战斗机过失速机动与近距格斗空战
论文
与报告航空
兵器
年第
期
战
斗机过失速机动与
近距
格斗空战
曲东
才
海
军
航空
工程
学院教
研室烟
台粼叉
摘要
介绍
了过失
速机动
的基本概念内涵提出和
发展过程以
及过失
速机动的
特点和判断
准则
分析了在现代近距空
战中
运用过失
速机动所
取得的
战术优势及可能
存
在的一些问题
关
键词
战斗机近
距空
战过失速机动
引言
大量
分析研究表明
在未
来空战
中虽然
超视
距
空战的
比例
将有
较大
提高但近
距格斗空战
仍然
不可避
免因此
未来战斗机
具有较
高的
机动性能
仍
然是十
分重要的目
前战斗
机机
动性能的发展
方式
己由稳
定盘
旋性能
转为瞬时
盘旋性能而在新一代
战斗
机的设
计中又增加了对过失
速机动
性能的要
求例
如美国的
一
法国的“
阵风”
俄罗斯的
苏一
”
等新式战斗机在设
计之初就非
常重
视过失
速机动能力
从已试飞的
一“
阵风”“
苏一”
战斗机
来看均拥有
较强
过失
速机动能力
过失速
机动性
将会明显
提高战斗
机近
距空战能
力它是未来空战中不可缺少的
过失速机动技术
的内涵提
出和
发展
所谓过失速机
动是指
当飞
机实际
迎角
超过失
速
迎角在飞行速
度很小的
状态下飞
机仍能按照飞
行员的指
令迅速改
变飞
行速
度矢量和
机头指向
的
一种战
术机动即
其全
部内涵是
飞
行员
拉杆使飞
机由
常规飞
行状态
以
高俯仰速
率作大角度跃升
使
其迎
角迅
速达到一
失
速迎
角并在减
速过程
中
使迎角增
大到
飞
行员
控制飞
机绕速度矢量滚
转
或偏航从而
使机头快速指
向所
需方向随后
推杆
减小迎
角退出
失速
转为俯冲增速恢复到
常规飞
行
状态
在
年代中期德国
公司
就开始研究传
收稿
日期
塑魏
一
一统上
认为
无用的飞行
区域过失速
区及在过失速
区
战斗
机动的空战效能通过理
论分析数字
仿真空
战模拟
台试飞发现过失速
机动可以显著改善近
距
格斗能力和减小飞行员
对过失
速机动的疑虑近
距
格斗
中期望的最大失速迎角为
并
认为过失速机
动必须
依赖于推力矢量控制和
数字式电
传控
制
到年代
初被
誉为“
超机动性”
之父的
联邦德
国
博士首
先提出了“
超机动
性”概念并
对此
作了大量
研究且得出一
些重要
研究成果推
荐
了一些过失速机动动作失
速机动的速
度高度范
围及获得失速机动必须的飞
机推重
比和
操纵功
率
他所给出的
结果和
结论对于失
速机动技
术的研究
和
推力矢量
控制
技术的应用
具有重要的指导意
义
在
年
月美
德合作
研制了
一
一
和一
一系列
验证机
来验证飞机的
过失
速能
力除一
外其它两型均
采用
推力矢
量
控制目
前这三架飞机
都已飞人过失速
区
最
大迎角一
和一
已飞至
迎
角并完成了一些机动
动作在年
巴
黎国际
航展
中
一
验证机
成功进
行了
种机
动动
作的
过失
速机
动性表
演俄罗
斯对该技术亦极
为重视
并且
已取得
许多重
大成果在
年第届
巴
黎
国际
航展
中前苏联的
苏一
战斗
机首次表演了
“
眼
镜蛇”
机
动令在场观众叹
为观止
以色列
利用
遥
控模型飞机
完成了
如正向和反
向的“眼
镜蛇”
机动
等许多过失速
机动
由
此可见在
年代之后
战斗
机过
失速机
动
性能受到
航空
发达国
家高度重
视并得
到快速
发展
曲
东才
战斗机过失速机动与近
距格斗空
战
过失速机动的特点及判断准则
由飞
机过失
速机动的
内涵可
将飞
机过失速
机动
基
本特点归纳为
以下
两点
过失
速飞
机的
实际迎
角远超过其失
速迎角
在过失
速状态下飞
机还能绕其三
个轴转动
同时
具备这两条才是真正的
过失速机动
从
这个意义上
分析“
眼
镜蛇”机
动则只
能认
为是跨
进
了过失
速领
域而不
是真正的过失
速机动因为
在
迎
角大于失
速迎角的
情况下“
眼
镜蛇”
机动只
具有
控制俯仰飞
行状态的能力并不
具备过失
速状态下
的偏
转和滚
转能
力因此只能
说“
眼
镜蛇”
机动
达到
了失
速状态
但还不能随
意机动
根据
博士的
研究
要进行过失
速机
动的飞
机必须要
满足一系列
条件其准则是
飞机在
俯仰偏航和
滚转三个通道
应具有足
够的
操纵能力
在其飞
行马
赫数低到
迎角达到
时
仍能
保持较高的
操纵效
率为
此需要
采用
推力
矢量控
制技
术
飞机
需要
采用闭环
控制和
先进的
气动
布局
以
便具有
极好的
低速大
迎角稳定性
飞
机应选用
推重比大于
的
高性能发动
机
飞
机应能
转得快加减
速快即
具有
在很短时
间内
产生
很大的
瞬时角
速度的
能力近距
吸
一卜
超视区
…,’一
‘
一刁‘
‘舀
一
图
过失速飞
机飞
行包线示意图
发
射格斗导弹
机会越大
取得战
场主
动权
成功率越
大而
过失
速机动
能使
瞬时角
速度得到
较大
提高
达到
一
因而
在格斗
中能
迅速抓住战
机
提高近
距格斗空战
能力图
图
是以“眼镜蛇”机
动
为例
再现了可
能的两种攻
击机
会在图
中
当
常规战斗
机
与能
作“
眼
镜蛇”机
动的战斗机
在位
置处于
盘旋均势情况下
机
实施“眼
镜蛇”机动
就可能在
位置
将机头指向
机
使
机
落人
机
格斗导弹
离轴角范围
内从而
构成开火
条件在图
盘旋格斗时
机实
施眼
镜蛇机
动
构成开火
机会的示意图
,图厂
近距格
斗时过失速机动战术优势分析
在近
距空战
中采用过失
速机动技术战斗
机将
比传统战斗
机的空战
效能
更高将会取得明
显的战
术优势主要
包括
如下
几点
飞
行包线将得到
进一步扩展
随着
战场环境日
趋恶
化未来战斗
机应具有超
视距视距内和近
距空
战能力因
此对
战斗
机的
作
战区域提出了更
广泛要
求图
为未来战斗
机飞
行
包线示
意图
从图
中可见
具有过失
速机动能力
战斗机可
凭借其高推重比发动机迅
速进人区的
超
音速
区域进行
超视
距空
战
利用
推力反
向技术迅
速
减速至
区的亚音速区实施视距内的空
战
通
过过
失速机动使空
战速度迅
速减小到每小时
左
右在飞
行包线
以外的
左下
方班
区实施在
低速条件下的近
距格斗空
战范围
将会向
高度和速
度的两
极发展
其飞
行包线
会得到
进一步扩展
近距
格斗攻击能力
会进一步得到
提高
在近
距格斗时战斗机
瞬时角速度越高及早
机
图
同向飞行
格斗时
机
实施眼
镜蛇机动
构成开火
机会的示意图
中
机与
机处于
同一
方向飞
行的均势
条件当
机作跃升
机作“
眼
镜蛇”
机动时在位置
处
机
就有开
火的
机会如
果能
作理想的
过失
速机动
其“
指向一
发射”
能力比“
眼
镜蛇”机动
更强
攻击对
中国歼14
中国歼14
"中国第四代重型歼击机歼14"鹰隼是一种全新的高性能、多用途、全天候的空中优势的战斗机。飞机以重型、低成本为主导思想，以高性能、高生存力、高作战效能为设计目标，要求飞机有大推重比，非加力超音速巡航；具有中国特色的隐身性能；具有很高的敏捷性和失速机动性。目前基本上确定有沈飞负责的设计方案。
第四代歼击机有三大设计特点：一是最大限度地增加了作战飞机在超音速状态下飞行的时间；二是大量采用隐形材料和技术；三是飞机的起降性能得到很大改善，其灵活性将彻底改变人们对歼击机的现有观念。
1、总体布局 歼14"鹰隼"是单座双发、双V形垂尾翼、菱形进气道的纵向一体化三翼面的气动布局。主要技术采用前掠式机翼，翼身融合的隐身设计，武器装载在机身的武器舱和推力矢量控制技术。机体的36％由碳纤维复合材料制成，钛64约占24%，钛62222占3%，钢占16%，铝合金占16%，热塑性复合材料大于1%，其他材料（包括涂漆、座藏盖、机头雷达整流罩、轮胎、刹车片、密封材料、黏合剂、气体、润滑油和冷却剂等）占15%。传统的钢和铝合金占的比重很小，而大量使用了钛合金和复合材料，这有利于提高飞机的隐身性和耐热性，减轻机体重量，增大机体强度。飞机总长22米，翼展16.7米，机高5.05米，机翼面积65.6平方米，最大起飞重量31吨。整个飞机的气动控制面多达14个。
2、发动机 该机采用安装俄制2台 АЛ-41Ф型(AL？41F)推力矢量发动机（推力196千牛），装有推力矢量喷口。АЛ-41Ф型(AL？41F)推力矢量发动机在超音速时的不开加力推力增大了100%，加力推力增大了50%，零部件减少了40%，可靠性、维修性和后勤保障性比AL-37FU提高了80%。歼14并不追求极速性能，它的最大飞行速度仅为2.2马赫，而最大的巡航速度已经达到1.6马赫。АЛ-41Ф型(AL？41F)推力矢量发动机的推力矢量可以为飞机提供俯仰控制，在战斗机进行滚转动作时，矢量喷管可以反向运动，提供反向推力。该系统与速度及攻角无关，可以单独操作。在低速和高攻角时，水平尾翼的控制效率会降低，矢量推力仍能大幅度增加飞机的俯仰控制。АЛ-41Ф型(AL？41F) 推力矢量发动机凭借其强大的不开加力的推力，让歼15在不开加力的情况下以1.6马赫以上的速度进行巡航，这有助于增加作战半径、缩短前往目标空域的时间，也可以减少自身在敌人火力圈暴露的时间，有利于自身的安全。歼14战斗机满足所谓"4S"标准，即超机动性、超音速巡航、超视距空战和隐身能力。
前苏联苏-27重型战斗机发展史
1 / 7 前苏联苏-27战斗机发展史
曾经在一个相当长的时间内，中国军迷都将米格战斗看成苏联战斗机的嫡系，也知道米格战斗机才是真正的苏联战斗机，这是因为从抗美援朝战争后我国的主 力战斗机基本上都以米高扬-格列维奇设计局为主的战斗机为主，比如说我国大量装备歼-6和歼-7，他们仿制于米格-19和米格-21战斗机。但是，在前苏
联国内，除了歼击轰炸机有出口外，苏伊霍设计局当时的主要产品是针对前苏联国土防空军的，苏-9、苏-15截击机也从未出口，西方对它们的了解也很少。
到了SU-27的时候，情况也差不多。西方最早是通过军用侦察卫星拍到了几张非常模糊的照片(以当时的技术，想照的清楚些是不可能的)，发现其 中一架外形与美制F-14“雄猫”舰载战斗机有些相似的重型歼击机，根据这些模糊不清的照片，西方专家们对其进行了分析，结果如下：这是一架大型变后掠翼 战机(判断错误)，装有能下视下射的雷达(难得正确)，能发现20个远距目标的同时跟踪攻击其中的4个(继续错误)。他们把这个飞机命名为拉明K，同时起 了个“侧卫”的绰号。
直到1985年8月，前苏联电视台用几个画面向观众介绍了早期SU-27的原型机T-10的试飞过程。西方的专家们马上就认识到了自己的错误， 这战机肯定不是变后掠翼的！飞行性能有可能很先进！基于立场和争取更多预算的目的，这些专家不停的夸大这种未知名战机的性能，但到底这战机的实际性能如 何，直到1987年9月13日，西方才有幸一睹它的部分真容。
SU-27重型歼击机的研制过程
进入1970年代后期，前苏联空军受到了来自以美国为首的北约全新一代战机的强有力挑战，尤其是在几次中东战争中，苏式战机并未能在空战中压倒 以色列空军的法制和美制战机(板子当然不能全打在苏式战机的身上，飞行员的技术水平和战斗意志也起着相当重要的作用，前面提到的歼6战绩就是例子)。
这种情况进入1980年代后，非但没有得到改善，相反随着美国F15/16战斗机的成熟和出口，变得更加严重。尽管前苏联向埃及、叙利亚等国提供了当时能出口的最新式米格23ML型歼击机，但在1980-1982年的中东战争中，仍然被打的落花流水。
第四代战斗机性能指标概述
ＳｕｍｍａｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＦｏｕｒｔｈＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＦｉｇｈｔｅｒＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ
西北工业大学张加圣王海涛万小朋赵美英
在设计先进飞机时。在考虑超音速巡航能力，隐身性能，高机动性和敏捷性，足
够的有效载荷，大航程、高可用性，多目标攻击和超视距攻击能力，短距起降性能，
高可靠性和维护性的同时，还应着重考虑性能优化问题。
继９０年代美国推出第四代战斗
机Ｆ－２２之后，俄罗斯和欧洲各国相
继研制出了具有第四代战斗机性能的新一代战斗机。但是由于第四代
战斗机的标准还是不太明确，因此一
些据称是第四代的战机，其性能指标其实只能达到第三代半，大多是第三
代战斗机的改进型，很多基本性能远没有达到第四代的要求。本文以当
今各国所公认的第四代战斗机１７—２２
和Ｆ－３５为参考，对其性能指标加以介绍，以供设计先进战斗机时参考。
超音速巡航能力
第四代战斗机配有先进的高
推重比发动机，可以使战斗机在发动机不开加力的情况下以马赫数
６６航窄制造技术・２００８年第１６期Ｍａ＝１．５～１．６进行长时间的超音
速飞行，而第三代战斗机只有在发
动机开加力的情况下才能进行短时间的超音速飞行。
用于第四代战斗机的发动机推重比由８增加到１０以后，当保
持发动机推力不变时，海平面最大
爬升率增加１６％，在高度９０００ｒｎ以Ｍａ＝０．９和Ｍａ＝１．６稳定盘旋的过
载值分别增加９％和１１％，同样高度由Ｍａ＝０．８增速到Ｍａ＝１．６的时间
缩短１８％。这种发动机有着良好的
高度和速度特性，而且推力随Ｍａ的增大而增大，特别是Ｍａ＞１时迅速
增大，如果与良好的飞机气动特性相
结合，可保证飞机实现不加力超音速巡航，增大超音速航程，节省油量。良好的隐身性能
第四代战斗机都具备较好的隐
身能力。在第四代战斗机的结构设
计中大量使用了复合材料，使飞机的结构重量大为减轻。同时结合大量
的特种吸波材料和在关键部位涂以
吸波涂层，加上对外形进行精心的隐身几何设计和热屏蔽技术，使这种飞
机具有很好的对雷达、红外探测等手段的隐身特性，可以在敌防区进行长
矢量推力技术
AL-41F
动力来源为留里卡土星公司的AL-41F发动机，该发动机研发多年，因涡轮前温度相当高，比AL-31
多出约摄氏250度，而一直存在瓶颈，近年技术上有所突破，1997年27具此型发动机进行了地
面试验，后来还先后在Tu-16、MiG-25的一侧进行飞行试验，2000年1月装在MiG-1.44上试飞。
最大净推力略大于12000kg，最大后然推力20000kg(196knt)，推重比11.1，不论推力或推重比均
高于较早来的F-22使用的F-119，这将是同代战机动力最大的发动机，一如AL-31系列的地位。
但S-37一开始使用的是MiG-31所用的D-30-F6,最大后燃推力150knt,最大静推力94knt，是当时
俄国推力最大的动机，也是体积嘴大的战机用发动机。目前看到的S-37飞行性能，如1.2马赫
巡航、略大于2马赫极速应该是用D-30-F6的数据。
AL-41F将有轴对称向量喷嘴及扁平向量喷嘴供选择。具备三维转向能力，其喷嘴可上下偏转15
度，左右偏转8度。
关于会不会影响向量喷嘴的问题，我们可以自己来观察一下，她的尾杆作成一长一短，如果将来
她的向量喷嘴是像AL-31FP的模式的话，那么应该会装在我们现在看到的喷嘴外侧，这样一来，
短的尾刺影响就较小了。
AL-37FU，制式化型号即AL-31FP。4级低压9级高压压气机，涡轮进口温度1938K，最大军用推
力83.4knt(8500kg)，最大后燃推力143.2knt(14500kg)，推重比8.7，重量约1666kg。AL-31FP还
附加向量推力喷嘴，能上下偏转15度，偏转速率为每秒30度。其喷嘴之外型与基本型没有太大
的区别，都是圆筒状的敛散喷嘴。AL-31FP之向量推力控制与飞控系统整合在一起，飞控系统可
以根据飞行条件自动控制喷嘴方向。除了自动控制，飞行员也可以用手动控制之，在飞行员左手
边有个按键控制版，可以用按键的方式控制向量推力，这种控制方式在美国F-22上也有用到。
基于非线性规划方法的过失速机动轨迹优化
第４５卷第６期 ２０１３年１２月 南 京 航 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎａｎｊｉｎｇ 空 航
Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ 天 大学 ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ 学 报 ＆Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ Ｖｏ１．４５ Ｎｏ．６ Ｄｅｅ．２Ｏ１３
基于非线性规划方法的过失速机动轨迹优化
陈永亮
（南京航空航天大学航空宇航学院，南京，２１００１６）
摘要：发展了一种约束最优控制问题的处理方法，通过引入增广变量，将过程约束转化为终端约束。基于三自由
度模型，以迎角、绕速度矢量滚转角和发动机油门系数为优化变量，针对相同的初始条件和两种不同的终端约 束，应用文中的方法设计了某战斗机的Ｈｅｒｈｓｔ机动轨迹，并进行了比较分析。结果表明，该方法快速有效，可以 推广应用到机动动作库设计。 关键词：最优控制；过失速机动；非线性规划；轨迹优化 中图分类号：Ｖ２１２．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５—２６１５（２０１３）０６—０７４６—０６
Ｏｐｔｉｍａｌ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｐｏｓｔ Ｓｔａｌｌ Ｍａｎｅｕｖｅｒａｂｌｅ Ｔｒａｊ ｅｃｔｏｒｙ
Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ
Ｃｈｅｎ Ｙｏｎｇｌｉａｎｇ
（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ＆Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２１００１６，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｅｄ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂｙ ｉｎｔｒｏｄｕ—
ｃｉｎｇ ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｖａｒｉａｂｌｅｓ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎａ１ ｖａｒｉａｂｌｅｓ，ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｓ ａｒｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｔｏ ｔｅｒｍｉ—
各式飞机特技及对飞机所要求的技术
一马赫即一倍音速,马赫的大约速度换算相当於340.3 m/s
突破音速被称作突破“音障”；飞行速度提高到马赫数大于3之后，克服了高速带来的高热问题，被称为突破“热障”；如果成功的超越了失速迎角，也就突破了“失速障”。
未来空战仍将是远距空战与近距空战并存，对下一代战斗机来说，超视距空战能力和近距超机动能力同等重要。
飞行状态（速度、高度和飞行方向）随时间变化的飞行动作，又称机动。单位时间内改变飞行状态的能力称机动性。飞行状态改变的范围越大，改变状态所需的时间越短，飞机的机动性就越好。这是评价军用飞机性能优劣的主要指标之一。从飞机运动轨迹看，可分为在铅垂面内、水平面内和三维空间的机动飞行。飞机作曲线机动飞行时需要有向心力。若航迹弯曲向上或在水平面内弯曲向左或向右，升力应大于飞机重力。通常把机动飞行时飞机升力与飞机重力的比值称为法向过载。机动性能高的飞机能承受较大的过载。航迹弯曲向下时，法向过载小于1。
铅垂面内的机动飞行 典型的机动飞行动作有：平飞加（减）速、俯冲、跃升、筋斗。
平飞加（减）速 反映飞机改变水平飞行速度的能力。平飞时如果发动机推力大于飞机阻力，就使飞机加速；反之就使飞机减速。为了缩短加速时间，必须加大油门或使用发动机加力装置（或使用火箭加速器）。为了缩短减速时间常关小油门，并打开减速板，或采用反推力装置。
俯冲 飞机将位能转化为动能、迅速降低高度、增大速度的机动飞行，作战飞机常借以提高轰炸和射击的准确度。俯冲过程分为进入、直线和改出俯冲三个阶段（图1）。在实际飞行中，为尽快进入俯冲，通常是飞机先绕纵轴滚转或边转弯边进入俯冲，进入段的高度损失不大。在急剧俯冲时，为了防止速度增加过多和超过相应高度的最大允许速度，必须减小发动机推力，有时须放下减速板。改出俯冲后的高度不应低于规定的安全高度。为了减小高度损失，驾驶员可在不造成飞机抖振的条件下尽量后拉驾驶杆，增大向心力，即增大过载。但过载不应超过驾驶员的生理忍耐能力和飞机结构的强度（驾驶员穿抗荷服或采用特殊的座椅设计可以提高承受过载的能力）。
超机动性技术及其战术优势探讨
曲东才：超机动性技术及其战术优势探讨 ・６５・ 文章编号：１６７３－４５９９（２００６）０１－００６５－０４
超机动性技术及其战术优势探讨
曲东才 （海军航空工程学院，山东烟台２６４００１） 摘要：随着对新型战机机动性要求的提高及飞机在大迎角下过失速状态的深入研究，提出了新型战机的超 机动性技术。首先对超机动性的技术内涵、判断准则做简要介绍，然后对现代近距空战中，战机采用超机动 性技术可能取得的战术优势及可能存在的一些问题进行了分析探讨。 关键词：战斗机；近距空战；过失速；超机动性；战术优势 中图分类号：Ｖ２１２．１３ ５ 文献标识码：Ａ Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｉｎｔｏ Ｓｕｐｅｒ－Ｍａｎｅｕｖｅｒａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ Ｔａｃｔｉｃａｌ Ｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｆｉｇｈｔｅｒ Ａｉｒｃｒａｆｔ
ＱＵ Ｄｏｎｇ—－ｃａｉ （Ｎａｖｙ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｙａｎｔａｉ ２６４００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｏｆ ｓｕｐｅｒ－ｍａｎｅｕｖｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｔａｃｔｉｃａｌ ｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｉｅｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒ－ｍａｎｅｕｖｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｆｉｇｈｔｅｒ ａｉｒｃｒａｆｔ ｉｎ ｃｌｏｓｅ—ｉｎ ａｉｒ ｃｏｍｂａｔ ａｎｄ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒ—ｍａｎｅｕＶｅｒａｂｉｌｉｔｙ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｆｉｇｈｔｅｒ ａｉｒｃｒａｆｔ；ｃｌｏｓｅ－ｉｎ ａｉｒ ｃｏｍｂａｔ；ｐｏｓｔ－ｓｔａｌｌ ｍａｎｅｕｖｅｒ；ｓｕｐｅｒ ｍａ－ ｎｅｕｖｅｒａｂｉｌｉｔｙ；ｔａｃｔｉｃａｌ ｓｕｐｅｒｉｏｒｉｔｙ 随着航空技术的快速发展，以及在军事航空 领域的广泛应用，使目前研制的军用作战飞机的 技术、战术性能，得到很大提高，如现代新型作 战飞机具有良好的隐身性能、超声速巡航性能、 短距（垂直）起降能力、超视距攻击能力、较好的 机动性、敏捷性等。现代新型战机所具有的这些 先进技术、战术性能，为在未来复杂的战争中取 胜奠定了基础。分析研究认为，在未来空战中， 超视距攻击将成为主要的攻击形式，但不可避免 的是，仍有３０％以上的空战会进入近距格斗，而 飞机具有良好机动性能是取得近距格斗空战胜利 的重要保障，因此，未来战斗机具有良好机动性 能，以至具备超机动性是十分重要的。 收稿日期：２００５－０７－２２ １超机动性技术内涵 飞机常规机动一般是靠控制过载来实现，第 三代战斗机的最大过载已经达到９ｇ，受到人的生 理限制，其过载已经不可能再增大，而直接力控 制等非常规机动的机动能力，一般偏小，只适用 于做精确瞄准和轨迹修正。因此，近年来，在对 第四代战斗机研制过程中，提出了超机动性技 术，并将其作为第四代战斗机的特征之一。超机 动性（也称过失速机动）是与其常规机动比较而言 的…，它是指当飞机实际迎角超过失速迎角，在 飞行速度很小的状态下，飞机还能处于受控状
刺刀见红F-16“战隼”如何赢得空中格斗的胜利
刺刀见红F-16“战隼”如何赢得空中格斗的胜利
现代喷气战斗机飞行员会尽量避免打一场格斗，因为有更廉价和更安全的方法在视距外解决敌人。但基础空战机动（BFM）仍然是飞行员的必备技能。原因很简单：就算你驾驶着最先进的战机，也会有很多原因会导致你和敌人挤在同一个有限的空间里。本文从一个F-16飞行员的角度，通过格斗理论和实战模拟，了解如何在空中格斗中取胜。
空中格斗的基本理论
众所周知，机翼产生升力的大小直接影响飞机的操纵特性，在水平面的盘旋角速度（转弯速率）以及转弯（盘旋）半径则是衡量飞机机动能力的最重要指标，这些数据取决于飞机的指示空速、海拔高度和升力特性。不同的机型拥有不同的盘旋角速度，更大的盘旋角速度意味着飞机可以更快地改变飞行方向。具体的速率取决于飞机的型号。盘旋角速度可分为稳定盘旋角速度（没有速度损耗）和瞬时盘旋角速度（有速度损耗），其单位是“度/秒”。一架性能优秀的飞机，在很大的飞行包线（速度和高度区间）范围内能应拥有较小的转弯半径和较高的盘旋角速度。
在格斗中，获取高升力的渠道是增加迎角，但迎角过大会造成失速并进入尾旋。好消息是F-16拥有迎角限制器（AOA-Limiter），飞机的迎角被限制在25°，全权限电传让飞机拥有完善的抗尾旋保护，它可以保证飞行员的绝大多数操作不让飞机进入失控。而稍早一点的飞机，比如F-15就在格斗中存在失控的危险（主要为大迎角下机翼气流分离导致的横向失稳），因为F-15使用的控制增稳系统（CAS）对于舵面的权限较低，无法像F-16的电传系统（FBW）那样去限制飞行员的危险操作。但F-15拥有高达35度的稳定飞行迎角以及非常低的翼载，其瞬时盘旋角速度性能也非常优异。
盘旋角速度只是近距离格斗中的要素之一，通过控制空速，飞行员就可以利用F-16优秀的盘旋性能首先完成转弯和射击，接下来，我们就要讨论如果第一击不中，该怎么用机炮去解决问题。
非定常自由来流对飞机过失速机动特性的影响研究
第ｚ６卷第４期 ２００８年１２月 空气动力学学报 ＡＣＴＡ ＡＥＲｏＤＹＮＡＭＩＣＡ ＳＩＮＩＣＡ Ｖｏ１．２６。Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．。２ＯＯ８
文章编号：０２５８—１８２５（２００８）Ｏ４—０４８６一Ｏ６
非定常自由来流对飞机过失速机动特性的影响研究
史志伟，尹江辉，明 晓
（南京航空航天大学航空宇航学院，江苏南京２１ｏｏｌ６）
摘要：在南航非定常风洞内，对三角翼模型在定常和非定常自由来流中做俯仰运动的动态气动特性进行了实验 研究。利用模糊逻辑建模方法。对实验获得的非定常气动力数据进行了建模，并将非定常气动力模型应用于过失 速机动中７Ｏ。迎角定直飞行的仿真计算，分析了含自由来流非定常变化影响的非定常气动力数据对过失速机动飞 行特性产生的影响。研究表明，考虑自由来流非定常变化的非定常气动力对飞机飞行过程中运动参数的变化和控 制律设计都产生较大影响。因此在新一代战斗机的设计、研制中，深入研究飞机的非定常气动特性是十分必要的。 关键词：非定常自由来流；三角翼；俯仰运动；模糊逻辑建模；过失速机动 中国分类号：Ｖ２１１．７ 文献标识码：Ａ
Ｏ 引 言
由于过失速机动可以显著改善战斗机近距格斗
能力，因此航空发达国家十分重视过失速机动技术的
研究。战斗机在实施过失速机动过程中，状态参数变 化迅速，在此过程中边界层的分离、旋涡的形成和破
碎、不对称涡的形成等因素，导致了作用于飞行器上
的气动力、力矩随状态参数变化出现了很强的非定
常、非线性特性。有研究表明，在“机动里程碑”的试
飞研究中，最困难的是动态进入，曾出现过由于飞行 员的操纵动作过猛使飞机偏离进入尾旋的事故。分
析认为，这是由于在大迎角范围内出现不对称偏航力
矩，并且克服这一力矩的操纵效能不足造成的。由此
可见非线性非定常气动力不仅对飞机机动飞行的性 能有重要的影响，同时对飞机的控制与操纵也将产生
直接的影响。因此如何准确获得过失速机动飞行中
飞机受到的非定常气动力，是第四代战斗机设计中迫
航空器的特性详解
1.飞机的飞行性能：
在对飞机进行介绍时，我们常常会听到或看到诸如“活动半径”、“爬升率”、“巡航速度”这样的名词，这些都是用来衡量飞机飞行性能的术语。简单地说，飞行性能主要是看飞机能飞多快、能飞多高、能飞多远以及飞机做一些机动飞行（如筋斗、盘旋、战斗转弯等）和起飞着陆的能力。
速度性能
最大平飞速度：是指飞机在一定的高度上作水平飞行时，发动机以最大推力工作所能达到的最大飞行速度，通常简称为最大速度。这是衡量飞机性能的一个重要指标。
最小平飞速度：是指飞机在一定的飞行高度上维持飞机定常水平飞行的最小速度。飞机的最小平飞速度越小，它的起飞、着陆和盘旋性能就越好。
巡航速度：是指发动机在每公里消耗燃油最少的情况下飞机的飞行速度。这个速度一般为飞机最大平飞速度的70%～80%，巡航速度状态的飞行最经济而且飞机的航程最大。这是衡量远程轰炸机和运输机性能的一个重要指标。
当飞机以最大平飞速度飞行时，此时发动机的油门开到最大，若飞行时间太长就会导致发动机的损坏，而且消耗的燃油太多，所以一般只是在战斗中使用，而飞机作长途飞行时都是使用巡航速度。
高度性能
最大爬升率：是指飞机在单位时间内所能上升的最大高度。爬升率的大小主要取决与发动机推力的大小。当歼击机的最大爬升率较高时，就可以在战斗中迅速提升到有利的高度，对敌机实施攻击，因此最大爬升率是衡量歼击机性能的重要指标之一。
理论升限：是指飞机能进行平飞的最大飞行高度，此时爬升率为零。由于达到这一高度所需的时间为无穷大，故称为理论升限。
实用升限：是指飞机在爬升率为5m/s时所对应的飞行高度。升限对于轰炸机和侦察机来说有相当重要的意义，飞得越高就越安全。
飞行距离
航程：是指飞机在不加油的情况下所能达到的最远水平飞行距离，发动机的耗油率是决定飞机航程的主要因素。在一定的装载条件下，飞机的航程越大，经济性就越好（对民用飞机），作战性能就更优越（对军用飞机）。