四代战机发展历程
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四代战机发展历程
第一代超音速战斗机
喷气式战斗机在50年代就实现了超音速化,因而现代战斗机一般是按超音速断代的。到目前为止,超音速战斗机共发展了四代。在设计思想上,第一代超音速战斗机以追求更高的飞行速度为主。1947年10月14日,美国贝尔公司研制的X-1火箭飞机首次实现了超音速飞行,为实用超音速飞机的研制积累了经验。40年代后期至50年代初出现的许多亚音速喷气战斗机也为实用超音速飞机的研制成功打下了坚实的技术基础。在这样的背景下,第一代超音速战斗机应运而生。最具代表性的是美国的F-100和前苏联的米格-19。
F-100“超级佩刀”战斗机是美国北美航空公司于1948年开始研制的,其原型机YF-100A 于1953年5月25日完成了首次飞行。米格-19是前苏联第一种实用超音速战斗机,由米高扬设计局研制。为了研制米格-19,米高扬设计局先制造了一架验证机,它于1952年10月进行了首次试飞。而经过大量改进的米格-19原型机首飞日期则是在1953年9月18日。因此,究竟这两种飞机谁先谁后,至今也没有一致的说法。第一代超音速战斗机,除F-100和米格-19外,还有美国康维尔公司的F-102“三角标枪”、麦克唐纳公司的F-101“巫毒”,英国的“猎人”式、法国达索公司的“超神秘”、瑞典的萨伯-35等。这一代战斗机的性能特点是低超音速,最大平飞速度为1.3~1.5马赫。为了实现超音速,采取的主要措施是加大发动机推力,使用后掠翼布局和三角翼等。第一代超音速战斗机使用的武器主要是机枪、机炮和火箭弹,后期改型加装了导弹,增强了攻击能力。
第二代超音速战斗机
第一代超音速战斗机的性能仍然偏低,速度不够,升限、加速性、爬升率不够高,武器系统和机载设备相对简单,因而作战能力仍有很大不足之处。为此,50年代后期各国开始发展第二代超音速战斗机,强调所谓“高空高速”,升限可达20000米以上,最大速度超过两倍音速。个别的高空截击机的升限高达30000米,速度超过3倍音速。第二代超音速战斗机出现于50年代末和60年代初。代表机型包括美国洛克希德公司F-104“战星”式、麦克唐纳公司F-4“鬼怪”式、诺斯罗普公司F-5“自由战士”;英国“闪电”式;法国的“幻影”Ⅲ和“幻影”F1;瑞典的萨伯-37;前苏联的米格-21、米格-23、米格-25和苏-17;中国在米格-21基础上研制的歼7和自行研制的歼8等。
为保证性能要求,在气动设计上这一代已过渡到头部尖锐、两侧进气,为改善低速性能有的采用了可变后掠翼。在翼型上,开始采用较薄的超音速翼型。这种翼型前缘尖锐、上下对称,常见的有菱形翼型、六面形翼型、双凸翼型。第二代战斗机的空战武器主要是第二代空对空导弹,并装有第二代雷达,有的还装备了有拦射能力的火力控制系统。第二代超音速战斗机速度快、升限高、火力强,因而作战能力大大提高,它的出现使第一代超音速战斗机逐步退出历史舞台。
第三代超音速战斗机
第三代超音速战斗机出现于20世纪70年代中期。在这一代战斗机研制中,设计思想发生了重大变化,由强调“高空高速”转变为高机动性。根据越南战争的经验,如果一方战斗机的机动性能好,就很容易变被动为主动。因此,美国在研制新型战斗机时,突出强调高机动性、多用途、可对地攻击等。美国称这样的战斗机是“空中优势战斗机”,它也由此成
了第三代超音速战斗机的代名词。为保证有较高的机动性,气动设计上的主要措施是翼身融合体、鸭式机翼、边条翼、前缘襟翼等,并大量应用主动控制技术。
另外,第三代超音速战斗机的电子系统、火力控制系统和武器系统都有了极大的改善,出现了具有中远距攻击能力的空空导弹、具有发射后不管能力和超视距全向攻击能力的导弹。同时,雷达也具有下视能力。尽管电子系统日益复杂,但设备的自动化程度也大大提高,驾驶员的负担得到减轻,许多飞行和作战功能都能自动完成。第三代超音速战斗机的代表机种包括美国的F-14“雄猫”、F-15“鹰”、F-16“战隼”和F-18“大黄蜂”;前苏联的米格-29“支点”、苏-27“侧卫”和米格-31“猎狐犬”;法国的“幻影”2000;欧洲合作研制的“狂风”等。目前,第三代战斗机是国际主流战斗机,在美国服役的几乎全部是第三代,有些国家则是二、三代并用。
第四代超音速战斗机
第三代战斗机是当前的主力,其性能比第二代高得多,特别是在机动性能、多用途作战性能以及自动化程度上有了较大提高。但第三代战斗机仍有缺点,包括不具备隐身能力,不能实现超音速巡航,超机动性能不高,短距起落性能差,作战半径仍然偏小,可维护性差等。第四代战斗机就是针对这些缺点提出研制的新一代战斗机,它将成为21世纪初的主力作战飞机。每一代作战飞机的发展都与历次局部战争的经验教训有关。朝鲜战争、越南战争、中东战争、马岛战争和海湾战争对各代作战飞机的发展提供了很大的借鉴。20世纪80年代,人们提出了第四代战斗机的概念,其典型的特性是:飞行高度超过21000米,为避开威胁甚至能飞到30000米高度;具有超音速巡航能力;比目前战斗机具有更高的机动性;作战半径达到2000千米;有较长的亚音速飞行时间并能迅速增速到超音速;能携带高超音速空空导弹和空地导弹等先进的作战武器。
第四代超音速战斗机的典型型号有美国的F-22和F-35、法国的“阵风”、欧洲合作研制的“欧洲战斗机”、瑞典的JAS.39和俄罗斯的I-42和苏-37等。根据目前几种第四代飞机的性能,只有F-22全部具备。因而像“阵风”、“欧洲战斗机”、JAS.39和苏-37战斗机有时被称为三代半超音速战斗机。