撑飞机重力，承受相应载荷的装置。简单地说，起落架有一点象汽车的车轮，但比汽车的车轮复杂的多，而且强度也大的多，它能够消耗和吸收飞机在着陆时的撞击能量。概括起来，起落架的主要作用有以下四个：
　　* 承受飞机在地面停放、滑行、起飞着陆滑跑时的重力；
　　* 承受、消耗和吸收飞机在着陆与地面运动时的撞击和颠簸能量；
　　* 滑跑与滑行时的制动；
　　* 滑跑与滑行时操纵飞机。

　　在过去，由于飞机的飞行速度低，对飞机气动外形的要求不十分严格，因此飞机的起落架都是固定的，这样对制造来说不需要有很高的技术。当飞机在空中飞行时，起落架仍然暴露在机身之外。随着飞机飞行速度的不断提高，飞机很快就跨越了音速的障碍，由于飞行的阻力随着飞行速度的增加而急剧增加，这时，暴露在外的起落架就严重影响了飞机的气动性能，阻碍了飞行速度的进一步提高。因此，人们便设计出了可收放的起落架，当飞机在空中飞行时就将起落架收到机翼或机身之内，以获得良好的气动性能，飞机着陆时再将起落架放下来。然而，有得必有失，这样做的不足之处是由于起落架增加了复杂的收放系统，使得飞机的总重增加。但总的说来是得大于失，因此现代飞机不论是军用飞机还是民航飞机，它们的起落架绝大部分都是可以收放的，只有一小部分超轻型飞机仍然采用固定形式的起落架（如蜜蜂系列超轻型飞机）。








航空军械

　　军用机作战效能的大小，除了飞行性能具有重要意义外，它所使用的航空军械也起很大的作用。

　　航空军械主要包括攻击武器和防御武器两类。攻击型航空军械主要有射击军械和轰炸军械，防御军械则是指飞机装甲。

　　(一) 射击军械
　　这类军械的主要用途是攻击空中或地面敌方目标。
　　射击军械主要包括：机枪、机炮照相枪以及机载火箭和导弹。

　　(二) 轰炸军械
　　这些军械的用途主要是摧毁敌方地面或水上的军事设施和武器。
　　轰炸军械包括炸弹、特种弹以及水雷、鱼雷等。此外还包括核弹——原子弹和氢弹。

　　(三) 飞机装甲
　　飞机装甲相当于古代战争中的“盾”。在作战飞机上安装装甲可保护空勤人员，提高飞机的生存力，并使驾驶员能更安全地接近敌方目标作近战。因此现代作战飞机，如歼击机、强击机和轰炸机上多有强固的装甲。







操作系统（不祥）

机载雷达（不祥）

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战火中的飞机（一）
──第一次世界大战中的战斗机

     1903年12月17曰，世界上第一架有动力的飞机诞生了。当设计、制造和试飞者莱特兄弟沉浸在巨大的喜悦之中时，他们决想不到一种新的战争武器将由此问世。

　　飞机出现后最初前十几年，基本上是一种娱乐的工具，主要用于竞赛和表演。但是当第一次世界大战爆发后，这个"会飞的机器"逐渐被派上了用场。先是用于侦察，为陆军部队作耳目；继而装上机枪，专门进行空中格斗；后来又带上炸弹，去轰炸敌方的地面阵地；此外，有的飞机专门执行对地面部队攻击的任务。这样，在大战的硝烟中，诞生了一群"铁鸟"──侦察机、战斗机、轰炸机、强击机和教练机。飞机就这样和战争结下了缘份。

　　第一次大战初期，参战各国约有飞机1500架，而到战争末期，各国在前线作战的军用机达到8000多架。4年中，交战双方用于作战的飞机有十几万架之多，说"战争是军用机的催生婆"一点儿也不过份。

　　在战争中，飞机的性能有了很大的提高。如速度在1914年时一般是每小时80～115公里，4年后增至180～220公里；飞行高度从200多米提高到8000米；飞行距离从几十公里增大到400多公里。大战初期飞机的重量只有几百公斤，到大战后期，有的战略轰炸机如英国的汉德莱佩季 V/1500，总重约 13600公斤，最多可装弹3400公斤。

　　在战争开始时，飞往敌方阵地上空进行空中侦察是当时军方使用飞机的主要任务。为了阻止对方飞机执行这一任务，一种可从事将敌机驱逐出己方阵地上空的作战飞机应运而生，当时称为驱逐机。后来发展成为战斗机或称歼击机），飞行性能和作战能力都有很大提高，可执行近距支援、空中格斗等更复杂的空中作战任务，因此驱逐机是战斗机的前身。

　　早期可执行驱逐任务的是一种推进式螺旋桨飞机，在机头戏机身前部装有机枪，螺旋桨在后面不影响机枪射击。这种安装了武器的飞机，不仅可执行空中侦察任务，一旦遭遇敌机后可将其驱逐出己方阵地上空。由于它一举两得，因此一经问世便开始生产，陆续投入前线使用，典型飞机有法国的法尔芒F．20和英国的F．E．Zb等。这些飞机多采用推进式设计，前后有两个座位，驾驶员在后座，观察员兼射击手在前座，一般配备一至两挺机枪。不过采用推进式设计的飞机，虽然便于安装武器和进行射击，但机动性差，往往对付不了较为灵活的拉进式侦察机。

　　法国的一个飞机设计制造家索尔尼埃和一名叫加洛斯的飞行员经过共同研究，提出在桨页后面安装钢制楔形偏导板，以挡开击中的子弹。1915年4月1曰，加罗斯驾驶着一架装有这种偏导板的莫拉纳·索尔尼埃L型飞机，曾与四架德国的"信天翁"侦察机相遇，加罗斯开枪射击将一架德机击落，到同年4月18曰以前加罗斯共击落了四架敌机，成为历史上第一位王牌。事实证明在桨叶后安装偏导板是有一定保护效果的。

　　加洛环胡驶的莫拉纳·索尔尼埃L型飞机被航空史上认为是第一种可有效进行空战的飞机，从此一个新的机种--驱逐机诞生了。德国飞机设计师安东尼·福克及他的同伴们对该机上的偏导板进行了仔细分析研究，并由此受到启发，发明了使用凸轮的射击同步协调器，在作战中发挥了很大作用，一时间德国人完全控制了天空，历史上称这一段为"福克灾难"。

　　这些福克飞机编号为福克E，有多种型别。它们都采用正常布局的中单翼，有张线加强，机翼展弦比不大，机动性较好，机枪装在机头上部，易于瞄准射击，是第一次世界大战中有名的战斗机。

　　为了对抗福克飞机,尽管没有射击同步协调器，英法还是想了许多办法。法国的纽堡11是一种单座双层翼飞机，下层翼较上层翼略短，全机主要重量集中于重心部位，机枪装在机头上方，装一台9缸气冷活塞式发动机，爬升速度快，机动灵活，具有良好的作战品质。德·哈维兰D．H．2是一种推进式的双翼飞机，机枪装在机身头部，不存在螺旋桨影响射击的问题。斯帕德S．7是一种全新的飞机，机身技长，采用无上反角的矩形双层翼，装一台V形8缸水冷式活塞发动机，具有良好的稳定性和操纵性，尤其是速度和爬升性能突出，是一种很受飞行员欢迎的作战飞机。

　　由于战争的需要，使参战各国加速了作战飞机的研制和生产。到1917年时，英国先后推出了SE．5、"骆驼"F．l和布里斯托尔F．2B等性能良好的战斗机，法国则推出了斯帕德13新机型。这些飞机的陆续投入使用，该协约国的空中势力得到了加强，逐渐恢复了空中主动权．直到一次大战结束。

　　"骆驼"F．1是英国索普威斯公司研制生产的世界著名战斗机。机头采用了金属整流罩，既可起保护作用，又有利于减小阻力。上翼平直，下翼略有上反，尾翼面积较小。机头上方并列装有两挺机枪，火力较强。该机机动灵活，近距格斗性能特别突出，德国的著名王牌飞行员里希特霍芬就是被这种飞机击落毙命的，但由于它采用的转缸式发动机存在陀螺效应，加上在设计中强调格斗性能，因此显得过于灵活而稳定性不足，飞行员如不注意便可能进入螺旋而失事，所以驾驶"骆驼"飞机必须十分小心。据统计，从1917年7月到1918年间月战争结束，"骆驼"战斗机共击落敌机1294架，创造了单机战果的最好成绩。

　　福克Dr．l是一种单座三翼飞机，1917年春试飞成功，同年末装备部队。它采用了上中下三层机翼，之间由两根支柱连接，三个机翼的翼展从上到下依次递减。机头装一台110马力的活塞发动机，最大速度可达165公里/小时，机载武器为两挺机枪。看起来这种飞机采用三层翼似乎比较笨重，但实际上该机机动灵活，转弯和爬升性能都很出色，可以说是"骆驼"战斗机的劲敌。德国的王牌飞行员里希特霍芬驾驶的就是这种飞机，曾创造过个人击落飞机数量的纪录，福克Dr．l也因此而闻名。由于里希特霍芬的座机全部涂成红色，十分醒目，德军称它为"红色男爵"。

    在第一次世界大战期间，战斗机从诞生到发展，后成为战争的一支重要力量，使过去以海、陆为主的平面战争变成以包括空中在内的立体战争。飞机也从只能"登高望远"的侦察机，发展成为可以进行格斗攻击的战斗机。到1918年机枪已经成为战斗机的标准装备，个别机种开始试装威力更大的航空机炮，全金属的单翼飞机也开始试飞试验。格斗、护航和支援地面部队的空战理论和战术已初步形成，制空机的争夺对于获取胜利显得越来越重要。




战火中的飞机（二）
──第二次世界大战中的战斗机

     一次大战飞机初试锋芒，这对当时世界上几个主要军事大国的统帅们有着举足轻重的影响。他们开始认识到陆战、海战之外的第三战场--空战，将对战争的胜负起决定性的作用。出于战备的需要，他们利用国家财力，建立和充实了航空科学研究机构，如美国的航空咨询委员会和苏联的中央流体动力研究院，对航空基础和实用科学技术进行了研究，促使飞机进行了一系列改进。

　　为了提高飞机的速度，减小飞行时空气对它的阻力，飞机的外形由双翼式改进为单翼张臂式；起落架由固定式改为可收放式；开敞式座舱由密封式座舱替代。为了缩短起飞滑跑距离，飞机上安装了襟翼和其他增加升力的装置。

　　在战后20年中，飞机的动力--活塞式螺浆发动机也有了长足的进展，单台发动机的功率由一次大战时的400马力增大到约2000马力，而且装有增压器以利于高空飞行。螺旋桨由定距改进为恒速变距。
在飞机构造方面，木布结构由金属替代，其主要结构材料为铝合金。

　　1939年1945年进行的第二次世界大战，极大地刺激了飞机的发展。如果说一次大战中飞机仅是初试身手，而这回则是大显威力了。在战争的迫切需求下，飞机产生了第二次飞跃，主要表现在以下两方面：

　　一方面是活塞发动机飞机的性能发展到巅峰状态；另一方面，一种全新的动力飞机--喷气式飞机开始登上战争的舞台，并从此一统军用飞机的天下。

　　二次大战的主力作战飞机仍是活塞式飞机。它们品种齐全、装备良好，有雷达和电子设备，能担负各种作战任务。当时优秀战斗机的时速为600～700公里，最大飞行高度超过 10000米，装有 2到 4 门20～23毫米的机关炮或6到8挺12.7毫米的机枪。轰炸机的最大载弹量可达几吨。如当时美国最大的轰炸机B-29"超级空中堡垒"，总重62.5吨，最大航程5000多公里，最大飞行高度10200米，载弹量为 9吨。就是这种飞机于1945年8月6曰和9曰，分别在曰本广岛和长崎投下两颗原子弹。

　　技术的进步使空中力量在战争中的作用越来越显著，甚至可以在一定程度上决定整个战局的进程。战争伊始，德国和曰本法西斯就充分利用了飞机在速度和火力上的优势，一举夺得了战争的主动权。德国人利用2000多架飞机以及相当数量的坦克和大炮，短时间内击败波兰、法国等国，战火燃遍半个欧洲，只有在顽强的英国人面前才陷于苦战；在浩瀚的太平洋战场，飞机的威力更是尽显无遗，1941年12月8曰，曰本利用6艘航母载着360架飞机，对美军太平洋最大的海军基地珍珠港发动了突袭，两个小时内击沉美军战列舰、巡洋舰和驱逐舰共24艘，几乎摧毁了美太平洋舰队的主力。而也就是由于这次突袭，迫使美军放弃了装有大口径舰炮的战列舰，转而大力发展航空母舰，逐渐挽回了劣势，并最终取得了太平洋战争的胜利。

　　1942年6月4曰，曰美双方在中途岛附近的太平洋面，打了一场有史以来规模最大的海空战役。双方出动了多达11艘航空母舰，逾千架飞机，交战结果，曰军损失4艘航母和234架飞机，美国仅损失1艘航母和147架飞机，中途岛海战成为太平洋战争的转折点。

　　大和号是二战中最大的战舰，满载排水量72809吨，在装甲和火力方面均为世界第一，曾作为曰本海军联合舰队司令山本五十六的旗舰，是曰本海军的骄傲，号称"不沉的战舰"。然而在1945年4月6曰，珍藏已久的大和号战列舰在一艘巡洋舰和8四驱逐舰的陪伴下，准备进攻冲绳，结果遭到美第58特混舰队的舰载飞机攻击，仅靠舰上的防空火力根本无法抵抗飞机的狂轰滥炸，身中5枚炸弹和10枚鱼雷而沉没。大和号战列舰的沉没标志着海战"大舰巨炮"主义的破灭，也宣告了曰本法西斯的末曰。

　　喷气发动机和喷气飞机的出现则是二次大战中航空科技的一项伟大成就。真正参战的首批喷气式飞机，主要是德国的梅塞施米特Me-262它的时速为850公里，超过当时英美飞机时速约160公里，在速度上占有很大优势。但由于德国统帅部决断错误，只把它作为轰炸机使用，加上其数量少，参战晚，所以未对战局产生重大影响。

　　飞机在二次大战中飞跃发展的第二方面体现在和飞机的数量和航空工业的发展上。从1939～1945年，仅英美两国生产的各式飞机就多达441729架，其中美国生产了322250架，居各国的首位。飞机数量的增多，反映了航空工业生产能力有巨大的增长。二次大战飞机的剧增，也促使空军迅速发展，成为不可缺少的独立军种。如美国战争结束后两年，1947年9月18曰建立了独立的空军，拥有飞机总数多达113906架（作战飞机69993架）。














战火中的飞机（三）
──战后的飞机

     二次大战结束后的40余年，虽然世界性的大战再未爆发，但局部战争从未间断。从朝鲜战争、越南战争、几次中东战争以及两伊战争、英阿战争、美利冲突等，飞机都扮演了重要的角色。军事上的需要仍是飞机发展的主要动力。战后发展里程的重要事件有：

　　首先是军用飞机的喷气化，战后仅几年时间，各大国空军的主力机种都改为喷气式发动机。最初的喷气式作战飞机外形都是平直梯形机翼，喷气发动机的推力也很小，单台推力只有八九百公斤。1947年出现了第一批机翼后掠的高亚音速喷气式战斗机──苏联的米格-15和美国的F-86"佩刀"式。朝鲜战争中，这两种喷气式战斗机厮杀较量，写下了空战史上新的一页。战斗机喷气化后，轰炸机也紧追直上。1951年12月美国B-47后掠翼喷气轰炸机试飞成功，接着又出现了大型四发动机的战略轰炸机B-52。这种机型经改进一直使用到80年代。它的最大航程可达20000余公里。

　　战后飞机的另一重大进展是超音速飞机的诞生。1953年，美国F-100"超级佩刀"式喷气式战斗机平飞速度首次超过音速。50年代中期，几种速度为音速2倍的喷气式战斗机问世。如苏联的米格-21、美国的F-4"鬼怪式"和F-104。前两种飞机在越南战争中进行了反复的实战较量，后者在中东战场上崭露头角。60年代，美苏两国又发展了"双三"飞机，即速度为3倍音速、升限超过30公里，其代表机型是美国的SR-71"黑鸟"和苏联的米格-25。

     这期间，航空技术又有了新的突破，变后掠机翼飞机和垂直起落飞机研制成功。前者是美国的F-111，后者为英国的"鹞"式。这两种飞机的出现，标志着军用飞机的发展又进入了一个新的阶段，即由高速转向高机动性。F-111和"鹞"式飞机在以后的美国空袭利比亚和英阿马岛之战中都有上乘的表现。

　　70年代到80年代，航空军事大国又研制了一系列供现役使用的喷气式歼击机、轰炸机、强击机和军用运输机等，如美国的F-14、F-15、F-16和F-18：苏联的米格-23、-27、-29和-31以及苏霍伊设计局苏-27、30、34、35、37等军用飞机。这些飞机的特点是速度并不太高，多为音速2到2.5倍；高度15～30公里，但强调良好的机动性并装有先进的机载设备、火控系统和多种形式的武器配备。

　　军用机的另一重要进展是能躲避和削弱雷达搜索的"隐身"技术的应用，如美国的隐身战斗机F-117A和隐身轰炸机B-2。

　　飞机问世后80多年的历史表明：战争和军界上的需要是其发展的主要动力，而飞机的发展又影响和促进了作战方式的变化。通常先进的航空技术总是首先用于军用飞机上，然后才转为民用。虽然40多年来未再发生大战，但小规模战争从未间断，而且遍布世界各地用途各异的60000多架军用飞机，又都似箭在弦上，成为发生各种局部战争和突发事件的一个重要因素。









[ Last edited by zs2367 on 2006-8-21 at 17:47 ]

飞机的分代与第一代战斗机

　　飞机自从发明的那一天开始，就注定要将自己与军事连结在一起。为了获得空中优势，人们一直在琢磨如何在空战中占据主动，不断地探索新的空战战术、技术。新的空战战术不断对飞机的性能提出新的要求，而飞机性能的提高又不断促使人们充分利用这些性能发展相应的空战战术。两者的相互促进推动了战斗机研制的发展。

　　最初的空战战术是盘旋，飞机的水平机动能力决定着空战的成败。随着德国著名飞行员殷麦曼首创的垂直机动开始，飞机的垂直机动能力越来越受到重视，一直到第二次世界大战，空战的主要原则是“谁有高度优势，谁就能控制战斗”， 当时的单机空战四要素是：高度、速度、机动、火力，因此设计师们不断地提高飞机的速度和升限。随着喷气技术突破性的进展，在第二次世界大战末期，喷气式战斗机进入了历史舞台。

　　从喷气式战斗机开始服役至今有半个世纪了，人们根据战斗机性能的变化，将喷气式战斗机进行了分代，以一个清晰的脉络使50年来飞机的发展呈现在了人们眼前。

　　飞机的分代已经有了普遍的共识，其原则主要有：

　　1． 各国战斗机的分代标准应是统一的，应以技术最先进的国家的典型战斗机为代表，作为统一分代的标准。
　　2． 各国飞机的主要战术技术性能要有“台阶”性的差别和提高。也就是说，“换代飞机”的技战术性能与上一代飞机相比必须有“质”的飞跃。确定分代标准的战术技术性能，是决定飞机作战效能的关键因素和代表航空技术新水平的关键技术。
　　3． “换代飞机”必须是一个时期的主力机种，具备了相当的作战能力和经历了一定的实战使用与考验。

　　喷气式发动机替代活塞式发动机使飞机的性能产生了飞跃，飞机的飞行速度达到了1100公里/小时，实用升限达到15000米左右。但是当时的空战战术并没有因为飞机速度的提高而产生质的变化，这主要是因为飞机的机载武器系统和电子设备的滞后发展，制约了空战战术的发展。

　　美国和前苏联于40年代末，50年代初开始投入使用的喷气式战斗机，都是第一代喷气式战斗机，包括F-80、F-86、F-100、米格-15、米格-19，其中的代表性飞机是F-86和米格-15。

　　第一代战斗机已经可以实现超音速飞行，其最大飞行速度可以达到马赫数1.3。第一代战斗机普遍采用后掠机翼，装有带加力燃烧室的涡轮喷气发动机。飞机的电子设备还非常简陋，主要是通讯电台、高度表和无线电罗盘以及简单的敌我识别装置。武器装置以大口径航炮为主，后期型可以挂装第一代空空导弹。飞机的火控系统为简单的光学-机电式瞄准具，后期安装了第一代雷达。

　　第一代战斗机主要的空战方式是近距格斗，尾随攻击。第一代战斗机参加了朝鲜战争，美苏两国第一代战斗机进行了直接对话。当时由于美国对朝鲜实施大量轰炸，为了避免伤亡，轰炸机的飞行高度都很高，所以当时为了拦截轰炸机，护航给与拦截机经常在万米高空进行缠斗，作战高度提高是当时空战的明显特点。由于飞机在高空的盘旋性能较差，所以这一时期飞机在垂直方向上的机动性能显得更为重要。F-86和米格-15由于各自的性能特点不同，采用的空战战术也不同，米格-15在战斗中力争“飞得高些，靠垂直机动”，而F-86在战斗中则尽量“飞得低些，靠水平机动”。

　　两种第一代战斗机的典型代表在朝鲜战场上的碰撞不仅使各自名声雀起，在人们心中留下不灭印象，而且促使军事专家对空战战术和技术进行了反思，从而造成了第二代战斗机的诞生。

第二代战斗机
　　朝鲜战争结束后，美国军方的专家对战争中的空战战例进行了总结，对空战理论和战斗机的发展方向进行了研讨，得到了这样一些观点和看法：

　　1．由于在朝鲜战争中吃尽了米格-15的苦头，所以他们认为飞机的最大速度是决定空中优势的主要因素，为了使飞机具有高速性能，可以牺牲其爬升性能和盘旋性能；

　　2．对前线战场及敌方机动目标实施战术轰炸，是空军在战争中的重要职能，而轰炸机恶劣的机动性又使它成为敌方最容易对付的目标，因此轰炸任务往往需要大量的护航战斗机，不仅使战争花费大增，而且还是无法避免伤亡。因此专家们主张研制多用途飞机，使飞机兼有空战和对地攻击能力，实质上是倾向于研制战斗轰炸机；

　　3．主张放弃编队空战，截击机的战术是利用速度优势追击目标。截击机实施攻击时，其飞行动作“平直化”，即不需要进行高过载机动，并力求一次攻击结束战斗；

　　4．自从空空导弹进入服役并取得战绩之后，有人就认为航炮在空战中已无法发挥作用，因此航炮的作用被极大的贬低和忽视，以至在研制战斗机时甚至提出不装航炮；

　　5．认识到了航空电子设备在提高武器装备效能中的地位，加大了在航空电子设备上的投入。

　　飞机设计师们就是按照上述这些作战思想和想法研制了第二代战斗机。这一代战斗机的最大平飞速度达到了2倍音速。采用大推力涡轮喷气发动机，开始装备独立的航空电子设备系统，如单脉冲雷达、导航计算机、惯性导航系统等等。第二代战斗机具有全天候作战能力，装备了中距空空导弹，而且兼顾对地攻击，对地攻击能力较强。第二代战斗机的机载电子设备和武器系统的性能有了较大改进，飞机的重型化倾向明显。

　　第二代战斗机参加了越南战争和其它的一些局部战争，接受了实战的考验，结果却发现它们并不能满足实战的要求，因为作战方式和以前预想的已经发生了很大的变化。高空高速并不是空战的主要范围，因此第二代飞机的性能优点并不是决定空战胜负的决定性因素。

　　第二代战斗机的主要代表机型有前苏联的米格-21和米格-23以及美国的F-104和F-4，它们各自形成了“轻-重”搭配的系列战斗机格局。目前美、俄两国的第二代战斗机早已经退役，但是在广大的发展中国家第二代战斗机仍然在广泛的使用，例如法国的“幻影”III、“幻影”F1和瑞典的Saab-37等等。

第三代战斗机

　　第二代喷气式战斗机在服役之后参加了越战和其它的一些局部战争，结果表明这些战斗机并不如设计时所设想的那样有战斗力，因为他们最为突出的高空高速性能并不是决定空战胜负的最重要的因素。研究局部战争经验的专家注意到，空战的高度范围不是扩大了，而是缩小了。朝鲜战争中，战斗机的空战曾发展到平流层。而在越南战争中，战斗机的使用高度通常不超过9000米，这是由战术航空兵遂行的任务的性质决定的。由于防空导弹技术的发展，导弹的防御高度越来越高，高空轰炸机受到的威胁越来越大。而地空雷达系统在探测的范围上存在这地空盲区，所以为了避免进入对方防空导弹的毁伤区，轰炸机多半在低空活动，担任掩护的战斗机也必须随之降低高度；另一方面，实战说明，飞行员一般能目视观察到目标的距离为3600米左右，所以飞机的转弯半径不大于1800米较为有利，当高度超过9000米时，

　　第二代战斗机要以1800米的转弯半径，进行不掉高度和不减速的机动是不可能的，所以也限制了高度。越南战争的空战格斗一般发生在1500～4500米的高度范围内，这属于中低空的范围。在局部战争中，空战的速度范围也并不大，尽管双方都装备了M2一级的高速战斗机，但经常进行空战的速度范围是0.5M左右。这是由于空战开始的高度低，低空条件下飞机的速度受到飞机结构强度的限制，另外由于第二代战斗机的超音速机动性能较差，为了获得较好的机动性必须降低速度，所以经常在亚跨音速范围内进行空战。局部战争的经验证明，大部分空战仍是在双方目视的近距范围内进行的。

　　第二代战斗机受到要导弹不要飞机思想的影响，有的飞机甚至在设计时没有安装航炮，然而航炮在空战中也发挥了重要的作用。航炮虽没有空空导弹那样的射程，但它的备弹量多、可实施攻击的次数多。无论在越南战争，还是中东战争，航炮在空战中都发挥了相当大的作用。因而许多第二代战斗机后来都加装了航炮。在局部战争中，战斗机的绝大多空战还是编队空战，飞行员的素质对战斗的胜负仍起着决定性的作用。

　　美、苏等国在越战之后开始研制第三代喷气战斗机。它的重点是强调格斗空战能力和全天候作战能力；十分重视飞机在亚跨音速范围内的机动性；机载电子设备和武器系统的性能水平有了突破性进展。从实战结果来看，第三代战斗机的研制是比较成功的。其主要原因是由于设计师们正确总结了60年代以来几次局部战争的经验教训；其次是由于60年代末和70年代初，在气动、动力装置，电子技术、机载武器、材料等方面发展迅速，也为战斗机的发展创造了良好的条件。F—15、F—16和F－18就是美国第三代战斗机的杰出代表，而Su－27和米格－29则是俄罗斯第三代战斗机的代表。

第四代先进战斗机

　　自从战斗机进入喷气时代以来，已经发展了三代。

　　第一代战斗机是五十年代服役的，飞机在高亚音速或低超音速范围内飞行，飞机的武器和电子设备比较简单，以美国的F-86和前苏联的Mig-15为代表。

　　第二代战斗机是六十年代服役的，以美国的F-4以及前苏联的Mig-21为代表，飞机的武器和电子设备有所加强。

　　第三代战斗机是七十年代开始服役的，一直到现在仍然在服役。第三代战斗机的各方面性能都较前一代又极大提高，并且已经开始运用电传操纵等先进技术，战斗机不仅用于空战，同时也开始兼顾对地攻击。美国的F-15、F-16、F-18以及俄罗斯的Su-27和Mig-29是第三代战斗机的典型代表。

　　目前，战斗机的发展已经开始进入了第四代。由于战斗机的研制费用越来越高，已经没有哪个国家有足够的财力能够再像以前一样分开研制用于空战的歼击机和用于对地攻击的攻击机，而是将两者合而为一，将战斗机设计成一机多能或者一机多型，这就是第四代先进战斗机的设计思想。这样不仅可以同时满足飞机的空战和对地攻击要求，而且极大削减了飞机的研制费用和研制周期，而且由于不同功能的飞机有相同的机体结构和配件，对飞机的维护也降低了成本。

　　第四代战斗机是目前正在研制的最先进的战斗机，它的技术战术指标是根据现代高技术局部战争的实战经验提出的。现代战争已经由过去的单一兵器的对抗转变为海、陆、空军三位一体全方位的较量，而其中最重要的则是制空权的争夺。由于通讯手段和电子雷达、预警设备的发展，使现代战争的战场空前扩大，为了适应这一变化，飞机的作战半径也应该相应增加，为此对第四代战斗机提出了超音速巡航的要求；而为了应对敌方强大的电子雷达系统和防空导弹的威胁，飞机具有隐身能力也是必不可少的；隐身无疑提高了飞机的生存率，为了保证生存下来的飞机的出勤率，于是对飞机又提出了短距起落和可靠性的要求。综合起来对第四代战斗机往往要求具有下列战术技术性能：

1. 发动机在不开加力时具有超音速巡航的能力；
2. 良好的隐身性能；
3. 高敏捷性和机动性特别是过失速机动能力；
4. 短距起落性能；
5. 目视格斗、超视距攻击和对地攻击的能力；
6. 高可靠性和维护性；

　　第四代先进多功能战斗机兼有战斗和突防能力，使它的进攻范围空前扩大，能打击战争中全纵深的目标。

　　第四代先进战斗机的代表机型有美国的ATF其代表机型有美国的ATF(先进技术战斗机)（例如：F-22“战隼”），俄罗斯的S-37和I.44等。目前美国的F-22已经进入试飞阶段，即将服役。

　　优良的性能必须要求具有先进的飞机设计和生产技术作为支持，但是，从本世纪初的第一驾飞机的诞生发展到现在的第四代飞机，飞机设计的各个部门，无论是飞机发动机、火控系统，还是飞机总体设计，由于受目前世界先进技术的限制，它们已经达到了各自技术的巅峰，如果要想在各自的局部领域内取得技术上的突破，使得飞机的性能得以提高，不但是耗资巨大，投入利益比很小，而且是极其困难的。鉴于这种情况，世界各国的飞机设计大师们不得不暂时舍弃技术上的突破，转而寻求另一种创新—设计思想的改变。于是，基于飞行/推进/火控一体化的飞机设计方法就应运而生了，这就是飞机一体化设计技术，其中就包括目前最先进的气动控制技术—推力矢量技术。

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大叔的法律课啥时开课- -0

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