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殲擊機屬於戰鬥機的一種,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,專用截擊戰鬥機的任務已由制空戰鬥機完成,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。
基本信息
發展歷程
第一次世界大戰初期,飛機首先用於戰場上空指引炮兵射擊、偵察和轟炸。隨後就出現用飛機來阻撓敵機執行上述任務的戰鬥行動,形成空中的對抗。開始時只是后座的射擊員用手槍、步槍和機槍在空中相互射擊。
1915年德國研製出裝有射擊協調器的福克E.I 飛機。機槍固定在機身頭部,穿越機頭的螺旋槳旋轉面射擊而子彈不會擊中旋轉槳葉。這樣,后座的射擊員被取消,駕駛飛機和射擊都由駕駛員來完成。這種飛機的出現,從根本上改變了空戰的方式,提高了飛機空戰能力。從此確立了殲擊機武器的典型布置形式。此後,殲擊機在速度、高度和火力等方面不斷提升。
到一次世界大戰結束時,殲擊機的基本型態大致上已經有了雛型:以小型機為主,強調運動性,需要有向前射擊的固定武裝。 [1]
第一次世界大戰結束時,殲擊機的最大飛行速度達到200公里/時,升限高度達6000米,重量接近1噸,發動機功率169千瓦,飛機配備7.62毫米的機槍。當時著名的殲擊機有德國的福克D和E、英國的S.E.5和法國的Spad等。第二次世界大戰期間,殲擊機的最大速度已達700公里/時,飛行高度達11公里,重量達6噸,所用活塞式航空發動機制功率接近1470千瓦。武器則由機槍發展到20毫米的機炮和空空火箭。瞄準系統已有能作前置量計算的陀螺光學瞄準具。這一時期著名的殲擊機有英國的噴火式戰鬥機,美國的P-51、P-47,F4U,F6F,日本的零式,KI-43,蘇聯的雅克-3、拉5和德國的Bf-109、Fw-190等。
到了30年代中期,各國最先進的殲擊機設計多半具有這些特點:單翼,以金屬為主的結構與外殼,後三點收放式起落架或者是有流線型外殼的固定式起落架, 採用液冷式發動機的設計多於採用氣冷,火力由採用步槍口徑的輕機槍提升至12.7毫米或者是0.50英吋以上口徑的重機槍或者是20毫米以及更大口徑的機炮。 [1] 第二次世界大戰末期,德國開始使用Me-262噴氣式殲擊機,最大飛行速度達860公里/時。戰後噴氣式戰鬥機機普遍代替了活塞式戰鬥機,飛行速度和高度迅速提高。 1950-1953年的抗美援朝中,出現了噴氣式殲擊機空戰的場面。中國人民志願軍空軍使用的米格15和美國的F-86飛機都採用後掠後翼布局,飛行速度都接近音速(1100公里/時),飛行高度15000米,飛機重量約6噸,發動機推力29420牛。機載武器已發展到20毫米以上的機炮,瞄準系統中裝有雷達測距器。帶加力燃燒室外的渦輪噴氣發動機便於改善飛機外形,殲擊機的速度很快突破了音障。
20世紀60年代以後,殲擊機的最大速度已超過兩倍音速,配備武器已從機炮、火箭發展為空空導彈。這一時期最著名的殲擊機有美國的F-104、F-4,蘇聯的米格21和法國的幻影III等。
20世紀60年代中期,以蘇聯的米格25和美國的YF-12為代表的殲擊機的速度超過三倍音速,作戰高度約23000米,重量超過30噸。但是60年代後期越南戰爭、印巴戰爭和中東戰爭的實踐表明,超音速殲擊機制空戰大多是在中、低空,接近音速的速度進行的。空戰要求飛機具有良好的機動性,即轉彎、加速、減速和爬升性能。裝備的武器則是機炮和導彈並重。以後,新設計的殲擊機不再追求很高的飛行速度和高度,而是着眼於改進飛機的中、低空機動能力,完善機載電子設備、武器和火力控制系統。
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鬥的,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。 現今戰鬥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、着陸滑跑距離小於1000米;飛機最大過載可達9G。
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衝多普勒雷達、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杆和油門手柄上,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,採用多路傳輸數據總線。
作戰應用
在第一次世界大戰中,軍用飛機首次出現戰場上,主要負責偵察、運輸、校正火炮等輔助任務。在戰時,敵對雙方的飛行員相遇時,往往利用五花八門的各種武器互相攻擊,例如手槍、石頭等,試圖擊落飛機或者是擊斃飛行員,這就是空戰(Combat)最早的起源。
1915年4月1日,羅蘭·加洛斯駕駛裝備了偏轉片系統的莫拉納‧索爾尼愛L型飛機擊落了一架德國偵察機,取得了戰鬥機空戰的第一次勝利。隨後,德國的福克E3式(外號信天翁)由於裝備了性能更好的射擊斷續器裝置,以其優異的飛行性能和更猛烈的火力,成為第一次世界大戰中性能最好,擊落飛機數量最多的戰鬥機,被協約國方稱為福克式災難。這個階段的戰鬥機還處在萌芽期,結構多以木材加上布料蒙皮構成,機翼從單翼到三翼都很常見,主要的武器多半改自陸軍使用的輕機槍為大宗。英國曾經使用火箭對付盤據在英國城市上空的德國飛艇。在對付地面目標上,早期的炸彈是由手榴彈或者是小型炮彈稍加改良而來,由機上的成員以手擲的方式瞄準釋放,投擲準確度不高,破壞力也低。
在這個時期影響未來空戰頗大的一項發明就是射擊斷續器。這個由荷蘭所發明的裝置,讓機槍的子彈能夠在轉動的螺旋槳間隙中射出,飛行員完全不用擔心子彈會與螺旋槳撞擊的危險,而機槍的設置位置能夠接近飛行員的瞄準線,從而提高準確度,但射速慢則是缺點。
到第一次世界大戰結束時,戰鬥機的基本型態大致上已經有了雛型:以小型機為主,強調運動性,需要有向前射擊的固定武裝。
研發技術
2018年9月3日一張殲-10B推力矢量驗證機尾噴管的照片出現在網絡,引發軍迷熱議。該照片源自最新一期公開出版的《兵工科技》雜誌,是該機軸對稱矢量噴管的首張清晰照。
推力矢量尾噴管可通過自身偏轉把發動機噴流從平行於機身縱軸線引向其它方向,產生矢量方向上的側向分力。這個側向分力不僅可用於產生直接升力,大幅縮短戰鬥機的起降滑跑距離,還能不依賴氣動舵面提供更直接的控制力矩,大幅提高戰鬥機的機動性能和過失速機動能力。
美國曾在上世紀90年代利用F-16/MATV研究機對軸對稱矢量噴管進行了測試,結果表明該機不僅可以輕易實現「眼鏡蛇」機動,還能做86度可控迎角的飛行,要知道此時飛機是以「直立姿態」平飛的。F-16/MATV在模擬空戰中充分表現出了矢量推力技術帶來的機動性優勢,以大比分完勝普通戰鬥機。[2]
機型分代
國外
第一代飛機的最大速度M0.9-1.3;裝航炮、火箭彈和第一代空對空導彈;機上還裝有光學一機電式瞄準具和第一代雷達。代表型號是美國的F-86、F-100,蘇聯的米格-15、米格-19,中國的殲-5、殲-6等。
第二代飛機的最大速度M2-2.5,裝第二代空對空導彈和航炮;並裝有第二代雷達和具有一定攔射能力的火控系統。代表型號是美國的F-4、F-104,蘇聯的米格-21、米格-23,法國的幻影Ⅲ,中國的殲-7、殲-8等。
第三代飛機的最大速度與第二代相比優勢不大,但增加了中距和近距格鬥導彈、速射航炮;並裝有第三代雷達和全方向、全高度、全天候火控系統和航空電子系統。機動性也有大幅提高。代表型號有美國的F-15、F-16、F-18,蘇聯的米格-29、蘇-27、法國的「幻影」2000、陣風,歐洲的颱風,瑞典的JAS-39,中國的殲-10、殲-11等。
第四代飛機具有「4S」標準:隱身性能(Stealth),超音速巡航能力(Supercruise);高機動性與敏捷性(Super-maneuverability)與超級航空電子系統(Superior Avionics for Battle Awareness and Effectiveness)。現有的型號有美國的f-22,f-35,俄羅斯的T-50,中國殲20,殲31。
還有很多對第三代戰鬥機改進後,稱它為三代半(它具備了某些四代機的特點,如高機動性等),其實也是劃分到第三代裡面(歐洲的「颱風」,法國的「陣風」,蘇-35,以及F-15的一些改進型等)。
第五代飛機則為隱身無人機。與四代機相比,五代機通過全翼身融合和大升阻比設計,使飛機在各種高度、各種姿態下的隱身性和機動性都得到了很好的兼顧。如果說四代機是基於信息系統,那麼五代機就是基於物聯網。實現了真正意義上的陸、海、空、天、電、網一體化,實現了基於物聯網的互聯互通互操作。 以上介紹的是我們熟悉的傳統四代分法,雖然自2005年以後媒體使用俄羅斯五代機劃分的描述開始出現,但至今天,世界航空業,包括中國主要使用的劃分方法,仍是傳統的四代分法。
蘇聯/俄羅斯戰鬥機的劃分代方法是把可變後掠翼的殲擊機如米格-23和F-111單獨劃分一代稱之為第三代,(即把四代分法中的第二代又分成兩代),而將是否可以超音速平飛作為劃分一二代戰機的標準。
美國在2005年將戰鬥機劃代標準由原先的四代劃分法改為五代劃分法,基本沿襲蘇聯/俄羅斯的劃分標準。
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