⑴ 美國生產的F-16戰斗機的結構設計是怎樣的
F-16戰斗機選用了邊條翼,空戰襟翼、翼身融合體、放寬靜穩定度、電傳操縱和高過載座艙等新技術來提高飛機的空戰性能。F-16在總體布局上採用了隨控布局中的「放寬靜穩定度」技術,即放鬆了對靜穩定性的嚴格限制,與常規布局相比,機翼向前移動了40.6厘米,從而使氣動力中心前移,氣動中心可以很靠近重心,也可以重合,甚至在重心前面。飛機的靜穩定性變得極小或不穩定,因而飛機在低速飛行時靜穩定度是負值,在速度為0.9馬赫時靜穩定度略為負值;在高速飛行時,飛機的靜穩定度才為正值。速度為1.2馬赫時為8%。飛機靠「增穩系統」自動控制舵面,保持穩定飛行。這樣帶來的好處是減小了尾翼尺寸,降低了結構重量和阻力,改善了飛機的操縱性,同時提高了機動能力。
三、尾翼
全動平尾,平面幾何外形與機翼類似,下反角25°,平尾翼根整流罩後部是開裂減速板,最大開度60°。立尾較高,安定面大,大迎角時安定性好,可防尾旋,有全展長的方向舵。F-16飛機的尾翼採用復合材料,比採用鋁合金材料的尾翼輕30%。垂直安定面是多梁多肋鋁合金結構,蒙皮是碳纖維復合材料的。垂尾根部整流罩前邊的背鰭是玻璃纖維的。平尾由碳纖維復合材料的蓋板、鋁蜂窩夾芯、鈦合金的梁及鋼制的前緣組成。腹鰭是普通的鋁合金結構。
⑵ 垂直和短距起落飛機的製作原理
飛機轉向是轉換推力狀態的簡單解決辦法。起降時飛機處於機頭向上的直立位置,起飛後轉為水平飛行,著陸時又轉為直立位置。 美國1954年研製的XFY-1型垂直起落飛機就採用飛機轉向方案。
在動力裝置轉向方案中,飛機處於水平位置而讓動力裝置轉向。其中旋翼轉向方案是讓旋翼軸轉90°。推進螺旋槳可以單獨轉向或者和機翼一起轉動。 渦扇-渦噴轉向一般都是使整個發動機短艙轉動。
復合推力指使用不同的系統產生垂直推力升力和前飛推力,其中用升力風扇或升力發動機加平飛發動機是這類垂直起落飛機的主要型式。升力風扇、升力發動機在巡航時都不工作,這就增大了飛機的重量,使飛機性能降低。
蘇聯雅克36殲擊機是採用升力發動機和噴口轉向發動機組合布局的一種垂直起落飛機,已於70年代後期服役。
現代短距起落飛機採用動力增升技術,即偏轉(螺旋槳)滑流或偏轉(噴氣發動機)噴流改變推力方向,使其提供部分升力來縮短起降距離。噴流偏轉又分為上翼面偏轉和下翼面偏轉。
雅克-141戰機是前蘇聯雅克夫列夫飛機設計局設計的世界上第一種超音速垂直/短距起落戰斗機,原本設計用來替代雅克-38,主要任務是艦隊防空,同時也可以對地面和海上目標實施攻擊。雅克-141於1975年開始設計,1989年開始飛行試驗,原計劃研製工作將在1995年左右全部結束,但由於1991年一架原型機試飛時墜毀,該項計劃中止。雅克-141採用了大量現代飛機的先進技術,甚至打破了許多由「鷂式」創造的垂直/短距起落飛機的世界紀錄,只可惜由於蘇聯解體和俄羅斯的海軍戰略轉變,這種本來很有前途的飛機失去了再次飛上天空的機會,只能靜靜的停在博物館里供人參觀。 雅克-141戰機
⑶ F-14戰斗機的設計特點
F-14的氣動布局採用NASA60年代後期提出的雙發雙垂尾變後掠中單翼方案。
機翼為變後掠中單翼。設計要求是:減少翼載來保證機動能力;用前、後緣空戰機動襟翼來改善跨音速機動性;盡量減少停放佔用的面積。變後掠機翼外翼段較短,這樣就可減輕轉軸結構的重量,但增大了罩在中央翼盒上的「翼套」,轉軸距機身對稱面2.72米。飛行中機翼後掠角的變化范圍為20°~68°,由機載設備根據飛行狀態自動調節,最大變化速度為7°/秒。也可以由駕駛員手動調節。停放時後掠角最大可達75°以減少佔用面積。可動段具有全翼展兩段式前緣縫翼和三段式後緣單縫襟翼,在起降和機動飛行時使用。每側上翼面各有3塊擾流板,當後掠角小於57°時自動接通,用於輔助橫側操縱和著艦時減速用。為控制機翼後掠角變化時壓力中心移動提供俯仰配平升力和降低翼載荷,在機翼固定段前緣設計了可動前置扇翼,最大轉動角為15°。
F-14的機頭微微下傾,有利於飛行員的視界。座艙前後縱列布置,飛行員在前,雷達截獲官(RIO-Radar Intercept Officer)在後,機背以小角度向後延伸,然後再和主機身平行融合。機身兩側進氣,採用當時流行的斜切矩形進氣口二元進氣道以提高大迎角性能。從側面看,F-14的機身好像是一個拉直了的S字,再加上獨特的翼套與可後掠變翼構成了其主要外形。
在結構上採用了先進的結構型式,廣泛使用鈦合金,部分採用硼復合材料,獲得較高了的強度重量比。 機體結構中有25%的鈦合金、15%的鋼、36%的鋁合金、還有4%的非金屬材料和20%的復合材料。
機身全金屬半硬殼式結構,採用機械加工框架,鈦合金主梁及輕合金應力蒙皮。前機身由機頭和座艙組成,停機時機頭罩可向上折起。中機身是簡單的盒形結構可貯油。後機身從前至後變薄,尾部裝外伸的排油管。後機身上下還有減速板,上一下二,在劇烈俯沖和發射導彈時打開,著陸時下減速板鎖死。
由於採用了可變後掠翼,雄貓載機背部有著結構復雜的箱形結構——翼盒。翼盒兩端容納可變翼翼根轉軸,為了使翼盒重量盡可輕而又不應影響強度,格魯曼採用高強度輕重量的鈦合金來製造,由於鈦合金使用常規方法無法焊接,為此還發展了真空電子束焊接技術。除了承力外,翼盒也構成了一個整體油箱。雄貓的雷達罩與與機腹蒙皮處使用了復合材料,水平尾翼結構上首次採用硼纖維/環氧基復合材料,有更大的抗疲勞強度。
尾翼由雙垂尾和可差動的全動平尾組成。平尾的偏轉角為+15°~-35°,差動平尾起副翼的作用。垂直安定面與後機身的鋼質加強框連接。方向舵也採用蜂窩增強的化學銑切合金蒙皮。
起落架可收放前三點式,和A-6攻擊機相同。主起落架向前收起時機輪轉90°收入發動機進氣道下部,前起落架向前收入機身艙內。機輪為無內胎輪胎,內充氮氣。雙輪式前起落架的撐桿用作彈射起飛時的掛鉤。著艦鉤裝在後機身下面的整流罩內。從1981年春開始用古德伊爾公司的碳剎車裝置取代了原先採用鋼剎車裝置,進一步減輕了重量。 採用直通道的二元外壓式進氣道,置於機身兩側固定翼段下方,距機身有25厘米的間隙,以消除附面層的影響進氣道內有多激波可調斜板系統,可以由機載設備在所有飛行條件下自動調節,保證發動機得到合適的氣流進氣道結構大部分用鋁合金蜂窩結構,長約4.27米。後短艙採用膠接鈦合金蜂窩結構,長約4.88米。
早期生產的飛機裝兩台普拉特·惠特尼公司的TF30-P-412加力式渦輪風扇發動機,單台加力推力9490公斤。其安裝管道可以開啟,能在180°范圍內進行保養。從1983財政年度開始生產的飛機改用TF30-P-414A發動機,其額定功率值不變。從1986年起採用F110-GE-400發動機,單台加力推力12700公斤。採用加雷特公司ATS200-50空氣渦輪起動器。可收放式空中受油箱置於前座艙前方附近機身的右側。採用氣動引射式收斂·擴散噴管。
F-14有兩種副油箱可供選擇,一種是容量1,022升的常規型,一種是1,011升帶穩定翼的。其中1,022升副油箱可以掛載在所有型號雄貓兩側進氣道的下方,帶穩定翼的副油箱由於在接近音速時產生振顫已被棄置。 通信系統:AN/ARC-51和AN/ARC-159超高頻調幅無線電通信電台收發機;AN/ARR-69超調頻輔助無線電通信電台接收機,KY-28密碼系統,LS-460/B機內通話器。
導航系統:AN/ASN-92艦載飛機慣性導航系統;A/A24G39姿態航向參考系統;AN/APN-154X波段雷達信標機AN/APN-194(V)雷達高度表;ARA-63A自動艦上著陸系統接收-解碼機;AN/ARN-84微型塔康。
自衛系統:AN/APN-50雷達接收機,AN/APR-25/45雷達警告系統。AN/ALE-29和AN/ALE-39帶一體化干擾體的電子對抗箔條彈投放器。
機載雷達:F-14使用了休斯公司的AN/AWG9脈沖多普勒雷達。取決於目標的大小,可截獲120到315千米內的空中目標,可以同時跟蹤從超低空到30,000米高空及不同距離之內的24個目標,攻擊其中的6個目標。
1983年休斯公司提出了Block Ⅳ雷達改進計劃,想增加新狀態,引入多種新技術對付潛在的威脅。1986年Grumman公司正式授予Hughes Radar Systems分部一項研製APG-71的子合同。1987年AN/APG-71雷達取代了F-14標志性的AN/AWG-9雷達,其電子對抗能力有了很大提高,具有單脈沖角度跟蹤數字式掃描控制、目標識別和空襲效果評價能力。 APG-71基本上是AWG-9雷達部分的數字改型,除了與AWG-9共用的那些軟體外,還為戰術雷達功能寫了184,000條新的軟體源指令,其中40%為預留。APG-71雷達增加了單脈沖角跟蹤、數字掃描控制、超視距目標識別、襲擊判斷等狀態, 還採用非合作目標識別技術,對雷達目標回波進行高分辨力的精確考查,以完成敵我識別避免了一般IFF設備中的缺陷及混亂。
雷達保留了AWG-9的大功率發射機,可以探測210千米以遠的敵方目標。在掃描大空域角的同時,可以同時跟蹤24個目標。除此而外,雷達的遠距離覆蓋性能更好,進一步增加中PRF狀態後,下視能力得到改善;還擴展速度搜索范圍,被探測目標的速度范圍可以很寬;擴大目標跟蹤范圍,可以跟蹤當前掃描圖形范圍以外的目標,然後在繼續掃描被監視區域的同時,鎖定跟蹤目標;新的超視距目標識別或無源識別狀態可使機組人員在目標進入視野范圍之前就能發現;襲擊判斷狀態可以確定密集的目標數目;可編程電子對抗與雜波控制能力可以適應不斷變化的威脅及環境。
其他航電系統:AN/AWG15火控系統,及AN/ASW27B數據傳輸系統,CP1050/A中央大氣數據計算機等。1991年5月F-14戰斗機全部配備了Tape 115B計算機軟體,具有用常規炸彈執行對地攻擊任務的能力。
F-14的主要作戰任務有:護航,在一定空載奪取並保持制空權,驅逐敵戰斗機,保護已方的攻擊力量;艦隊防空,能在距艦隊160-320公里的空域巡邏2小時或從航母甲板彈射起飛執行截擊任務;遮斷和近距支援等。
截擊時,外部掛架可以掛6枚AIM-7E/F導彈加4枚AIM-9G/H「響尾蛇」空空導彈,或者掛6枚AIM-54A「不死鳥」遠距空空導彈加2枚「響尾蛇」導彈。對地攻擊時可掛14顆MK82炸彈或者掛其它武器。
F-14武器包括1門M61A1「火神」20毫米六管機炮,備彈675發;
空空導彈(最多):6枚AIM-7、4枚AIM-9和6枚AIM-54;
空對地彈葯:MK-82、MK-83(4枚)、MK-84(4枚)、MK-20集束炸彈、GBU-10(4枚,激光制導)、GBU-12(激光制導)、GBU-16(4枚,激光制導)、GBU-24(4枚,激光制導)和4枚GBU31聯合直接攻擊彈葯。
全機的武器外掛點共8個,其中4個位於機身下,每側機翼固定翼段下各有兩個。該機可掛載近程、中程及遠程空對空導彈,包括AIM-9、AIM-7和AIM-54。其空對地武器包括「石眼」炸彈和各型CBU集束炸彈。在F-14的空對空導彈中,雷錫昂公司生產的AIM-7「麻雀」是一種中程半主動雷達制導空對空導彈,射程45公里;洛克希德-馬丁/雷錫昂製造的AIM-9「響尾蛇」為近程紅外製導空對空導彈,射程8公里;雷錫昂公司製造的AIM-54「不死鳥」則是遠程主動雷達制導空對空導彈,射程150公里。1973年11月,該機在試驗中用6枚「不死鳥」擊落不同方向、不同高度的6個目標。 而且導彈發射後F-14即可立即脫離戰場。
1962年,「不死鳥」AIM-54A開始研製,1972年裝備部隊,1980年停產。1976年開始研製AIM-54A的改進型—「不死鳥」AIM-54C,用以對付20世紀90年代的空中威脅,1979年交付首批樣彈進行發射試驗,1982年正式投產。AIM-54C彈長3.96米,彈徑380毫米,翼展915毫米,發射重量454公斤,使用高度3萬米,最大射程150公里,最大飛行馬赫數超過5。導彈主要在數字式電子設備、新的捷聯式慣性基準裝置、固態收發機和新的目標探測器4個方面進行了改進,使作戰性能有了進一步提升。 20世紀70年代末80年代,F-14塗著鮮艷的彩色圖案,容易被敵人發現。後來由於蘇聯的威脅加大和迷彩色研究的進展,開始改用灰暗的淺灰色迷彩。當時的飛行員非常喜歡使用骷髏頭等暴力或半裸美女之類的圖案作徽志。
⑷ F-4戰斗機的設計特點
該機機翼為懸臂式下單翼。翼根翼型為NACA 0006.4-64(修形)、機翼折線處為NACA 0004-64、翼尖為NACA 0003-64(修形)。前緣後掠角45°,平均相對厚度5.1%,翼尖相對厚度3%,安裝角1°,外翼上反角12°。前緣有鋸齒。懸臂全動式整體平尾,下反角23°,以避開機翼尾流(英國的K和M型下反角為15°)。平尾前緣增加了縫翼。後緣襟翼和外側前緣襟翼都有附面層吹除裝置。後期的E、F型改用前緣縫翼,取消吹氣裝置。機翼下側起落架艙後方有一塊液壓驅動的減速板。機翼為全金屬結構,外翼可折起(海軍型)。中翼和內翼為一貫穿機身的雙梁抗扭盒式整體結構,抗扭盒又是整體油箱,容積達2380升。
副翼只能向下偏轉30°。上翼面的擾流板可向上偏轉45°,橫側操縱時兩者協調動作,由兩套獨立的液壓系統操縱。可收放前三點式起落架。前起落架為雙輪,無內胎,有減擺器和轉向機構,向後收入機身。主起落架為單輪,向內收入機翼。艦載型彈射起飛時,前起落架伸長,有著陸鉤。 兩台通用電氣公司的J79-GE-17加力式渦輪噴氣發動機,該發動機是美國最為著名的渦噴發動機,發展了多種改型,裝備於多個型號的美軍作戰飛機。單台加力推力79.6千牛(8120公斤),耗油率0.2千克/牛頓·小時(0.84千克/公斤·小時)。機內總載油量7022升。腹下可掛一個2270升副油箱,翼下可掛一對1400升副油箱。有空中加油裝置,也可掛夥伴加油吊艙。
座艙布局為串列式,兩套操縱系統,有彈射座椅。機頭相對下垂,保證以一定迎角飛行時的視野,同時也有利於對地攻擊。3套獨立的206×105帕(210公斤/厘米2)液壓系統。冷氣系統用於開閉座艙蓋,伸長前起落架支柱和伸出應急沖壓渦輪。主電源為交流發電機,沒有電池。 機載設備包括CPK.92A/A24G-34中央大氣數據計算機,AN/ASQ-19(B)通信-導航-識別系統,MS25447/MS25448計數器加速表,AN/APQ雷達高度表,AN/AJB-7全高度轟炸系統,AN/ASN-64A導航計算機,AN/AJB-63慣導系統,AN/ASQ-91武器投放系統,AN/ASG-26前置角計算光學瞄準具,AN/APR-36、-37雷達尋的和警戒系統,AN/FSA-32自動火力控制系統,AN/APQ-120火控雷達,AN/ARW-77 AGM-12控制系統,TD-709/AJB-7程序計時裝置,ID-1755/A備用姿態參考系統,KB-25A瞄準照相槍。
F-4B/C使用的AN/APQ-72機載截擊雷達屬Aero-1A火力控制系統的一部分。主要特點為圓錐掃描、脈沖加連續波。圓錐掃描方式的缺點是測角精度較差、抗干擾能力不好,因此使用脈沖方式完成對目標的跟蹤。除雷達外,Aero-1A系統還包括AN/APA-157導彈制導雷達,AN/AAA-4紅外搜索與跟蹤設備,Aero-1A導彈發射裝置和大氣數據計算機。紅外裝置裝在機頭下方,作用距離為30千米。雷達天線為拋物面型,液壓驅動。該雷達具有較好的抗干擾能力。但由於大部分採用電子管電路,故體積、重量和維護性能較差。AN/APQ-120雷達是西屋電氣(Westinghouse)為F-4各型飛機研製的雷達序列中的最後一個型號,採用脈沖連續波體制。1967年至1980年已生產2000部,APQ-120已用新的數字計算機改進。從AN/APQ-72到AN/APQ-120的每一代都著重在改進性能和增加功能,特別是想把空對空工作狀態與空對地工作狀態結合起來。AN/APQ-120是一部多功能雷達,大量採用了晶體管電路和固體電路,在相參接收和多普勒技術應用上也取得一些進展。天線口徑為70×62.3平方厘米,重量290千克。帶數字計算機的新型APQ-120屬AWG-10A火控系統。 武器包括一門M61A1六管加特林機炮(部分早期型號沒有裝機炮,後來根據實戰經驗,但可攜帶炮艙,外掛或者加裝了機炮),6枚「麻雀」III或4枚「麻雀」III和4枚「響尾蛇」空-空導彈。F-4戰斗機共有9個外部掛架:機身下前後成對排列4個半埋式「麻雀」空對空導彈掛架,每個可掛1枚「麻雀」導彈,後一對掛架也可各掛2枚「響尾蛇」空對空導彈。機身下中間掛架使用Aero-27A彈射炸彈架,可以吊掛核武器、炮艙、2273L副油箱或多彈彈射炸彈架;機翼下內側掛點使用的是LAU-17A掛架,可以掛1枚「麻雀」導彈或2枚「響尾蛇」導彈,也可以掛1個三彈彈射式炸彈架(用於掛各種炸彈);機翼下外側掛點使用的是MAU-12掛架,可掛1400L副油箱,或使用三彈彈射式炸彈架掛載各種炸彈。最大外掛重量為6042kg。表2.1是機身中央掛架和機翼下各掛架和各種武器的轉接裝置(過渡梁)。
對地攻擊軍械載荷最大達7250千克,包括各型AGM-12「小鬥犬」無線電遙控導彈、AGM-62A「白星眼」電視炸彈、AGM-45「百舌鳥」反雷達導彈、AGM-65A「幼畜」電視炸彈、AGM-78B標准反輻射導彈、核彈、各種常規炸彈和火箭彈等。
「鬼怪」攜帶武器的多樣性對其執行對地攻擊任務極為有利。1972年,在「後衛」戰役中,14架F-4「鬼怪」式戰斗轟炸機投擲了24枚激光制導炸彈,成功摧毀了越方嚴密防守的清化橋。此後,美軍使用了22枚激光制導炸彈和7枚電子光學制導炸彈,將杜梅大橋徹底炸毀。上述戰例成為了精確對地打擊的典型範例。
F-4E戰斗機是F-4各型飛機中最早裝備固定機炮的型別。F-4E的M61A1型20mm加特林炮和供彈系統固定炮架上,炮架位於機身中心線上。炮架的上部支架安裝供彈系統,下部Y形架及後支架安裝機炮。Y型架和後支架與炮架懸掛固定,後支架上有水平和俯仰調節器。這種結構簡化了機炮系統在飛機上的安裝與調試工作。機炮採用液壓馬達傳動,其功率要求為:當機炮射速4000rds/min時為71.9L/min(84.4kg/cm2;當機炮射速6000rds/min時為107.9L/min(118kg/cm2)。機炮旋轉的加速和減速時間為0.5s,壽命為120000rds,故障間平均發數(MRBF)為10000rds,預檢修期為15000rds。進彈機帶有裝彈機供在地面上往彈箱內裝彈使用,所以往彈箱內裝彈時不需要專門的外場設備。往彈箱內裝彈時裝彈機驅動彈帶,使其進入進彈機,彈帶通過進彈機後彈鏈被除去,炮彈被送入彈箱。 瞄準具
該機採用的ASG-26瞄準具有空對空和空對地兩種工作狀態,可通過光學顯示部件上的狀態選擇開關進行選擇。選定工作狀態後,再通過轟炸/武器投放開關、武器選擇開關和其他開關選擇各種攻擊方式。1、空對空狀態。是一種機炮攻擊狀態,瞄準具計算出前置角,並以光環的形式顯示給駕駛員。駕駛員操縱飛機使光環跟蹤並套住目標,此時機炮的射擊方向指向目標的未來位置。2、空對地狀態。根據預先裝定的高度、俯沖角以及目標距離等算出下沉角,並使光環按此角下沉。攻擊時使光環的中心光點與目標重合,穩定跟蹤一段時間後即可投放武器。
火控雷達
採用AN/APQ-120火力控制雷達是在APQ-72、APQ-100和APQ-109雷達的基礎上研製的設備。把脈沖搜索雷達、連續波制導雷達和目標截擊計算機三部分結合在一個裝置中。天線尺寸從APQ-109的直徑79cm減小到69.9cm×62.3cm,但作用距離沒有降低。由於廣泛地採用了固體器件,因此提高了可靠性,而且體積減小,重量減輕。AN/APQ-120雷達有7種工作狀態:即「關機(OFF)、「准備」(STBY)、「空對空」(A/A)、「空對地」(A/G)、「天線固定」(CAGE——天線軸固定在武器基準線上)、「自檢測1」(BIT1)和「自檢測2」(BIT2)。其中只有「空對空」、「空對地」和「天線固定」3種是戰斗工作狀態。天線高低掃描有1行或2行兩種。顯示形式有下列4種:小范圍B型掃描(B-NAR);大范圍B型掃描(B-WIDE);小范圍PPI型掃描(PPI-NAR)和大范圍PPI型掃描(PPI-WIDE)。B型掃描用於空對空狀態,PPI型掃描用於導航和轟炸時的地形測繪狀態。3、在空對空狀態,雷達從A/A24G大氣數據計算機得到高度、真空速、真攻角等信息進行截擊計算。從AN/ASN?63慣導裝置或AN/AJB-7姿態參考和轟炸系統獲得控制天線所需的俯仰及滾動信息。從慣導裝置獲得偏流角。目標截擊計算進行截擊計算後,通過導彈發射架分別向AIM-7D/E「麻雀」導彈和AIM-9B/D/J「響尾蛇」導彈提供下列信號。
APQ-120雷達的顯示器組合包括顯示器和顯示器控制裝置兩部分。F-4E-48-MC(s/n71-236)以前的飛機,裝備IP-870/APQ-120(前座艙)和IP-871/APQ-120(後座艙)顯示器和C-7347/APQ-120顯示器控制裝置,在F-4E-48-MC以後的飛機上,把上述裝置改裝為多感測器顯示器組合(MSDG)OD-67/APQ-120。它包括IP-1093/APQ-120E(前座艙)和IP-1094/APQ-120E(後座艙)顯示器以及C-8909/APQ-120E顯示器控制裝置。OD-67/APQ-120多感測器顯示器組合除作雷達顯示器外,還有顯示電視圖像的功能。因此,在同一個陰極射線管上,由狀態開關控制,或顯示雷達圖像,或顯示電視圖像。IP-1093與IP-870顯示器的直徑一樣。但IP-1094比IP-871顯示器在長、寬各增大了19.05mm,因此顯示器的面積增大了1倍,作雷達顯示器用時有925條縱向掃描線;作電視圖像顯示器時有525條水平掃描線。因此,顯示的雷達圖像比原來的直儲顯像管的畫面更清楚。電視圖像的輸入來自AN/ASX-1光/電目標識別系統、AGM-65A/B「幼畜」空對地導彈或GBU-8/B、GBU?9/B等制導炸彈。ASX?1系統用IP-1093或IP-1094作顯示器(AN/APQ-120雷達不工作時)。APQ-120雷達和ASX-1系統也可以同時工作。此時前座艙的IP-1093/APQ-120E作雷達顯示器,後座艙的IP-1094/APQ-120E作ASX-1系統的顯示器。反之亦可。當發射AGM-65A/B「幼畜」導彈、AGM-62「白星眼」制導炸彈和GBU-8/B、GBU-9/B制導炸彈時也使用OD-67/APQ-120作顯示器。而「幼畜」導彈發射後的操縱使用4504A/ARW-77(「小鬥犬」導彈控制器的改進型)控制器。從F-4E-36-MC(S/n 67-342)到F-4E-45-MC(S/n 69-7588)的一部分飛機進行了改裝,增加了AN/ASQ-153(V)電/光目標指示系統。它與AN/AVQ-23(V)-2激光指示器組合在一直,用激光照射目標,增加了制導激光制導武器的能力。能把本機或僚機發射的AGM-65C導彈或GBU-10/B、GBU-10A/B、GBU-10B/B、GBU-11/B和GBU-12/B等制導炸彈導向目標。
彈道計算機
使用的AN/ASQ-91是一部計算武器彈道用的模擬計算機。其主要輸入信號有:
⑴AN/ASN-63慣導裝置輸出的地速、垂直速度、方位、機頭真方位、航跡、離地高度、垂直加速度等;
⑵AN/APQ-120火力控制雷達的測距信息和雷達十字線跟蹤信息;
⑶「低空轟炸/武器投放」開關選擇的狀態信息。
ASQ-91計算機的輸出信息分別送給:
⑴AN/AJB-7姿態參考和轟炸計算系統;
⑵AN/ASA-32飛行控制組合(機頭方位誤差、相對方位、目標距離);
⑶AN/ASG-26前置計算光學瞄準具;
⑷向所選擇的武器掛架發出投放或發射信號。
AN/ASQ-91計算機有6種工作狀態Mü?暗塗蘸湔?武器投放」開關進行選擇。
⑴小角度減速投彈(LADD);
⑵俯沖低空減速投彈(俯沖後進行低空減速投彈);
⑶俯沖拉起投彈(Dive Toss);
⑷目標定位轟炸(Target finding);
⑸偏差(間接)轟炸(offset Bomb);
⑹發射AGM-45反輻射導彈。
發射AGM-45導彈時,AGM-45反輻射導彈把測出的電波源的相對角度(位置)輸入ASQ-91計算機,據此算出飛機的操縱信號,並送給AN/ASA-32飛行控制組合。ASQ-91計算機的控制可在前座艙和後座艙的武器投放操縱板以及後座艙的計算機控制板上進行。在計算機控制板上以30.5m的精度輸入目標距離、目標高度、投彈點的高度以及投彈點與目標的間距;以0.5s為單位輸入從投彈點到通過目標上空的時間差。此外,還輸入所投放武器的阻力系數。轉動游標縱向跟蹤和橫向跟蹤的指輪,使雷達顯示器上的十字線壓上目標。此時如果壓下目標插入(TGT.lns)按鈕,則AN/ASQ-91計算機開始計算。
AN/AJB-7姿態參考和轟炸計算系統是F-4E對地轟炸的大腦,作為全姿態參考系統解算導航的基本參數,投放普通炸彈和核武器時進行轟炸計算。在導航狀態中,AJB-7系統連續地計算出飛機的俯仰、滾動和航向姿態,並顯示在前座艙的姿態指引儀(ADI)上。在後座艙只在遙控姿態指示器上顯示俯仰和滾動姿態。AJB-7系統計算飛機姿態時的主要輸入信息來自AN/ASN63慣導裝置。在計算飛機方位時根據羅盤系統控制器狀態開關的選擇,有3種情況;
⑴羅盤。這是把AJB-7系統中的羅盤發射機的磁方位作為信息源的應急狀態。
⑵陀螺方位儀。這是根據所選擇的AN/ASN-63或AN/AJB-7系統中的陀螺方位儀顯示器輸入而工作的狀態。
⑶隨動狀態(Slave)。這是把羅盤發射機和陀螺方位儀顯示器的2種方位信息綜合使用的工作狀態。
在轟炸狀態中,根據「低空轟炸/武器投放」開關的選擇,AN/AJB-7系統能進行下列6種轟炸:
⑴上拋(Loft)轟炸。這種投彈方式用於攻擊防空火力強的目標。主要是投放威力大的核炸彈,但也可用於投放一般的武器。這種攻擊方式的操縱如下:載機水平進入目標,在接近目標前急躍升,在躍升過程中投放武器,此後載機繼續反轉脫離目標。美國在越南用這種方法發射AGM?45「百舌鳥」反輻射導彈攻擊地對空導彈陣地。通常「百舌鳥」導彈載機從低空接近目標,在地對空導彈射程外飛機拉起,以45°~50°的上拋角發射AGM-45導彈,載機向反方向脫離。這樣,即增加了AGM-45導彈的射程,同時載機的安全也得到了保障。在投放核彈時,為了獲得更長的拋物線彈道,通常在空氣密度小、阻力小的高空(如10670m)投彈。
⑵即時越肩轟炸(INS O/S)。當所攻擊的目標位置不清時使用這種方法。飛機通過目標上空的同時開始半滾拉起,在機頭上仰角大於90°的某瞬間投出炸彈。主要用於投放核武器。
⑶計時越肩轟炸(T.O/S)。用於轟炸已知坐標的目標。根據已知的目標坐標,預先裝定突防航線和突防速度,並選定轟炸參考點。在突防航線上通過目視或雷達識別參考點,並事先裝定好從參考點到目標的飛行時間。在正確地通過目標上空的同時開始越肩轟炸。通常使用核炸炸彈。對已知坐標的目標也可進行上拋轟炸。選用越肩轟炸是為了保證低空進入目標的突然性和投放空炸核炸彈。
⑷直接轟炸(direct)。在俯沖中對目標投放武器。
⑸計時水平轟炸(T-L)。用於轟炸已知坐標的目標。與計時越肩轟炸相似,只是在水平飛行中投放武器。
⑹計時小角度減速轟炸(TLAD)。也叫小角度減速投彈(LADD)。與越肩轟炸一樣,低空突防和採用參考點。在預定的拉起點轉為45°躍升,在通過目標上空的同時投下帶減速傘的核彈,也常用於投放「蛇眼」等減速炸彈。
⑸ F20戰斗機起落架艙門為什麼採用鋸齒邊設計這種設計有什麼好處
減少雷達反射波瓣。
實際上任何非連續表面都會產生雷達反射面。
隱形戰機也不是真正「沒有雷達反射」。
在飛機的外形設計方面,很重要的一點,就是要將雷達反射波瓣集中在固定的幾個方向(而不是全向),這樣只有在飛機與雷達形成特定角度的時候,才會在雷達上顯示。
不過由於戰斗機飛行速度很快,所以與雷達之間「特定的夾角」也只是一閃而過,而雷達刷新也是有時間間隔的,所以幾乎可以認為是探測不到。即便探測到,也只是一閃而過,無法鎖定。
而減少雷達反射波瓣的方法就是讓各個非連續表面保持平行。比如,有兩個非連續表面,那麼其雷達波會向兩個方向反射,即雷達反射波瓣為2。但如果這兩個非連續表面相互平行,那麼也只會向同一方向反射雷達波,即波瓣為1。,比如,隱形戰機從正面看,各個表面之間大體呈這樣的形狀:\\\ ///,使各個表面盡可能平行。
同樣的道理,起落架艙鋸齒邊緣的設計也是這樣。如果鋸齒邊續的角度,正好與機身其他部位保持同樣的角度,這樣就不會增加反射波瓣。而如果設計成直線,但又沒有與其他非連續平面平行,受雷達照射後的電磁激波,在非連續平面反射,就增加了反射截面。
當然另一種方法是使用透波復合材料,不過對起落架艙而言沒有意義。因為目前戰斗機的起落架仍然屬於一種高強度的特種鋼,並且有非常多的非連續表面。即便艙蓋是透波,但內部的起落架也會反射雷達信號。因此,起落架艙蓋的隱形設計,還是有賴於外形設計配合吸波塗層,以達到屏蔽和降低波瓣的作用。
⑹ f35戰斗機的垂直起降是怎麼設計的、什麼原理
1、設計
F35戰機採用的是機身前部安裝升力發動機,尾部主發動機矢量噴管可以九十度向下噴氣。起飛時同時打開升力發動機與主發動機,二者合力向下噴氣,把飛機托起,尾噴管由九十度向下逐步改向後噴氣,待起飛後逐步減少升力發動機的供油,直至關閉。
降落時的工作程序完全相反,先打開升力發動機,逐步改主發動機尾噴管向後噴氣為九十度向下噴氣,直至速度為零,降落地面。
2、原理
(1)噴氣反作用力,就是由發動機向下噴氣產生的反作用力升力來克服重力實現垂直起降的。辦法有三個,一個是偏轉發動機的噴管,第二種是直接使用升力發動機提供升力,第三個是前兩種辦法的組合,同時使用升力發動機和主發動機。
根據牛頓第三定律,作用力與反作用力大小相等,也就是發動機的的推力與升力相等,那麼垂直起降時的推重比就得大於1才能垂直起降,與推重比小於1的飛機的飛行相比,這種反作用力升力並不省力,耗能太多,不實用,因此很難推廣。
(2)空氣動力垂直起降,就是在發動機輸出的扭矩力作用下能利用空氣動力的裝置,比如風扇等,像美國的F-35B的升力風扇就是一種。但這種傳統的旋轉式的升力風扇還是問題多多,所以還要對傳統風扇進行改進,比如多環分級升力風扇,使風扇超薄,強力,堅固。
3、俄羅斯可以垂直起降的戰斗機:米格-21PD、米格-23PD和蘇-15VD、雅克-38、雅克-141等戰斗機。
(6)戰斗機起落裝置設計擴展閱讀
1、垂直起降戰斗機的主要類型:
垂直起降飛行器按照動力方式大致可分為旋翼類飛行器、噴氣發動機推力轉向飛機、傾轉旋翼飛機、尾座式螺旋槳動力飛行器、涵道風扇動力飛行器,此外還有涵道風扇與矢量噴管聯合應用的飛機,以及其他特殊概念飛行器。還有一類能夠垂直起降的飛行器是微型撲翼動力的。
2、垂直起降的作用:
垂直起降飛機減少或基本擺脫了對跑道的依賴,只需要很小的平地就可以拔地而起和垂直著陸,所以在戰爭中飛機可以分散配置,便於靈活出擊、轉移和偽裝隱蔽,不易被敵方發現,出勤率也大幅提高,並且對敵方的打擊具有很高的突然性,大大提高了飛機的戰場生存率。
另外,具有垂直起降能力的飛機不需要專門的機場和跑道,這樣就省去了昂貴的機場建設費用,不用驅鳥了,也能在惡劣氣象條件下起降,好處太多,降低了使用成本,所以飛機的垂直起降成了航空發展的一個方向。
⑺ 雅克-7戰斗機的設計
雅克福列夫倒也不負眾望,很快就交出了他的設計——UTI-26。這主要歸功於他靈活地理解了「新教練機的性能必需和 新一代戰斗機的性能盡可能地相似」這句話,大量挪用了雅克-1戰斗機的第二架原型機I-26-II的設計所致。舉例來說,兩種飛機都採用了1,050馬力的克里莫夫M-106P發動機和一副WISh-61P螺旋槳,主起落架和起落架艙門也完全相同。不過這么一來,雅克-1的主要缺點也都被新教練機原封不動地繼承了下來,歸納起來有以下幾點:首先,發動機在飛行中容易過熱,潤滑油也常常漏得到處都是,甚至噴到前風擋上而嚴重影響飛行員的視界。其次,飛機的重心太靠前,容易在滑跑時拿大頂。還有,相對於飛機的重量來說,主輪的直徑太小;起落架收放系統的鎖定裝置更是麻煩不斷,要麼收不起來,要麼收起了卻放不下。最後一點更在試飛中釀成嚴重事故,使得軍方的評估飛行不得不因此中斷了十一天。
UTI-26-I有一個串列式的雙人座艙,學員和教練可以通過RPU(橡膠傳聲管)通訊系統交談。新飛機在機頭安裝了兩挺各備彈500發的7.62毫米ShKAS機槍,主要用於學員的機載火器射擊訓練。總而言之,雖然有不少缺點,但瑕不掩瑜,只要針對各種缺陷加以改進,這種VVS急需的飛機就可以進入批量生產。需要指出的是,在軍方對UTI-26做官方測試時,有一架UTI-26-I被送到了第十一戰斗航空團(11stIAP)配合最初出廠的十架雅克-1型戰斗機對該部隊的飛行員進行兩天的轉型訓練,效果非常突出,被一致評價為「這是蘇聯空軍即將不可或缺的一種飛機」。
第二架原型機UTI-26-II根據各方的意見作了很多改進,程度之大幾乎可以使人認為這是和一號原型機並行發展的另一種飛機。最遭人非議的起落架是修改的重點,主輪直徑從600毫米增加到了650毫米,尾輪直徑也達到了300毫米。同時採用了新的起落架支柱和鎖定裝置,後來還修改了起落架艙門的形狀。另一個重要的改進是增大了水平尾翼和方向舵的面積--前者的面積從1.82平方米增加到了1.93平方米,後者則從1.12平方米增加到了1.23平方米,此舉大大改善了飛機的操縱性和飛行時的穩定性。還有,發動機換成了相同馬力但技術上已經成熟的M-105PA引擎(源於Hispano-SuizaHS12Y液冷發動機的派生型),該發動機配有一台二段二速的增壓器,適合在中低空使用。除了這些,還有不少地方做了雖不明顯但很重要的變動,而其中最有趣的是新飛機在其螺旋槳軸上改用了Bf109所使用的槳軸固定螺栓(魯迅先生提倡的「拿來主義」所結出的豐碩成果),使得螺旋槳的拆卸和維護更加方便。
航空委員會對UTI-26-II所進行的測試一直延續到1941年的2月14日,最後的結果非常令人滿意。這架飛機的操縱性能比起於半年前進行相同測試的雅克-1來有過之而無不及,在飛行時基本不會進入危險的尾旋(除非故意為之),即使遇上了這種情況飛機也能很輕易地改出。由於對不可靠的起落架做了大幅修改,相較於雅克-1戰斗機來說新教練機在起飛和著陸時更加安全。另外,試用過該機的飛行員們還對座艙的寬敞舒適及視界的優良贊不絕口。
⑻ 戰斗機結構
現代戰斗機主要結構組成部分有:機身、主翼、水平尾翼、垂直尾翼、進氣口、發動機、起落架、雷達、駕駛員座艙、火控系統、通訊系統、機關炮、導彈發射吊架等。
論結構種類主要分為:
氣動布局:傳統布局(前面主翼,後面水平尾翼),大三角翼(只有三角形主翼),鴨式布局(前面小翼,後面主翼),三翼布局(前面小翼,中間主翼,後面水平尾翼)
升力重心:後傾式(飛行較穩定),前傾式(飛行較機動靈活)。
動力:分為單發動機和雙發動機兩種。發動機分渦輪噴氣和渦輪風扇兩種。
主機翼:分後掠翼、三角翼、前掠翼三種。主翼一般都有副翼和襟翼用於操控。
垂直尾翼:分雙垂尾和單垂尾兩種。
武器攜帶:分外掛式和彈倉內掛兩種。
其它電子設備因種類繁多,不勝列舉。現在戰機先進與否,主要看是否具備視距外攻擊能力,是否具有雷達紅外隱身能力。
(8)戰斗機起落裝置設計擴展閱讀:
殲擊機,又名戰斗機,即用於在空中消滅敵機和其他飛航式空襲兵器的軍用飛機。第二次世界大戰時期曾廣泛稱為驅逐機。
殲擊機的主要任務是與敵方殲擊機進行空戰,奪取空中優勢(制空權)。其次是攔截敵方轟炸機、強擊機和巡航導彈,還可攜帶一定數量的對地攻擊的武器,執行對地的攻擊任務。
殲擊機包括要地防空用的截擊機,但自20世紀60年代以後,由於雷達、電子設備和武器系統的完善,專用截擊戰斗機的任務已由制空戰斗機完成,截擊機不再發展。
殲擊機是航空兵空中作戰的主要機種,也可用於執行對地攻擊任務。
基本種類
軍用飛機包括殲擊機、強擊機(攻擊機)、轟炸機、偵察機等。
戰斗機又稱殲擊機,二戰時期稱驅逐機,是軍用飛機的一種。相對於戰略空軍的轟炸機,戰斗機是指戰術空軍的機種。
殲擊機早期分為制空和截擊兩種主力機型,後來不再有專用截擊機,制空截擊機通常中低空機動性好,裝備中近程空對空導彈,通過中距空中格鬥;
近距離纏斗擊落敵機以獲得空中優勢,或為己方軍用飛機護航,要求高空高速性能,主要用於空中格鬥,爭制空權,攔截敵方轟炸機群。
主要性能
早期的噴氣式殲擊機是在飛機上安裝機槍來進行空中戰斗的,第五代殲擊機最大飛行時速達3000千米,最大飛行高度20千米,最大航程不帶副油箱2000千米以上,帶油箱時可達5000千米以上。
機上還帶有先進的電子對抗設備。主要用來殲滅空中敵機和其他空襲兵,其特點是速度大,上升快,升限高,機動性好。
現今戰斗機為了獲得優異的空中格鬥能力,在性能、外形、動力裝置、機載設備、武器配備和火控系統等方面有一些新的改進的特點。
突出中、低空跨音速機動性,在音速附近穩定轉彎率可達18度/秒,瞬時轉彎率達75度/秒;飛機在9000米高度上,速度從馬赫數0.9增加到馬赫數1.6所需時間為50-60秒。
海平面最大升率達300米/秒;靜升限18000米左右。能在低空作超時速飛行;高空最大飛行馬赫數在2左右;最小飛行速度為200公里/時;
最大飛行迎角可達60°;低空作戰半徑約500-600公里;飛機起飛、著陸滑跑距離小於1000米;飛機最大過載可達9G。
設計理念
殲擊機一般為單座。為擴大駕駛員視界,採用水泡形座艙,即使在地面上也能保證將駕駛員彈射到足夠的高度,大量採用整體機內部油箱載油量約占正常起飛重量的30%。
飛機操縱系統廣泛採用數字式電傳操縱的基礎上採用主動控制技術,提高飛機的作戰性能。
飛機在空戰中的推力普遍大於重力(即推重比大於1),多採用低流量比的加力渦輪風扇發動機,加力推力大,重量輕,不加力工作時耗油率小。
為兼顧在亞音速、跨音速、超音速范圍內都有較小的阻力,飛機採用中等後掠角、中等展弦比並帶前緣連條的薄機翼,或是採用三角形薄弱機翼。
翼型相對厚度約4%,並有隨馬赫數和迎角自動偏轉的前、後緣機動襟翼(或縫翼)。正常布局(有平尾)飛機空戰時機翼單位面積載荷約3000帕(3000N/米2);無尾布局為2000帕。
武器裝備
現代殲擊機普遍裝有口徑20毫米以上的航空機關炮,同時攜帶多枚雷達制導的中距攔射導彈和紅外跟蹤的近距格鬥導彈。
也可攜帶2-3噸航空炸彈(包括近距格鬥導彈、命中率很高的激光制導炸彈等)或其他對地攻擊武器。
飛機上裝有用數字計算機控制的航空火力控制系統,它由有下視能力的脈沖多普勒雷達、慣性導航系統、大氣數據計算機等組成,可與通信導航識別綜合系統和電子對抗系統交聯。
駕駛員通過平視顯示器、下視儀和多功能顯示器獲得敵我機參數的信息,控制和管理導彈、機炮、火箭和炸彈的瞄準、發射和投放。
火控系統的操縱是安裝在駕駛桿和油門手柄上,便於駕駛員將飛機駕駛和空戰合為一體。由於傳遞信息的設備較多,信息量大,為減少電纜數量和信息傳遞差錯,採用多路傳輸數據匯流排。
維護方法
殲擊機上各種機械設備和控制系統越來越復雜,維護工作量大大增加。為此,飛機表面開有大量檢查和維護用的口蓋和艙門,總面積達飛機表面積的60%。
所有電子設備均採用積木式結構,有自動檢測能力,可在外場方便地更換插件。現代殲擊機具有很高的可靠性和良好的可維護性。
飛機平均故障間隔飛行小時已從1950年代的1小時提高到3小時。每1飛行小時所需的維護工作,從50年代的30工時降低到10工時左右。
⑼ 飛機起落裝置有哪幾部分組成
起落架就是飛機在地面停放、滑行、起降滑跑時用於支持飛機重量、吸收撞擊能量的飛機部件。簡單地說,起落架有一點象汽車的車輪,但比汽車的車輪復雜的多,而且強度也大的多,它能夠消耗和吸收飛機在著陸時的撞擊能量。概括起來,起落架的主要作用有以下四個:承受飛機在地面停放、滑行、起飛著陸滑跑時的重力;承受、消耗和吸收飛機在著陸與地面運動時的撞擊和顛簸能量;滑跑與滑行時的制動;滑跑與滑行時操縱飛機。
基本組成
綜述
為適應飛機起飛、著陸滑跑和地面滑行的需要,起落架的最下端裝有帶充氣輪胎的機輪。為了縮短著陸滑跑距離,機輪上裝有剎車或自動剎車裝置。此外還包括承力支柱、減震器(常用承力支柱作為減震器外筒)、收放機構、前輪減擺器和轉彎操縱機構等。承力支柱將機輪和減震器連接在機體上,並將著陸和滑行中的撞擊載荷傳遞給機體。前輪減擺器用於消除高速滑行中前輪的擺振。前輪轉彎操縱機構可以增加飛機地面轉彎的靈活性。對於在雪地和冰上起落的飛機,起落架上的機輪用滑橇代替。
減震器飛機在著陸接地瞬間或在不平的跑道上高速滑跑時,與地面發生劇烈的撞擊,除充氣輪胎可起小部分緩沖作用外,大部分撞擊能量要靠減震器吸收。現代飛機上應用最廣的是油液空氣減震器。當減震器受撞擊壓縮時,空氣的作用相當於彈簧,貯存能量。而油液以極高的速度穿過小孔,吸收大量撞擊能量,把它們轉變為熱能,使飛機撞擊後很快平穩下來,不致顛簸不止。
收放系統收放系統一般以液壓作為正常收放動力源,以冷氣、電力作為備用動力源。一般前起落架向前收入前機身,而某些重型運輸機的前起落架是側向收起的。主起落架收放形式大致可分為沿翼展方向收放和翼弦方向收放兩種。收放位置鎖用來把起落架鎖定在收上和放下位置,以防止起落架在飛行中自動放下和受到撞擊時自動收起。對於收放系統,一般都有位置指示和警告系統。
機輪和剎車系統機輪的主要作用是在地面支持收飛機的重量,減少飛機地面運動的阻力,吸收飛機著陸和地面運動時的一部分撞擊動能。主起落架上裝有剎車裝置,可用來縮短飛機著陸的滑跑距離,並使飛機在地面上具有良好的機動性。機輪主要由輪轂和輪胎組成。剎車裝置主要有彎塊式、膠囊式和圓盤式三種。應用最為廣泛的是圓盤式,其主要特點是摩擦面積大,熱容量大,容易維護。
⑽ 戰斗機如何設計
《戰斗機設計基礎 》國防大學出版社但是版本比較舊是90-99的,
如果要高級點的那就這本
書名:戰斗機氣動布局設計出 版 社:西北工業大學出版社作者:武文康適用學科:武器書號:978-7-5612-1931-7出版時間:2005-08-01定價:25.00元
或者這本 《飛機總體設計 》顧誦芬 北京航空航天大學 (2001-09出版)
其實這種書你要自己去網上書店找的,推薦網站亞馬遜,直接輸入飛機設計,戰斗機設計屬於比較機密的,市場上是沒有的,除非你進國防科研機構工作,你想想吧,如果你能自己去學戰斗機設計那世界不就亂了。有錢人自己搞個飛機戰斗隊直接搞恐怖主義了,對吧。