从战斗机的发展历程看空气动力学的贡献
浅论美国二战使用的F3F-2舰载战斗机的空气动力学的特性

浅论美国二战使用的F3F-2舰载战斗机的空气动力学的特性摘要:本文旨要在对美国二战中使用的F3F-2型的空气动力学性能进行分析。
对该战斗机的技术特点和性能数据进行探讨。
简介:F3F战斗机是美国研制双翼螺旋桨战斗机F3F战斗机(英文:F3F Fighter[9])是美国送到美国海军的最后一架双翼战斗机(确实是交付给任何美国军用航空兵的最后一架双翼战斗机),由格鲁曼公司于1935年研发生产并在战争期间服役。
F3F继承了Leroy Grumman设计的可伸缩主起落架配置,该起落架首先用于Grumman FF系列战斗机,作为双翼设计的基础,最终发展成为更成功的F4F Wildcat。
一、服役历程格鲁曼F3F-2战斗机在1937年至1938年间交付给了美国海军和海军陆战队,但由于技术的超越,其服役期很短暂,但也为二战中发挥了重要作用。
1938年,美国海军再次订购了27架F3F-3,这是为美国武装部队生产的最后一批双翼战斗机,格鲁曼的设计证明了自身的坚固耐用和高度机动性,直到1941年,很多二战中美国海军最有影响力的战斗机飞行员(例如布奇奥黑尔和吉米撒奇)都曾驾驶着F3F崭露头角。
二、技术特点1挺M1919型7.62mm机枪,备弹500发(装配于左侧)1挺M2型12.7mm机枪,备弹200发(装配于右侧)2枚Mk IV型116磅(52.6千克)航空炸弹(两翼各挂载一枚)F3F驾驶舱前方安装一挺勃朗宁0.3英寸机枪和一挺0.5英寸机枪;每个机翼下的挂弹架上各携带一枚53千克(116磅)炸弹。
性能数据机长:7.06米,翼展:9.75米,高度:2.84米,机翼面积:24.15平方米,空重:1487千克,最大起飞重量:2042千克,动力装置:1台莱特R-1820-22“旋风”9缸星型发动机,推力:980马力,最大飞行速度425千米/小时。
实用升限:10120米,爬升率:14米/秒(海平面)。
三、软件模拟测量方法及结果因美国F4F-3舰载战斗机国内无可正常飞行的实机,故采用仿真气动坏境下计算机数据进行相关研究。
2024年空气动力学总结

2024年空气动力学总结____年是一个科技进步迅速的年代,空气动力学领域也在不断发展和创新。
在这篇总结中,我将为您介绍____年空气动力学的最新进展,包括技术发展、应用领域和研究成果。
1. 技术发展1.1 高效翼型设计:____年,在空气动力学领域,一项重要的技术进展是高效翼型的设计和优化。
通过使用先进的计算流体力学模拟和优化算法,工程师们能够设计出更加优化和高效的翼型,以减小飞机的阻力并提高飞机的升力系数。
1.2 翼尖涡减阻技术:翼尖涡是飞机在飞行过程中产生的一种涡旋,会增加飞机的阻力。
____年,工程师们开发出了一项翼尖涡减阻技术,通过在翼尖上安装一种新型的尖状装置,能够有效减小翼尖涡的产生,从而降低飞机的阻力和燃油消耗。
1.3 多孔翼面技术:多孔翼面是一种新型的翼面结构,____年,科研人员取得了一系列突破性进展。
多孔翼面的优点是能够有效减小风阻,提高飞机的升力系数,并且在一定程度上能够吸收和减小噪音。
这项技术在未来有望得到广泛应用。
2. 应用领域2.1 商用航空:商用航空是空气动力学的一个重要应用领域。
____年,随着技术的不断进步,商用航空公司将能够开发出更加高效和环保的飞机,减少对化石燃料的依赖,并降低排放。
2.2 无人机:无人机是近年来迅速发展起来的一种飞行器,广泛应用于农业、测绘、物流等领域。
随着空气动力学技术的不断提高,____年的无人机将具备更长的续航能力、更高的飞行速度和更稳定的飞行性能。
2.3 超音速运输:超音速运输是一个具有巨大潜力的领域,通过超音速运输,人们能够更快速、更高效地到达目的地。
____年,随着技术的进步,科研人员将为超音速飞行器研发出更加高效和稳定的空气动力学设计,推动超音速运输的发展。
3. 研究成果3.1 超轻复合材料:在____年,科研人员取得了重要的突破,开发出了一种超轻复合材料。
这种材料具有高强度、高刚度和低密度的特点,能够极大地降低飞机的重量,提高飞机的燃油效率和航程。
战斗机飞行原理

战斗机飞行原理
战斗机是一种具有高速、高机动性和强攻击力的飞行器,它的飞行原理是基于
空气动力学和飞行动力学的理论基础,结合了复杂的飞行控制系统和先进的航空技术。
战斗机的飞行原理涉及到空气动力学、飞行动力学、飞行控制系统等多个方面的知识,下面将从这些方面逐一进行介绍。
首先,空气动力学是研究空气在飞行器表面流动和作用的科学,它包括了气流、气动力和气动性能等内容。
战斗机的机翼、机身和尾翼等部件都是根据空气动力学的原理设计的,以实现最佳的升力和阻力比,从而保证飞机在飞行过程中具有良好的飞行性能。
其次,飞行动力学是研究飞机在空中运动的科学,它涉及到飞机的姿态稳定性、操纵性和飞行性能等方面的内容。
战斗机通过飞行动力学的原理,可以实现各种飞行动作,如升降、转弯、滚转和翻滚等,从而在空中完成各种作战任务。
另外,战斗机的飞行控制系统是实现飞机飞行的关键,它包括了操纵系统、自
动驾驶系统和飞行仪表等部件。
通过飞行控制系统,飞行员可以操纵飞机完成各种飞行动作,并且可以实现自动驾驶和精准导航,从而提高飞机的飞行效率和作战能力。
总的来说,战斗机的飞行原理是基于空气动力学和飞行动力学的理论基础,结
合了复杂的飞行控制系统和先进的航空技术。
它通过优化的空气动力学设计、精密的飞行动力学控制和先进的飞行控制系统,实现了高速、高机动性和强攻击力的飞行特性,从而成为现代空战的主力武器。
为什么飞机能在天上飞

为什么飞机能在天上飞飞机,作为一种重要的交通工具和运载工具,已经成为现代社会不可或缺的一部分。
而现代飞机之所以能在天上飞,是由于多种因素的综合作用,包括物理原理、技术突破和工程实践等。
本文将从气动力学、引擎原理和机身结构等角度,解析为什么飞机能在天上飞。
一、气动力学飞机飞行的基础是气动力学,即通过空气的流动和压力差异产生的力来支持和推动飞机。
在飞机运行时,机翼的形状和气流的流动经过精确设计,以达到最佳的升力和阻力比例。
1. 空气动力学飞机的机翼是实现飞行的关键部件之一。
机翼采用扁平的、稍微微扬起的形状,其上表面比下表面更长,形成了所谓的气动形状。
当飞机飞行时,空气在机翼的上表面和下表面产生不同的压力,由此形成升力。
升力是支持飞机离开地面并维持飞行的力量。
根据伯努利原理,当气流在机翼上表面流动时,速度增加,压力降低;而在下表面流动时,速度减小,压力增加。
上下压力差形成升力,使得飞机在空中运行。
2. 阻力和推力在飞行过程中,除了升力之外,阻力也是一个需要克服的力。
阻力是与速度相关的力,当飞机速度增加时,阻力也会增加。
飞机引擎提供了足够的推力,以克服阻力,使飞机以恒定速度飞行。
二、引擎原理飞机引擎是推动和驱动飞机运行的核心部件。
现代飞机通常使用喷气发动机或螺旋桨发动机。
这些发动机利用燃烧燃料产生的热能和推力来提供足够的动力。
1. 喷气发动机喷气发动机通过燃烧燃料产生高温高压的气流,然后将这个气流喷出来,产生反作用力推动飞机前进。
喷气发动机的工作原理类似于火箭发动机。
燃烧室中的燃料和氧气混合燃烧,高温高压的气流通过喷嘴喷出,推动飞机向前移动。
2. 螺旋桨发动机螺旋桨发动机则通过旋转螺旋桨产生推力。
螺旋桨发动机的核心是发动机的转子,转子上的螺旋桨通过颠簸运动产生推力,推动飞机前进。
与喷气发动机相比,螺旋桨发动机在低速飞行和起降过程中更为常见。
三、机身结构除了气动力学和引擎原理外,飞机的机身结构也是实现飞行的关键因素之一。
战斗机设计与运作原理

战斗机设计与运作原理战斗机是一种高速、高机动性的飞行器,是现代空战中最重要的武器之一。
它的设计和运作原理是非常复杂的,需要多方面的知识和技术支持。
本文将从设计和运作原理两个方面来介绍战斗机。
一、设计原理战斗机的设计原理主要包括以下几个方面:1.空气动力学原理战斗机的设计必须考虑空气动力学原理,包括气动力、气动稳定性、气动弹性等。
这些原理对于战斗机的飞行性能和机动性能都有着至关重要的影响。
2.结构设计原理战斗机的结构设计必须考虑到飞行器的强度、刚度、稳定性和耐久性等因素。
同时,还要考虑到飞行器的重量和体积等因素,以便提高飞行器的机动性和速度。
3.动力系统设计原理战斗机的动力系统设计必须考虑到发动机的功率、燃油消耗率、可靠性和维护性等因素。
同时,还要考虑到飞行器的速度和机动性等因素,以便提高飞行器的战斗能力。
二、运作原理战斗机的运作原理主要包括以下几个方面:1.起飞和着陆战斗机的起飞和着陆是非常关键的环节,需要飞行员具备高超的技术和经验。
在起飞和着陆过程中,飞行员必须掌握好飞机的速度、高度和姿态等参数,以确保飞机的安全起降。
2.空中作战战斗机的主要任务是在空中进行作战,包括空中拦截、空中侦察、空中打击等。
在空中作战中,飞行员必须掌握好飞机的机动性和速度等参数,以便在战斗中取得胜利。
3.维护和保养战斗机的维护和保养是非常重要的,它直接关系到飞机的安全和性能。
在维护和保养过程中,必须按照规定的程序和标准进行操作,以确保飞机的正常运行。
战斗机的设计和运作原理是非常复杂的,需要多方面的知识和技术支持。
只有掌握了这些原理,才能设计出高性能的战斗机,并在空中作战中取得胜利。
从航空发展看空气动力学..

从航空发展看空⽓动⼒学..从航空发展看空⽓动⼒学⽥春光⼟⽊⼯程与⼒学学院理论与应⽤⼒学专业基地班2011级摘要:空⽓动⼒学是⼒学的⼀个分⽀,它主要研究物体在同⽓体作相对运动情况下的受⼒特性、⽓体流动规律和伴随发⽣的物理化学变化。
它是在流体⼒学的基础上,随着航空⼯业和喷⽓推进技术的发展⽽成长起来⼀个学科。
关键词:空⽓动⼒学,历史,航空,战⽃机,⽅向。
⼀、引⾔空⽓动⼒学和航空的关系极为密切,互相促进发展,我们可以从空⽓动⼒学的发展历史来看最早对空⽓动⼒学的研究,可以追溯到⼈类对鸟或弹丸在飞⾏时的受⼒和⼒的作⽤⽅式的种种猜测。
17世纪后期,荷兰物理学家惠更斯⾸先估算出物体在空⽓中运动的阻⼒;1726年,⽜顿应⽤⼒学原理和演绎⽅法得出:在空⽓中运动的物体所受的⼒,正⽐于物体运动速度的平⽅和物体的特征⾯积以及空⽓的密度。
这⼀⼯作可以看作是空⽓动⼒学经典理论的开始。
1755年,数学家欧拉得出了描述⽆粘性流体运动的微分⽅程,即欧拉⽅程。
这些微分形式的动⼒学⽅程在特定条件下可以积分,得出很有实⽤价值的结果。
19世纪上半叶,法国的纳维和英国的斯托克斯提出了描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动⽅程,后称为纳维-斯托克斯⽅程。
到19世纪末,经典流体⼒学的基础已经形成。
20世纪以来,随着航空事业的迅速发展,空⽓动⼒学便从流体⼒学中发展出来并形成⼒学的⼀个新的分⽀,直到此时,空⽓动⼒学才真正⾛上发展的快车道。
在短短的百年间,航空⼯业由飞⾏850英尺,滞空时间⼀分钟,到航程⼀万两千余公⾥(B2隐形轰炸机),速度达到3马赫(⽶格25与A-12/SR-71⿊鸟侦察机Ma=v/a)。
现在航空器已经成为⼈类最复杂最精密的机器之⼀,其中,空⽓动⼒学在动⼒和外形上的贡献是不可磨灭的,⽽且,追求更⾼更快更远的航空⼯业也在推动着空⽓动⼒学不断前进。
⼆、航空⼯业简介与航空器简介2.1航空⼯业主要指研发、⽣产和销售航空产品的企业事业单位的总和。
空气动力学发展简史及展望

2世 纪 7年 代 以来 ,激 光技 术 、 电子技 术和 电子计 算机 的迅 速 发展 , 0 O 很 快提 高 了空 气动 力 学的 实验 和 计算 水 平 ,使 对 高度 非线 性 问题 和 复杂 结
构 的流动 的研 究迅 速 升温 了 。
除 了上 述 由航 空航天 事 业的发 展 推进 空气 动力 学 的发展 之外 , 6年 代 O 以来 , 由于交 通 、运 输 、建 筑 、气 象 、环 境保 护和 能 源 利用 等 多方 面 的发
动 力技 术 及新成 果 ,就 无法 实现 未来 军 、 民机 的高性 能 。
参考文献: [] 1徐华舫 , 《 空气动 力学基础 ,北京:北京航空学院出版社,1 7 98 [] 2 陈再 新, 《 空气动 力学》,北京:航空工业出版社,1 9 . 93 作者简介: 边 若鹏 ( 9 5 ),男 ,海 军驻保 定地区航 空军事代 表室,研究 方 向:螺 17-
空气 动力 学是 力学 的衍 生支 派 ,它 着重 探索 物 体在 与气 体作 相对 运 动 情 况 下 的受 力特 性 、气 体 流 动规 律 和伴 随 发生 的物 理 化学 变 化 。空 气动 力 学 很 重要 ,这一 点 很 多人 应 该都 知道 。特 别 是 当我 们 越开 越 快 的时 候 。如 果你 不信 在 当今 的遥控 车 比赛 中 ,你 可 以试 试 不用 车 壳裸 跑 ,就 会 看 到很
的设 计 中,它 都 是一个 非 常重 要 的工 具 。航 空空 气动 力 学 发展研 究 的最 终 目的是 成 功 地 实 现先 进 的飞 行 器 设计 。传 统 的飞 机气 动 布 局设 计 主要 依赖 理论 研 究 估 算 、设计 师 的经验 以及 大量 的 风洞 试验 结果 ,风 洞试 验是 主要 设 计工 具 。 伴 随主动 流动 控制 技 术 的逐步 研 究和探 索 以及先 进推 进 系统 、结 构 、 材料 、控 制和机 载 电子学 科 方面 的突 破 ,航 空 飞行 器将 面 临新 的 变革 期 ,
空气动力学

空气动力学崔尔杰*(中国航天科技集团第701研究所)本文简要回顾空气动力学发展的历史及其在航空航天飞行器研制中的作用,对现代空气动力学新的发展趋势和新一代航天飞行器研制中可能遇到的关键气动力问题进行探讨和分析,并对今后发展提出看法。
一、空气动力学与航空航天飞行器发展空气动力学是研究空气和其他气体的运动规律以及运动物体与空气相互作用的科学,它是航空航天最重要的科学技术基础之一。
1.空气动力学推动20世纪航空航天事业的发展1903年莱特兄弟研制成功世界上第一架带动力飞机,实现了人类向往已久的飞行梦想。
为了研制这架飞机,他们进行过多次滑翔试验,还为此建造了一座试验段为0.01m2的小型风洞。
正是这些努力,加上综合运用早期的空气动力学知识,最终获得了成功。
20世纪初,建立在理想流体基础上的环量和升力理论以及普朗特提出的边界层理论奠定了低速飞机设计基础,使重于空气的飞行器成为现实。
40年代中期至50年代,可压缩气体动力学理论的迅速发展,以及对超声速流中激波性质的理论研究,特别是跨音速面积积律的发现和后掠翼新概念的提出,帮助人们突破“音障”,实现了跨音速和超音速飞行。
50年代中期,美、苏等国研制成功性能优越的第一代喷气战斗机,如美国的F-86、F-100,苏联的米格-15、米格-19等。
50年代以后,进入超音速空气动力学发展的新时期,第二代性能更为先进的战斗机陆续投入使用,如美国的的F-4、F-104,苏联的米格-21、米格-23,法国的幻影-3等。
1957年苏联发射第一颗地球人造卫星和1961年第一艘载人飞船“东方号”升空,被认为是空间时代的开始。
美、苏两国在战略导弹和航天器发展方面的激烈角逐,促使超音速和高超音速空气动力学得到迅速发展。
两个超级大国都投入巨大力量,致力于发展地面模拟设备,开邻近高超出音速空气动力学和空气热力学的研究。
航天方面的研究重点放在如何克服由于高超音速飞行和再入大气层,严重气动加热所引起的“热障”问题上在钱学森先生倡导下诞生了一门新的学科,即物理力学,为航天器重返大气层奠定了科学基础。
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摘要战斗机在各种类型的飞机中具有最高的空气动力学要求,其技术水平也最能反映航空科学技术的发展情况。
随着空气动力学及其他航空科技的阶段性突飞猛进,战斗机的发展也呈现出阶跃的现象。
因此,文章从最早的战斗机直至现代最新投入使用的战斗机,乃至正在研制或未来可能出现的战斗机的性能和特点出发,进行了分代,从中可以看出空气动力学对于战斗机发展具有明显的推动作用。
关键词飞机,航空,空气动力学,战斗机分代Abstract Fighter planes have the highest aerodynamic requirements amongst all aircraft. Their technical level reflects the development of aviation science and technology.With the chang-ing leaps of progress in aerodynamics and related fields,the development of fighter planes also underwent various leaps and bounds.This history may be divided into different stages according to the technical level,and covers the earliest fighters,modern fighters,those under development, and even those potentially possible.The importance of aerodynamics for future development is obvious.Keywords airplane,aviation,aerodynamics,fighter plane generations1航空飞行器的分类根据克服重力的方式的不同,航空飞行器可以分为轻于空气的飞行器和重于空气的飞行器。
轻于空气的航空器包括气球、飞艇等,采用空气浮力克服重力;重于空气的航空器包括常见的飞机、直升机等,通过翼型与空气之间的相对运动产生空气动力克服重力。
在历史上,轻于空气的航空器更早得到发展,但重于空气的航空器是现代航空飞行器应用的主流。
按照产生升力的装置的不同,重于空气的航空器可以分为三大类:固定翼航空器(fixed-wing aircraft)、旋翼机(rotorcraft)和扑翼机(ornithop-ter)。
这其中,固定翼航空器又可以根据有无动力装置而被分为飞机(airplane)和滑翔机(glider)。
根据国际民航组织的定义,旋翼机可以分为直升机(helicopter)、自转旋翼机(autogyro或gyroplane)和旋翼式螺旋桨飞机(gyrodyne)。
按照用途的不同,航空器可以按照图1的方式进行划分。
在各种飞机中,战斗机具有最高的空气动力学要求,其技术水平也最能反映航空科学技术的发展情况。
通过分析历史上的各种主流战斗机的性能和技术等方面特点,并进行适当的归类分代,根据各飞机空气动力学专题图1按用途进行分类的航空器种类图2法国“纽波尔”双翼战斗机代的技术特征即可理清空气动力学的发展脉络,以及空气动力学发展对于飞行器设计技术的推动作用。
2早期战斗机的发展自莱特兄弟发明飞机之后,飞机很快便被应用于军事领域。
特别是第一次世界大战的爆发,军事需求大大促进了航空工业和航空科技的迅猛发展,并且出现了专门针对空战需求而研制和生产的战斗机(当时被称为驱逐机)。
这一时期战斗机的主要技术特点包括:气动布局以双翼机(图2)为主,少量采用单翼或者三翼布局;采用活塞式发动机驱动螺旋桨产生动力;木质与织物蒙皮相结合的结构形式;飞行速度小于200km/h ,升限5000—8000m 。
这些战斗机所应用的空气动力学成果都是航空先驱们早期探索的结果。
第二次世界大战将活塞式螺旋桨战斗机的发展推上了顶峰。
在气动设计方面,基本上都采用了平直翼正常布局,普遍应用了低速空气动力学的研究成果,诸如增升装置、层流翼型等等。
活塞式发动机演化出了液冷和气冷两种体系,并且出现了增压技术,功重比较第一次世界大战时的技术水平得到了大幅度的提升。
武器方面,除了机枪之外,更大口径的机炮也得到了广泛应用,并且具有了陀螺瞄准装置,提高了机载武器射击的精度。
飞行员可以通过机载电台从地面或者友机获得信息。
除此以外,这一时期全金属机体结构、应力蒙皮,以及可收放式起落架等新技术也得到了广泛的应用。
这些技术的综合应用,使得战斗机的最大飞行速度普遍达到了600km/h ,某些机型甚至超过了700km/h ,升限达到了12000m ,海平面最大爬升率达到了15m/s 的水平。
第二次世界大战的优秀战斗机层出不穷,其典型代表如图3所示。
图3第二次世界大战出现的优秀战斗机(a)英国“喷火”;(b)德国BF-109;(c)苏联拉-73第一代战斗机的发展第二次世界大战末期,以空气动力学为代表的航空科学技术取得了革命性的进展,例如,可压缩流空气动力学(后掠翼、进气道等)以及涡轮喷气发动机等等。
这些革命性的技术进步导致了第一代喷气式战斗机的诞生。
第一代喷气式战斗机始于德国的Me262,作为第一种实用的喷气式战斗机,拉开了喷气式时代的大幕。
在朝鲜战争中大放异彩的米格-15和F-86(图4)达到了喷气式战斗机的第一个高潮。
米格-19和F-100(图5)则是首批实用化的超声速战斗机,其中米格-19在越南战场与第二代战斗机的对抗中也取得过不俗的战绩。
这一代战斗机在气动设计方面应用了后掠翼等可压缩流空气动力学的研究成果;动力装置采用了离心式涡轮喷气发动机和轴流式喷气式发动机,推重比为3的量级;机载武器装备仍然为机枪和机炮,但机炮已经取代机枪成为主要的机载武器。
除此以外,增压座舱、弹射座椅、液压助力系统等开始在这一代飞机上得到应用。
空气动力学和动力装置的革命性进步使得第一代喷气式战斗机的最大飞行速度超过了声速,达到了1000km/h,远远超过了活塞式螺旋桨战斗机;升限达到了大约16000m;海平面最大爬升率更是提高到40m/s的水平。
4第二代战斗机的发展根据第二次世界大战和朝鲜战争的经验,以及人类对于飞行速度和高度的不懈追求,随着空气动力学的发展和进步,第二代喷气式战斗机开始登上了历史舞台。
第二代喷气式战斗机在空气动力学方面较前一代有了长足的进步,面积律成为飞机设计的重要准则,小展弦比薄翼得到了广泛应用,与千篇一律的第一代战斗机气动布局不同,这一代飞机出现了形式多样的气动布局。
带加力的涡轮喷气发动机的推重比提高到了5的量级,使得飞机的推重比可以达到大约0.8。
在武器系统方面,第一代的红外制导格斗空对空导弹和半主动雷达制导中距空对空导弹逐渐取代机炮,成为战斗机的主要武器装备。
信息的获取和控制对于第二代战斗机而言更是获得了前所未有的突破,雷达、自动火控系统、导航系统等的使用使得战斗机在战场态势感知以及作战效率方面得到了跨越式的发展。
各种技术的进展及应用使得第二代喷气式战斗机的最大飞行速度突破了两倍声速,最大飞行高度提高至大约18000m,海平面最大爬升率大幅度提升至200m/s。
飞机的作战效能明显提高,因此直至今日仍然有不少第二代战斗机活跃于世界各地的天空。
这一代战斗机的种类繁多,最具代表意义的包括前苏联的米格-21、米格-23(图6(a)和(b)),美国的F-104、F-4(图6(c)),中国的歼-7、歼-8等等。
图4米格-15与F-86图5首批实用化的超声速战斗机(a)米格-19;(b)F-100飞机空气动力学专题5第三代战斗机的发展上世纪60年代越南战争的爆发成为检验第二代战斗机的战场。
实战经验表明,现代空战的主要空间并未延续第二次世界大战和朝鲜战争的发展趋势,战斗机空战发生的主要高度由之前的万米高空下降至6000—8000m,作战时的飞行速度仍然在高亚声速,但是飞机机动性的需求却成为了空战胜负的主要因素。
吸取了越南战争的经验和教训,上世纪70年代末开始,第三代喷气式战斗机开始登上了历史舞台,这也是目前世界各国空军的主要作战武器装备。
这一代战斗机在气动设计方面普遍应用了当时旋涡空气动力学的研究成果,采用鸭翼或者边条提供涡升力(图7),大幅度改善了飞机大迎角升力特性,使飞机的机动性能得到有效的提升。
第三代以前的飞机设计指导思想是要求实现附着流,避免产生分离和旋涡,这时升力与迎角呈线性关系。
而在第三代喷气式战斗机的设计中,非线性涡升力技术,即利用分离涡产生非线性的涡升力,提高飞机最大升力系数、增大飞机的升阻比,成为这一代战斗机在气动力设计方面的最大成功之处。
在动力系统方面,第三代战斗机普遍采用了带加力燃烧室的涡轮风扇发动机(推重比达到了8),使得飞机推重比达到了1,进一步提升了飞机的机动性能,同时发动机的耗油率降低,提高了飞机的经济性和航程。
武器系统装备了具备离轴发射能力的第三代红外制导格斗空对空导弹、半主动/末端主动制导中距空对空导弹,使得战斗机具有了超视距空战和离轴攻击能力。
在信息系统方面,多功能脉冲多普勒雷达大幅度提升了飞机的探测和攻击能力,电传操纵系统有效地提高了飞机的气动性能和飞行品质。
图6第二代战斗机典型代表(a)米格-21;(b)米格-23;(c)F-4图7(a)鸭翼的脱体涡;(b)米格-35的边条脱体涡图8第三代战斗机典型代表(a)F-15;(b)F-16;(c)F-18;(d)歼-10由于诸多先进技术的综合应用,第三代喷气式战斗机实现了机动性和飞行品质的大幅度提升,其最大允许过载达到9,稳定盘旋过载达到6,海平面最大爬升率提升至300m/s。
而在其他方面的指标,第三代战斗机较之于第二代战斗机并没有实质性的改变,例如最大飞行速度维持在两倍声速,升限维持在18000m左右。
这一代战斗机的典型代表包括前苏联/俄罗斯的米格-29、苏-27,美国的F-15、F-16、F-18(图8 (a),(b),(c)),中国的歼-10(图8(d)),欧洲的幻影2000、台风等等。
6第四代战斗机的发展由于雷达、航电等技术的发展,导致空军作战方式发生了革命性的改变,超视距作战、隐身、超声速巡航、过失速机动(飞机在超过失速迎角之后,仍然有能力完成可操纵的战术机动)成为引领未来空中作战的需求,由此诞生了第四代喷气式战斗机。
这一代飞机在气动方面采用了气动/隐身综合设计,在亚声速减阻和超声速减阻之间进行了有效的协调和折衷,同时改善了大迎角飞行的稳定性和可控制性。
带加力的涡轮风扇发动机的推重比达到了10的量级,使得飞机推重比达到了1.2的水平。