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1 # 浩漢防務論壇
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2 # 五嶽掩赤城
F-16是三代機的標杆和旗幟!
一是確立了能量機動理論設計
美國的航空科技方面實際上對蘇聯一直是領先的,但是其在戰後走了相當大的彎路,遠射流、高速流、轟炸流弄得沒有一個明確的方向,爬升、盤旋、速度、雷達、航程、對地攻擊什麼東西都想往裡面塞,不是走彎路就是走極端,而相比較下,蘇聯的米格機思路明確,步驟踏實,整合的好,取得非常好的效果。到了米格-21bis的時候,其高性價比讓美國空軍當時幾乎絕望,甚至發出,要想擊敗蘇聯空軍唯一的辦法就是,也生產米格-21BIS米格-21bis
而F-16正是戰鬥機黑手黨們,對於F-15的重量和複雜性不滿,依據“能力機動理論”倡導一種輕型、簡單具有高度靈活的戰鬥機。最後讓五角大樓推出輕型戰鬥機計劃“LWF”。能量機動理論提出了:SEP戰鬥機的單位剩餘功率(specific excess power),(推力-阻力)*速度/重量來計算SEP,在飛行包線裡任何一點,sep 較高的一方佔優,從而對空戰機動效能進行量化和比較。以SEP包線來設計戰鬥機的優勢區域和薄弱環節,這種科學的方式對於後續戰鬥機的研製和開發具有非常深遠的意義。
這裡感興趣的朋友可以去參考下,超大的帖子:https://lt.cjdby.net/thread-1168763-1-1.html
而F-16的氣動設計上,就是追求能量機動理論的應用,儘可能最佳化阻力,提升升力,減少重量。其幾個氣動上的亮點,如翼身融合的中單翼、邊條翼的應用。值得一提的是,這些恰好跟蘇-27設計上也得到體現,而且兩者都採用中等展弦比梯形翼的主機翼形式,兩者在這方面探索上,有殊途同歸、異曲同工之妙。
二是電傳操控。
傳統的操控方式是機械操控,在操縱裝置(操縱桿、腳蹬)和飛機的舵機之間存在著一套相當複雜的機械聯動裝置和液壓管路,飛行員操縱操縱桿和腳蹬,透過上述聯動裝置控制舵機位置,從而使飛機達到希望的姿態和航向。
而電傳操控,就是將行員的操縱訊號,經過變換器變成電訊號,透過電纜直接傳輸到自主式舵機的系統。它去掉了傳統的飛機操縱系統中佈滿飛機內部的從操縱桿到舵機之間的機械傳動裝置和液壓管路。F-16的電傳控制系統
這種改變具有兩大優勢,一是傳統機械操作,由於飛機在不同速度和高度下,空氣密度和壓力不一樣,在舵機力的反饋力量上不一樣,就好比我們平時開車,在水泥路跟石子路上開打方向感覺和用的力量就不一樣,對於高速飛行的戰鬥機來說,這一微小感覺上的差距,很可能釀成大禍,尤其是進行貼地飛行等條件下。
而第二種,就是讓計算機輔助操控變成可能,計算機直接根據機身周圍感測器,協助飛行員操作,修正飛行員的錯誤操控(失速危險等),大大解放了飛行員的負擔。甚至還可以幫助進行一些危險的飛行,比如。
美國雷鳥飛行員的對貼飛行,很牛逼吧!實際上這是編隊管理器的功勞,只要設定好了之後,飛到位置,計算機自動透過遍佈機身的感測器進行自動飛行。
第三:靜不穩定設計
靜力不穩定性是指氣動中心到飛機重心的距離,氣動中心在重心之後靜穩定度為正,飛機是靜穩定的;氣動中心在重心之前靜穩定度為負,飛機是靜不穩定的。
飛機在飛行是其實一直在玩蹺蹺板的遊戲,升力和重力都是在變化的,重心也會隨著油量,載彈,速度等不斷變化。而升力會因為速度,襟翼等的變化而變化。升力和重力平衡,飛機就處於平衡狀態,但大多數情況下,升力和重力並不在一條線上。這就需要透過襟翼或尾翼來調節。
當重力在升力之前時,飛機會形成一個俯仰安定力矩。使飛機俯仰方向受到擾動——比如各種氣流影響或者水平尾翼的偏轉,導致平衡被破壞出現迎角變化;一旦擾動消失,飛機會受到安定力矩的作用而自動恢復到擾動之前的狀態。這種重心在前,升力在後的佈局就被稱為靜穩定佈局。重心到氣動中心的距離越長,靜穩定程度就越高。
而靜不穩定則是氣動中心在重心之後,這種飛機由於氣動中心在重心之前,所以非常靈活,但是卻是傳統機械操控方式無法操縱的,因為這需要每時每刻不間斷的對舵面進行大量的細微調整,對人而言是種殘酷的折磨。
很費解把?我們換個方向舉個例子理解下,將水平方向轉化為垂直方向,重力視為推力,重心的高低視為重心的前後,但是因為重力是向下的,兩者前後對應的位置相反,重心高對應水平方向則是重心後,重心低對應則是重心前。
靜穩飛機,就是重心在下(前),氣動中心(活動中心)在上(後),這種模式就是,盪鞦韆!最後的活動是趨向於穩定。
而靜不穩定的飛機,就是重心在上(後),氣動中心(活動中心)在下(前),這種模式就是踩高蹺!
這種模式下,你必須不斷控制調整平衡。
但是要知道,靜穩定飛機帶來阻力較大,而且限制了飛機的敏捷性(想象下,踩高蹺你如果是想倒向一個方向,是不是很方便?),研究表明,放寬靜穩定度為戰鬥機帶來的效益是當靜穩定裕度取為-12%平均氣動弦長時,飛機的起飛總重可減少8%,所需發動機推力可減少20%,如果再加上控制機動載荷的效果可使設計總重減少18%。
之前,由於為了確保飛機飛行安全,不得不採取靜穩的設計佈局,而在當電傳操控得以應用,在計算機輔助進行主動控制技術的幫助下,飛機直線飛行時才是的各種偏向力矩,可以讓計算機自動進行控制修正,解放了飛行員,使得這種佈局成為可能,這是一種革命性的創新。
正式由於以上的革命性創新,再加上其他應用,比如側杆操控和半躺式座椅提高飛行員抗負荷能力、視野極佳的氣泡型無框全玻璃座艙蓋等,使得F-16在操控效能和機動效能方面取得極大飛躍,而且整機價格成本控制的當。後傾30度安裝的彈射座椅
側向控制桿
視野極佳的座艙
F-16與F-4轉彎半徑對比,內圈為F-16.
F-16、F-4、米格-21的飛行包線對比
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3 # 鑄劍師
F-16V(VIPER)型戰鬥機實際上是美國為阿聯酋空軍專門開發的F-16E/F型戰鬥機的簡化版,是由F-16block20戰鬥機直接改裝AN/APG-83型相控陣雷達而來,同時,該機升級了任務計算機,並換裝了新型發動機,總體上來說,多功能性要明顯優於此前的F-16型戰鬥機。因為本質上依然是F-16的改型,所以空戰能力和基本的F-16型戰鬥機相比沒有本質的提升,這一點讓F-16V型戰鬥機在對陣同代雙發重型機時依然沒有絲毫的戰術優勢。而且由於該機是為臺灣地區量身打造,在面對擁有強大預警和空戰指揮排程能力的大陸空軍時,該機就和菜板上的肉雞沒什麼區別。而如果無法爭奪制空權的話,所謂的多用途基本也等於零,因為沒有制空權的情況下,F-16V型戰鬥機如果滿載對地對海攻擊彈藥的話,只能成為對岸重型戰鬥機的死靶子——連活靶子都算不上。
回覆列表
在越戰中,美國的主力戰機F-4鬼怪戰鬥機給飛行員留下的印象並不好,相當多的飛行員都把其描述為“笨重且不靈活的”,雖然輕型戰鬥機航程較近,但是在美國的數次戰爭都能發現,美國在對外戰爭時盟友總能給美國提供離前線足夠近的機場,所以美國空軍開始結合飛行員的實際需求開始研發一款輕型前線戰鬥機,這款戰機就是F-16輕型戰鬥機。
雖然美國空軍高層仍喜歡體型更大,航程更遠的F-15。但是F-15當時的造價過高,美國空軍也不得不找一款廉價的輕型機型用來補充數量。相比F-15戰鬥機,雖然F-16戰鬥機更輕一些,但是F-16的機動效能絲毫未比F-15戰機差到哪裡去。很大的原因就是F-16戰鬥機氣動外形採取了翼身融合體的設計,該設計在蘇聯的蘇-27上也有采用,該設計可以極大的減少飛機高速飛行時的空氣阻力,並且F-16革命性的採取了靜不穩定設計和四餘度電傳設計。在巡航飛行時,F-16的飛行姿態由計算機進行控制,在空戰時,只要操作杆稍微一動,F-16就會跟著快速機動,使得該機在近距離格鬥時盤旋能力,翻滾能力,迎角飛行能力較以往的機型都有很大的提升。
雖然早期出於造價的考慮,F-16並沒有安裝效能非常先進的雷達,但是由於其機頭空間餘留冗度較大。為日後的改進升級提供了基礎,並且F-16在作為“炸彈卡車”時也毫不遜色。目前美國空軍的F-16C/D在執行轟炸任務時最多可以掛載7.8噸的炸藥,即使跟F-15E相比也才少了3噸左右。並且該機廉價,操作體驗性好,至今已經生產了約4000架。並且仍然在美國和其他國家大量服役。雖然其效能優秀,但是美國空軍還是選擇了F-35用來接替F-16其實很大的原因就是F-16當時作為前線戰鬥機腿太多了,並不適合部署在亞洲這樣機場相對密度較少的地區,即使掛載了副油箱,也很難改變這一現狀。