引言

在萊特兄弟于1903年成功實現飛行夢想之后,人們逐漸發(fā)現了飛機在軍事領域應用的潛力,第一次世界大戰(zhàn)引入了大批量的飛機用于實現戰(zhàn)斗及偵察目標。而在20年后的第二次世界大戰(zhàn)期間,軍用航空技術領域得到了充分發(fā)展?，F代航空的一些主要新發(fā)明均源于當初的軍用航空項目,若沒有源于軍用項目的噴氣發(fā)動機和航空電子技術的不斷優(yōu)化及完善,現代航空也不會達到如今的技術成就。

1軍用飛機

軍用飛機的定義即為空軍、陸軍和海軍執(zhí)行軍事任務的飛機的統(tǒng)稱。根據軍用飛機的作戰(zhàn)任務可將其分為以下幾種類型:

1.1戰(zhàn)斗機

戰(zhàn)斗機(制空戰(zhàn)斗機、攻擊機、攔截機)是設計用于空對空戰(zhàn)斗、戰(zhàn)術地面攻擊和近空支援的飛機。(1)制空戰(zhàn)斗機:大型戰(zhàn)斗飛機,造價昂貴、性能優(yōu)越,用于在敵軍領土上空主導戰(zhàn)場。由于其成本較高,針對其的制造生產通常規(guī)模較小。(2)攻擊機:耐用的輕型戰(zhàn)斗飛機,主要用于近空支援對抗地面目標。(3)攔截機:攔截機是戰(zhàn)斗機的一種,專門用于攔截和摧毀敵軍飛機,該類機型通常具有較高飛行速度?，F代戰(zhàn)斗機是多用途飛機,同時可用于空中戰(zhàn)斗和地面攻擊任務。但時至今日,其不僅可用于偵察、訓練,同時也能用于各種電子戰(zhàn)爭。

1.2轟炸機

轟炸機是通過投擲炸彈和發(fā)射導彈對地面目標進行攻擊的飛機。由于戰(zhàn)斗機自身所具備的高敏捷性、在密集的敵軍空中防御上的高生存能力和用于精確打擊的高適應性,如今該類機型也可用于戰(zhàn)術地面攻擊。即便如此,一些主要國家空軍部隊中大型轟炸機仍在服役。由于其所擁有的大規(guī)模空中打擊能力,轟炸機通常被用作執(zhí)行戰(zhàn)略任務。未來,無人機會逐步承擔起該類戰(zhàn)略攻擊任務。

1.3教練機

教練機是用于訓練飛行員,或傳授飛行員飛行或戰(zhàn)斗技巧的飛機。通常而言,教練機偶爾也可以參與低強度的戰(zhàn)斗過程。

1.4偵察機

偵察機是用于監(jiān)視敵軍活動和收集情報的飛機。目前除戰(zhàn)斗偵察機以外,在現代軍隊中該機型基本被無人機所代替。

1.5運輸機

運輸機是用來運輸貨物、軍隊、傘兵、軍火、戰(zhàn)斗器械、武器裝備等的飛機,種類可分為輕型和重型。輕型運輸機通常不具備空中戰(zhàn)斗能力,但其內部容量較大,可滿足運輸任務需求。

1.6電子情報和預警機

電子情報和預警機通常是指裝有精密電子設備以用于電子情報收集的飛機,它們可用于在哨位前指揮和通信。除此之外,預警機也經常用于各種運輸,或改為民用業(yè)務和支線飛機。

1.7空中加油機

空中加油機是一類攜帶了額外的燃油和特殊裝備,用于在飛行過程中給其他飛機加油的飛機。

2軍用飛機的主要技術任務

軍用飛機的主要任務是制空和為地面力量提供空中支援。軍用飛機有時也可執(zhí)行非戰(zhàn)斗任務,如運輸、空中加油和偵察等。

(1)空對空:制空,對抗入侵的軍用飛機以保衛(wèi)領空,同時護衛(wèi)空對地戰(zhàn)斗機執(zhí)行攻擊任務。

(2)空對地:空對地包括以下兩點:1)在戰(zhàn)場上用炸彈、導彈和重炮攻擊可識別目標,并為地面武備力量提供武力支援。2)深入敵方領土執(zhí)行轟炸戰(zhàn)略或其他戰(zhàn)術目標。

(3)偵察:使用合成孔徑雷達有效載荷執(zhí)行在敵軍領空的低空飛行和戰(zhàn)術任務。

(4)電子戰(zhàn)爭和空中預警:軍用飛機利用在操作間內安裝的高精密電子設備可執(zhí)行相關任務,包括以下三點:1)電子支援措施/電子對抗及其他形式的電子戰(zhàn)爭,包括通過電子干擾方式影響敵方的空中防御系統(tǒng),以此保護友方系統(tǒng)。2)信號情報/圖像情報和其他形式的可見情報和信號情報,以作為預警系統(tǒng)和監(jiān)視系統(tǒng)的一種手段。3)為前線指揮站提供輔助以實現指揮和通信功能,尤其是在遙遠的軍事作戰(zhàn)區(qū)和敵軍后防線區(qū)。

(5)運輸:在友方領空區(qū),快速運輸日用品、武器裝備和士兵到遙遠的作戰(zhàn)區(qū)域。此類運輸既可是小規(guī)模的運輸,亦可是大規(guī)模的兵力調動。

(6)空中加油:為了延長航程且增加任務時間,可在飛行過程中為其他軍用飛機加油。

(7)空投:在軍用飛機難以直接著陸的區(qū)域,通過特殊的運輸機進行空投士兵,并提供必要物資。

3軍用飛機先進技術

3.1現代科技體系的不斷完善

自第二次世界大戰(zhàn)結束以來,科學技術的進步使得軍用飛機實現了超音速飛行,增加了航程,使其能覆蓋全球(通過空中加油),且大幅提高了其運輸能力。目前而言,軍用飛機主要的先進技術包括以下幾項:

(1)空氣動力學:設計工具如計算流體力學(CFD)、高效機翼設計、超臨界機翼、推進集成和阻力優(yōu)化。

(2)機體:設計工具CAD/CAM、面向制造的設計、復合材料和有限元。

(3)推進:更多采用具有大推重比、低耗油率和推力矢量功能的高效航空發(fā)動機[3]。

(4)航空電子:實現小型化、軟件、整體、數據融合、精確導航、玻璃駕駛艙、空中交通管理、先進控制、先進武器融合和電子軟件。

(5)系統(tǒng):更多的電子系統(tǒng)、電傳操縱、結冰探測、高效的機械系統(tǒng)、微機電系統(tǒng)、合成孔徑雷達和其他類型的雷達。

(6)隱身:低雷達散射截面、低紅外信號、外形修形、推進集成、內置武器和特殊吸收材料,諸如此類特征使得飛行器可在敵方雷達面前隱形[4-5]。

(7)先進武器和導航系統(tǒng):對于空中作戰(zhàn)、全球定位系統(tǒng))GPs)和激光制導彈的引進大幅改變了攻擊任務剖面,增加了導彈的航程,因此降低了機組人員所承擔的風險。

3.2軍用戰(zhàn)斗機技術的不斷提升

新基礎科技的發(fā)明使得軍用戰(zhàn)斗機平臺布局技術的提升成為可能。(1)渦輪噴氣推進:創(chuàng)造了新一代渦輪噴氣軍用飛機一第一代噴氣戰(zhàn)斗機。該類戰(zhàn)斗機具有亞音速飛行和機動飛行的能力。重點是近戰(zhàn)、內置機槍和空空導彈的使用。)2)渦輪螺旋獎推進:該類推進方式在非戰(zhàn)斗軍用飛機領域得以充分發(fā)展,在低性能平臺,如運輸機和教練機領域的應用是最具成效的。(3)加力燃燒室的渦輪噴氣推進:為第二代噴氣戰(zhàn)斗機的創(chuàng)造提供可能(20世紀50年代中期到20世紀60年代中期)。那些戰(zhàn)斗機有超音速飛行能力、改進的機動性和武器攜帶能力。(4)機體形狀調整:調整機身后部的幾何形狀來減少跨音速波阻的增加。(5)新一代航空推進技術:航空發(fā)動機于近年來得到進一步發(fā)展,推重比高達8的新型發(fā)動機代替了推重比僅有4的舊款機型。(6)隱身技術:新技術突破的出現降低了飛行器的雷達信號特征,如機體外形整形、使用雷達吸波材料、進氣道和尾噴口的修形。此類特征正被用于第五代戰(zhàn)斗機。

4軍用飛機的未來發(fā)展趨勢展望

軍用飛機的未來發(fā)展趨勢是世界政治局勢、其他國家軍事威脅情況和科技進步等綜合作用的結果,詳情如下:

4.1作戰(zhàn)概念的調整

冷戰(zhàn)結束之后的20世紀90年代期間,作戰(zhàn)概念主要是針對大型部隊和小規(guī)模沖突的傳統(tǒng)戰(zhàn)爭概念,而從"9·11"事件開始,以美國為代表的世界軍事強國逐漸改變了其軍事策略,將重點放在對抗全新威脅類型的恐怖主義戰(zhàn)爭上。

4.2武備力量的高速發(fā)展和更高的購置成本

全新武器和相關系統(tǒng)普遍具有較高的成本,包括第五代戰(zhàn)斗機,由此導致相關機型的購置數量隨之不斷減少,大有以質量取代數量之勢。

4.3新一代的軍事威脅

先進的地對空防空系統(tǒng),包括近程和遠程導彈,給軍用飛機帶來了嚴重的威脅。在這種情形下,要求未來的飛機具有全新的作戰(zhàn)概念和更強的生存能力。

4.4無人機技術的日新月異

隨著無人機在作戰(zhàn)能力、情報收集、監(jiān)控偵察等領域技術的不斷進步,在當前的大規(guī)模電子戰(zhàn)爭和攻擊任務中,無人機開始逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的載人機,這是當前世界范圍內軍用飛機的一大重要發(fā)展趨勢。隨著近年來無人戰(zhàn)斗機技術的不斷發(fā)展、完善以及戰(zhàn)爭威脅類型的逐步轉變,關于未來傳統(tǒng)載人戰(zhàn)斗機是否有存在必要性的探討亦是甚囂塵上。

4.5全新的機載武器系統(tǒng)

全新的空空導彈,具有較高的機動性和較長的航程,其允許戰(zhàn)斗機在多種復雜情況下均可與特定目標實行交戰(zhàn)。精密的空對地彈藥的發(fā)展意味著炸彈和導彈的小型化與輕型化,這允許飛機每次出擊可執(zhí)行更為復雜多變的任務。

下一代軍用飛機的發(fā)展必須考慮作戰(zhàn)概念中先進技術的發(fā)展環(huán)境,包括網絡中心信息融合和先進武器的使用。新一代的地對空作戰(zhàn)系統(tǒng)亦創(chuàng)造了更多變、更復雜的戰(zhàn)爭情況。

根據長航程先進導彈、制導炸彈和網絡信息共享的全新作戰(zhàn)概念使現代戰(zhàn)爭類型逐步發(fā)生了轉變,更先進的導彈將在更遠的距離發(fā)射,威力及威脅性與日俱增。而對于軍用飛機而言,其生存能力通常會比機動性更為重要。

5結論及展望

不可否認,盡管當前軍用飛機的技術水平相比二戰(zhàn)等早期階段有了階躍性的提升,但隨著作戰(zhàn)概念的不斷調整,以及以導彈為代表的先進軍用武器技術的相應提升,現代空戰(zhàn)特點也發(fā)生了相應轉變。時至今日,以無人機為代表的全新機型目前有著逐步取代傳統(tǒng)的載人軍用飛機的趨勢。而對于現代軍用飛機而言,其生存能力通常會比機動性更為重要。