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如何了解战斗机的机动性

发布时间:2013-04-11  原作者:方方   点击数:

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  对于很多刚开始喜欢航空的军迷而言,如何了解战斗机的机动性是一件很头痛的事情。手册、杂志上提供的数据初看起来五花八门,令人眼花缭乱;但细究之下却发现数据少得可怜。加上不同的文章出于不同的立场和观点,对同样的飞机褒贬不一。因此,即使对老鸟而言,从比较客观的角度去了解战斗机的机动性也不是一件很容易的事。
那么,要了解机动性,首先看什么指标呢?

爬升率!

  最直观的,爬升率体现了飞机的垂直机动性。无论是格斗还是拦截,都需要应用飞机的爬升能力,历来是战斗机最重要的机动性指标之一。但这远不是爬升率这个指标所能告诉我们的全部。爬升率有时又被称为“能量爬升率”,它的数值和单位都和“单位重量剩余功率”(SEP,其值等于飞行速度×(发动机可用推力-总阻力)/飞机当时总重)完全相同——知道了爬升率就知道了对应状态下的 SEP。

  对 SEP 而言,它直接影响到飞机的盘旋能力。换句话说,就是飞机在某个状态下,还有多少能量可用于进行其它机动。比如说,飞机当前在进行 5G 盘旋,同时 SEP 为 50 米/秒。这表明飞机还可以再拉更大的过载,而不会损失高度或速度——直到 SEP 为 0,飞机将进行稳定盘旋。当然,通常手册上给出的都是最大爬升率(即海平面平飞状态的爬升率),这个虽然不能用于直接评估飞机的盘旋能力,但有一定的参考价值——显然,在其它条件相同的情况下,这个值越大,盘旋能力越好。需要说明的一点是,美、俄计算最大爬升率的条件不同:美国是空战重量(机内半油,加典型格斗载荷如两枚格斗弹),俄国则是正常起飞重量,所以往往给人一个错觉,美国战斗机的 SEP 要高得多,实际并非如此。比较时要注意修正条件。

美、俄计算最大爬升率的条件不同:美国是空战重量(机内半油,加典型格斗载荷如两枚格斗弹),俄国则是正常起飞重量,所以往往给人一个错觉,美国战斗机的 SEP 要高得多,实际并非如此

  SEP 对机动性的另一个影响是飞机加速性。根据简单的物理公式可知,当前飞机的水平加速度为(SEP/当前速度)×重力加速度。不过很遗憾,常见的飞机手册上面给出最大爬升率的同时并未给出当时的速度。所以,对于飞机的加速性,最大爬升率也只具有一定的参考意义。

  需要指出的是,我们看到的爬升率实际上是平飞状态的 SEP,但由于诱导阻力的影响,在飞机机动时,SEP 会有很大变化。平飞时 SEP 大的不一定在机动时 SEP 也大。

  爬升率看完了,接下来看什么呢?

盘旋能力

  和盘旋相关的性能参数包括:盘旋半径、盘旋角速度、盘旋过载(注意,通常所说的盘旋过载其实是指飞机的法向过载,而非真正的水平向心加速度)。

  由于盘旋半径和速度平方成正比,因此最小盘旋半径出现在低速区,对应的盘旋角速度和盘旋过载都不大。如 F-16 某种构型下的最小盘旋半径 1,043 英尺,对应的盘旋角速度只有约 14 度/秒,盘旋过载约 2G——这对于空战的意义并不大。受一些空战文学描写的影响,很多人都认为盘旋半径越小越好。但如前所述,显然事实并非如此。具有较高速度的飞机虽然盘旋半径较大,但盘旋角速度也大,相对于盘旋半径小但转得慢的飞机,更容易绕到对方的 6 点钟位置——这也是二战德军飞行员的常用战术之一。

  同样,盘旋过载也和速度平方成正比,因此最大盘旋过载往往出现在角点速度之后,这个时候飞机既不是盘旋半径最小,也不是转得最快,因此一味强调大的盘旋过载并不一定有实际意义。例如,两架采用某一构型的 F-16,一架拉 9G 过载盘旋,另一架拉 8G 过载盘旋,各自在最佳速度(即盘旋角速度最大),哪一架更容易咬住对方呢?你选 9G?很遗憾,如果不出意外你已经被击落了。因为这一构型的 F-16 在角点速度只能拉出 8G 过载,要拉 9G 过载,必须增大速度,因此盘旋角速度减小,盘旋半径增大。所以,仅凭盘旋过载来判断两架飞机盘旋能力的优劣是不恰当的——更准确的说法是,相同速度下,可以拉更大过载的飞机容易取得优势。可惜,公开的数据里面一般都没有给出盘旋过载对应的速度。

  当然,并不是说这样的最大过载值就毫无意义。最大 8G 过载的飞机和最大 9G 过载的飞机必然是有差别的。那么这个差别在哪里?是升力不足导致飞机无法拉出足够大的过载?还是结构强度限制了飞机的最大过载?再或者,另一个容易被人忽略的因素——配平能力限制了飞机的最大过载?特别是对同一机型的不同改型,如果最大过载发生了变化,我们甚至可以推测其改进途径。如果多年以后某些资料证实了你的推测,你会发现这实在是一件非常有意思的事。
下面再来说说表征盘旋能力的一个关键指标——盘旋角速度。

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