1.1 军用飞机的外形特征
一般来说,所有的飞机都具有相同的基本组成部分:机翼提供升力,发动机提供飞行的动力,机身携带的有效载荷和控制单元(驾驶舱),以及尾部组件(通常用来控制飞行方向)。这些组成部分的形状、尺寸、数量和位置不同,构成了各种飞机间的差异,也是识别飞机类型的主要依据。
识别现代作战飞机的外形特征,主要注意四个部位,即机翼、发动机、机身和尾翼。美国军方将识别作战飞机的方法总结为“WEFT”特征,即Wings(机翼)、Engines(发动机)、Fuselage(机身)和Tail(尾翼)。如下表所示。
注:√ 表示“WEFT”四个部位分别对应的基本特征。
1.1.1 机翼(Wings)
现代作战飞机的机翼有三种基本类型,即固定翼、可变后掠翼和旋翼。下图展示了三种机翼类型的实例。
固定翼(美国F-16战斗机)
可变翼(苏联/俄罗斯苏-24攻击机)
旋翼(美国AH-64武装直升机)
(1)机翼的位置和角度
目前大部分军用飞机都是单翼机,根据机翼安装在机身上的部位可以分为上、中、下单翼飞机。机翼安装在机身上部(背部)为上单翼;机翼安装在机身中部为中单翼,机翼安装在机身下部(腹部)为下单翼。
机翼装在机身上的角度称为反角,即机翼与水平面所成的角度,有上、下、反角之分。从机头沿飞机纵轴向后看,两侧机翼向上翘的角度称为上反角;同理,向下垂的角度就叫下反角。
机翼上反角(美国波音737货机)
机翼下反角(美国海军AV-8B“鹞”式攻击机)
上单翼的飞机一般为军用运输机与水上飞机,由于高度问题,这种飞机的起落架一般安装机身上,且机翼大多采用下反角安装。
中单翼因翼梁与机身难以协调,因此实际应用较少。
下单翼的飞机是民航飞机常见的类型,由于离地面近,便于安装起落架和进行维护工作。下单翼的飞机一般采用上反角安装。
现代作战飞机开始流行翼身融合体结构,尤其是战斗机,如美国的F-35、F-35等,逐渐模糊了上、下单翼的概念。
上单翼(苏联/俄罗斯伊尔-76运输机)
下单翼(湾流G550运输机,被改装为多种军用型号)
翼身融合体(美国F-22战斗机)
(2)机翼的平面形状
机翼的平面形状有平直翼、梯形翼、三角翼、后掠翼、前掠翼以及飞翼式飞机。
①平直翼飞机的左右两个机翼的前后缘平齐,像是一个整体,这种飞机不利于高速飞行,轻小型的农用飞机和通用飞机多采用这种布局。
平直翼(美国C-130运输机,虽然后缘略有锥度,但也算平直翼)
后掠翼(苏联米格-19,是第一代后掠翼的超音速战斗机)
②梯形翼飞机的机翼呈梯形,机翼较短,采用不多。
③后掠翼的机翼前后缘都向后倾斜,这种布局有利于飞机的高速飞行,战斗机、轰炸机和大型民航飞机几乎都采用后掠翼或其变种。可变后掠翼飞机的机翼可前后偏转,从而改变机翼后掠角和翼展,这种布局形式能够兼顾高速性能和低速起降性能。
④三角翼飞机的机翼呈三角形,也可视为后掠翼的变种,这种翼形有利于高速飞行。
⑤前掠翼飞机的机翼是向前倾斜的,与后掠翼飞机刚好相反,这种飞机有不易失速、机动性能好等优点,但稳定性问题突出,容易受应力作用破坏。
⑥飞翼式飞机将机翼与机身合二为一,整个飞机就像一只巨大的机翼一样,这种飞机已经开始投入使用,最著名的实例就是美国的B-2“幽灵”隐身轰炸机。
三角翼(欧洲“台风”战斗机)
(3)旋翼
旋翼是直升机上产生升力的主要旋转组件,同时也可为直升机提供推进力和操纵力。直升机有分主旋翼以及尾旋翼,主旋翼提供升力的同时也作为飞行的动力,桨叶数目由基本的二叶、三叶、四叶、五叶至最高八叶。
直升机的主旋翼主要有单旋翼、双旋翼和共轴反转双旋翼三种形式。
单旋翼(美国AH-1Z“超级眼镜蛇”武装直升机)
双旋翼(美国CH-47“支努干”运输直升机)
共轴反转双旋翼(俄罗斯卡-52武装直升机)
(4)边条翼
边条翼是20世纪50年代中期出现的一种新型机翼,一些第三代高机动战斗机采用了这种机翼,如美国的F/A-18“超级大黄蜂”和俄罗斯米格-29战斗机都采用了边条翼,提高了飞机的跨音速气动特性。
边条翼(F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机)
在飞机中等后掠角(25度~45度)的机翼根部前缘处,加装一后掠角很大的细长翼(后掠角65度~85度)所形成的复合机翼,称为边条翼。在边条翼中,原后掠翼称为基本翼,附加的细长前翼部分称为边条。
边条翼(米格-29战斗机)
(5)鸭翼
鸭式布局是指战斗机座舱两侧有两个较小的三角(后掠)翼,后边是一个大的三角翼,是一种十分适合超音速空战的气动布局。采用鸭式布局的飞机前翼称为“鸭翼”。
鸭翼(苏联/俄罗斯苏-33战斗机)
目前,中国的歼-10战斗机、欧洲“台风”战斗机、法国的“阵风”战斗机和瑞典的JAS-39“鹰狮”战斗机等都采用了鸭式布局。
鸭翼(欧洲“台风”战斗机)
1.1.2 发动机(Engines)
通过发动机来识别飞机,主要是观察发动机的类型、数量、和位置,另外还包括发动机进气口和排气口的形状和位置。
飞机发动机最显著的识别特征是螺旋桨发动机和喷气式发动机。
(1)螺旋桨发动机
螺旋桨发动机主要有两种,即活塞式发动机和涡轮螺旋桨发动机。单引擎的螺旋桨飞机的发动机通常安装在机鼻位置,而多发飞机的发动机则在机翼上安装。
单引擎螺旋桨飞机(德国罗兰德602私人飞机)
双引擎螺旋桨飞机(美国海军C-2A“灰狗”舰载运输机)
四引擎螺旋桨飞机(欧洲A400M战术运输机)
(2)喷气式发动机
喷气式飞机也有单发和多发之分,且有多种安装方式。
单发(瑞典“鹰狮”战斗机)
双发(法国“阵风”战斗机)
(3)发动机进气口
螺旋桨发动机主要有两种,即活塞式发动机和涡轮螺旋桨发动机。单引擎的螺旋桨飞机的发动机通常安装在机鼻位置,而多发飞机的发动机则在机翼上安装。
机身两侧进气口(法国“阿尔法喷气”(Alpha Jet)教练/攻击机)
机身腹部进气口(美国F-16战斗机)
机身头部进气口(苏联/俄罗斯米格-21战斗机)
两侧翼根进气口(意大利MB-339教练/攻击机)
机翼上部进气口(苏联/俄罗斯安-72“矿工”战术运输机)
悬挂式发动机进气口(苏联/俄罗斯安-124“鲁斯兰”重型战略运输机)
1.1.3 机身(Fuselage)
飞机的机身(体)有多种形状和尺寸,在辨别机身特征时要注意三个主要部位:机鼻、机身中段和机身尾部。驾驶舱和客(货)舱也属于机身特征。
(1)机鼻
常见的机鼻形状有尖锥形、钝圆形和圆形。
尖锥形机鼻(法国“幻影”2000战斗机)
钝圆形机鼻(苏联米格-17战斗机)
圆形机鼻(法国SA341/342“小羚羊”轻型直升机)
(2)机尾
常见的机尾形式有平直机尾、上翘机尾和锥形机尾。
平直机尾(意大利MB-339教练/攻击机)
上翘机尾(苏联/俄罗斯安-12“幼狐”中型运输机)
锥形机尾(苏联/俄罗斯安-72“矿工”战术运输机)
(3)驾驶舱
飞机的驾驶舱用于容纳飞行员和其他操作人员,通常覆盖有透明的舱盖。下图是驾驶舱的两个实例。
气泡式座舱(欧洲“台风”战斗机)
阶梯式座舱(苏联/俄罗斯安-26“卷毛”中型运输机)
(4)背鳍
背鳍并非每种飞机都有,一般出现在小型军用飞机的机身背部,从凸起的座舱罩后面一直向后延伸到垂直尾翼。
背鳍[法/德“阿尔法喷气”(Alpha Jet)教练/攻击机]
背鳍(米格-29战斗机)
(5)腹鳍
腹鳍也称作下垂尾,是在飞机机身尾部下面顺气流方向布置的刀状翼片,其作用相当于垂直尾翼,侧滑时起增加飞机航向稳定性、保持平衡的作用。腹鳍是飞机较明显识别特征之一,一般情况下有1~2片腹鳍,也有多于2片的情况。
腹鳍(F-16“战隼”战斗机)
(6)翼身融合体
一般的飞机由机翼与机身两个部件接合而成,在机翼与机身的交接处,机身的侧面与机翼表面构成直角(或接近于直角),这样的组合,由于迎风面积大,阻力也较大。为了减少迎风阻力,有些飞机在机翼与机身的交接处增装了整流带(也称为整流包皮),使二者之间圆滑过渡。后来,研究人员在翼身整流带的基础上,提出了翼身融合体的概念,即把飞行器的机翼和机身合成一体来设计制造,二者之间没有明显的界限。
翼身融合体的优点是结构重量轻、内部容积大、气动阻力小,可使飞机的飞行性能有较大改善。后来还发现,由于消除了机翼与机身交接处的直角,翼身融合体也有助于减小飞机的雷达反射截面积,改善隐身性能。
这一设计的典型代表是苏联/俄罗斯的苏-27“侧卫”战斗机和法国的“阵风”战斗机。翼身融合体的缺点是外形复杂,设计和制造比较困难。
法国“阵风”战斗机是翼身融合体设计的典型代表
1.1.4 尾翼(Tail)
尾翼是安装在飞机尾部的起稳定和操纵作用的装置,一般由垂直尾翼和水平尾翼组成。
(1)垂直尾翼
垂直尾翼简称垂尾,由固定的垂直安定面和可动的方向舵组成,它在飞机上主要起方向安定和方向操纵的作用。垂直尾翼是飞机的主要识别特征,根据垂尾的数目,飞机可分为无垂尾、单垂尾、双垂尾、三垂尾和四垂尾飞机。
无垂尾(X-47B无人攻击机)
美国X-47B无人攻击机
单垂尾(苏-25“蛙足”攻击机)
双垂尾(苏-34“鸭嘴兽”战斗轰炸机)
三垂尾(英国“双先锋”军用运输机)
四垂尾(美国E-2C/D“鹰眼”预警机)
(2)水平尾翼
水平尾翼简称平尾,是飞机纵向平衡、稳定和操纵的翼面。平尾左右对称地布置在飞机尾部,基本为水平位置。
平尾按相对于机翼的上下位置不同,大致分为高平尾、中平尾和低平尾三种形式。平尾有两种安装位置,一种是安装在垂尾上,另一种是安装在机身尾部。
平尾也可以有上反角或下反角。
低平尾(“阿尔法喷气”教练/攻击机)
中平尾(苏联/俄罗斯图-160“海盗旗”战略轰炸机)
高平尾(苏联/俄罗斯安-72“矿工”战术运输机)