1.1 战机的发展历史
1903年12月17日,美国莱特兄弟制造出世界上第一架真正意义上的飞机,一个崭新的时代自此开始。1909年,美国陆军装备了第一架战机,最大速度达68千米/小时。同年美国又制成了1架双座莱特A型飞机,用于训练飞行员。
第一次世界大战(以下简称一战)初期,飞机主要负责侦察、运输、校正火炮等辅助任务。当一战转入阵地战以后,交战双方的侦察机开始频繁活动起来。为了有效地阻止敌方侦察机执行任务,各国开始研制适用于空战的飞机。
世界上公认的第一种战斗机是法国的莫拉纳·索尔尼埃L型飞机。它由于装备了法国飞行员罗朗·加罗斯的“偏转片系统”,解决了一直以来机枪子弹被螺旋桨干扰的难题。随后,德国研制出更加先进的“射击同步协调器”并安装在“福克”战斗机上,成为当时最强大的战斗机。“福克”战斗机的出现,从根本上改变了空战的方式,提高了飞机空战能力,从此确立了战斗机武器的典型布置形式。
“福克”战斗机
随着一战中空战的日趋激烈,战机从此走上了“机动、信息、火力三者并重”的发展轨迹,在速度、高度和火力等方面不断改进。一战结束时,战斗机的最大飞行速度已达到200千米/小时,升限高度达6千米,重量接近1000千克,发动机功率169千瓦,大多配备7.62毫米的机枪。总体来说,战机在一战中的地位是从反对到不重视,再到重视,其地位的不断发展也为以后的战争方式奠定了基础。
在第二次世界大战(以下简称二战)中,战机开始成为战争的主角。由于在一战中后期战机的战略作用被各个国家所认识,到二战开始时,战机已经得到了很好的发展,各种不同作战用途的战机也应运而生,如攻击机、截击机、战斗轰炸机、俯冲轰炸机、鱼雷轰炸机等。
由于二战期间各种舰船(包括航空母舰)得到了大范围的使用,这也使得各种舰载机在战斗中具有巨大的发挥空间,往往是各种海战的主导者。战机性能方面,二战期间的战斗机的最大速度已达700千米/小时,飞行高度达11千米,重达6000千克,所用活塞式航空发动机制功率接近1470千瓦。瞄准系统已有能做前置量计算的陀螺光学瞄准具。
二战末期,德国开始使用Me 262喷气式战斗机,最大飞行速度达960千米/小时。战后,喷气式战斗机普遍代替了活塞式战斗机,飞行速度和高度迅速提高。
20世纪50年代初,首次出现了喷气式战斗机空战的场面。苏联制造的MIG-15“柴捆”和美国制造的F-86“佩刀”都采用后掠后翼布局,飞行速度都接近音速,飞行高度达到15千米。机载武器已发展到20毫米以上的机炮,瞄准系统中装有雷达测距器。
F-86战斗机(左)与D-558-II飞机(右)
带加力燃烧室外的涡轮喷气发动机便于改善飞机外形,战斗机的速度很快突破了音障。20世纪60年代以后,战斗机的最大速度已超过两倍音速,配备武器已从机炮、火箭发展为空对空导弹。
20世纪60年代中期,以苏联MiG-25和美国YF-12为代表的战斗机的速度超过3倍音速,作战高度约23千米,重量超过30吨。但是60年代后期越南战争、印巴战争和中东战争的实践表明,超音速战斗机制空战大多是在中、低空,接近音速的速度进行的。空战要求战机具有良好的机动性,即转弯、加速、减速和爬升性能。装备的武器则是机炮和导弹并重。因此,此后新设计的战斗机不再追求很高的飞行速度和高度,而是着眼于改进飞机的中、低空机动能力,完善机载电子设备、武器和火力控制系统。
苏联/俄罗斯MiG-25战斗机
21世纪初,战机大多具备多功能性,更加强调作战任务的灵活性,既能同对手进行空战,又拥有强大的对地攻击火力,能以尽量少的架次完成尽量多的任务,在执行任务中能够接受临时赋予的其他任务,甚至能够先空战再对地攻击。从现代空战的角度来看,未来空中战场不外乎是信息、机动和火力综合优势的争夺。未来战机系统之间的整体对抗,将表现为多机编队对信息、火力和机动的综合利用。
美国F-35战斗机生产线