战斗机的起源与更新换代 (战斗机的演化)

从2006年五代战斗机开始装备以来,十几年来已经有很多国家或自研或购买装备了数量众多的五代机,而且还有新的五代机项目正在开发中。与此同时,江湖上已经服役了四十年的四代机依然是宝刀不老,各种升级改装层出不穷,一时间,世上的高性能战斗机开始井喷。

道友们是否观察到从四代机到五代机,战斗机的体积基本上没有显著地增大,甚至是在缩小。我们知道飞机大了就可以容纳更多的装备和*器武**,执行更远和更多的任务,但是战斗机为何不这样做?在老夫看来,这基本上是一个物理问题,包括战斗机在内的各种飞机在飞行中或处于地面状态时都是一个物理研究对象,从力学上看,战斗机受力和她的机体强度有直接关系。例如在战斗机横滚时,机翼会有很大的力矩,如果战斗机制造不合格就会使机翼发生断裂现象,后果可想而知。

战斗机研发历程,战斗机的进化之路

图中d若为翼展,三角形就是翼身连接处,喵同学为气流阻力,这就是机翼力矩

几十年来,我们一直不能找到高强度的物质来吧机体强度进行里程碑式的提高,所以纵然有时候发动机依然可以发挥更强的功能,但是因为机体的原因,很多功能还是受限制的,比如机体大小。如果加宽机翼,相同角速度横滚时机翼的力矩就会更大,因为强度问题可能折断,所以战斗机翼展就收到了限制。五代机有在机动性上有了进步,说明制造水平有了提高,同时还因为五代机机体密度比较大,能承受更强的力。

飞机,尤其是战斗机,为了飞行性能就要尽可能减轻自重,但是自重减轻就会导致强度下降,对战斗机尤为不利,于是飞行器整体受力就是必然要考虑的。但是整体受力比较好的外形对隐身性要求不高,对于五代机是行不通的,所以在各方面做到兼顾同时突出最优就成了重大课题。这也可能是战斗机换代速度放慢的原因之一吧,毕竟物理的发展慢于人的想象。

飞行器的重要用途之一就是应用在海军航空母舰或其它通甲板大型军舰或驱护舰上,这无疑是海军的作战能力大幅度提高,但是对舰载机的要求也是大幅度提高,最重要的就是机体强度,例如F14和F15二者体积重量基本相当,但是把所有能拆的都拆掉后,F14比F15重了约7吨,就是因为海军的大猫有很多加强结构合其它特设结构,如着舰尾钩和折叠翼结构。这里就有一个矛盾体,既然追求强度,就应该尽可能的整体化,但是航母舰载机为了节省空间又必须采用折叠翼,这样强度又会下降,所以海军舰载机服役往往晚于同级别的空军战机,就是因为太矛盾了。

战斗机研发历程,战斗机的进化之路

如果说F14的可变翼是那个年代的潮流尚且能容忍,那么F14的垂尾可折叠就是舰载机的专有动作了。

所以这么多年以来,服役了几十年的四代机依然是尤胜往日,五代机因为未能有革命性的突破而未能大量服役,当今世界有能力的航空强国都在下一代战斗机的研发上下功夫,应该说下一代战斗机会给我们带来全新的感触,或许就像当年由螺旋桨飞机跨入喷气式飞机那样。