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“你真的懂如何转弯吗?”关于战术转弯的基础概念讲解【一】

2023-12-18 10:40| 来源: 网络整理| 查看: 265

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转弯是战斗机进攻和防御时的基本机动动作,想要解决进攻过程中的BFM问题,需要理解能量、转弯半径、转弯速率、转弯空间和进入窗口等相关概念。

(一)能量

能量是构成战斗机基本机动整体的重要部分。战斗机有动能和势能两种类型的能量。动能只是涉及到飞机飞行的速度或速率;势能则是可以“储存”起来转化成动能的能量。势能和飞机的高度成正比,高度越高,飞机就拥有的势能越大。同一架战斗机所处的高度越低,势能也就相应变小。可以转换高度(势能)为速度(动能)。同样,也可以转换速度(动能)为高度(势能)。可以通过改变机头的指向来转换能量,任何时候,战斗机做机动都会损失能量。当执行一个大过载的转弯,将会损失较大能量,对于攻击机和目标机都会损失能量。

(二)转弯

对于进攻来说,转弯可以帮助飞行员解决距离、角度和接近速度的难题。对于防御来说,转弯可以为攻击机制造同样的难题。为了获得最佳的转弯性能,要在可接受的一定能量损耗范围内使用可用的过载,才能更好地解决这些问题。战斗机转弯性能(转弯半径和速率)、受到真空速和允许过载的制约。转弯的两个基本特征是转弯半径和转弯速率。

1.转弯半径

转弯半径是指飞机转弯中心到飞机的距离。它是飞机的转弯圆环直径的1/2;反映了飞机转弯圆环的紧凑程度。转弯半径的计算并不重要,需认识到转弯半径与转弯速度的平方成正比。这意味着,转弯半径随着转弯速度的增大呈现指数级增加。同时,转弯半径与飞机的过载有关,战斗机拉的过载越大,转弯就越紧凑。尽管如此,转弯速度是平方,所以空速对转弯半径的影响比过载更大。在其他条件相同时,实现更小转弯半径的飞机能够更好地制造或解决距离、接近速度以及角度的问题。进攻时,小的转弯半径才能够帮助攻击机在目标机的转弯圆环内获得武器发射机会,并且一直保持对目标机的进攻威胁。防御时,小的转弯半径能够破坏攻击机的武器发射条件,并且迫使攻击机飞出防御机的转弯圆环(假设两架飞机在一个机动面内)。

2.转弯速率

转弯速率是指在给定的转弯圆环上飞机每秒航向变化的度数(度/秒)。它是转弯中的重要指标。反映了飞机围绕转弯半径或沿转弯圆环移动的快慢。也可以用一架飞机改变机头位置的快慢程度来描述。转弯速率以度数/秒表示,也取决于过载和空速。过载越高,转弯速率也就越大。速度仍然是一个重要的因素,也即如果过载保持在最大,速度越高,转弯速率越小。相反的是,速度越低,转弯速率越大。

在其他条件相同的情况下,转弯速率大的飞机比转弯速率小的飞机转一圈的速度要快,并且制造和解决BFM难题的能力要强。

3.垂直转弯

攻击机的飞行与目标机有关,同时攻击机也必须注意到控制飞机的俯仰状态。重力影向空速,重力也影响径向过载。如果攻击机把机头拉到与地平线平行时,重力将不会影响攻击机的转弯性能。然而,当攻击机把机头向上或向下拉时,重力将成为考虑的因素之一。

理解飞机如何转弯,必须明白两个因素决定飞机转弯时的转弯半径和转弯速率。第一个因素是飞行员感受到的和在座舱过载表上读出的过载(法向过载)。第二个是地球的引力作用下的过载(1g)。径向过载是飞行员用来描述决定战机转弯的有效过载。图3-14通过描述战斗机做厅斗动作说明了这个概念。图3-13中,座舱过载(飞行员感受到的)一直为5g。你也应注意到,当战斗机直线水平飞行和向垂直正后方向拉杆时,径向过载只有4g。重力被从座舱过载中减去,这样飞机只受4g的径向过载作用。当战斗机在完全垂直方向上(与地面成90°这一点),在座舱中拉5g,无论向上或向下,重力是不起作用的,因此这时径向过载等于座舱过载。当战斗机倒转并向下拉5g时,重力将在你的有效过载或径向过载上加上1g,所以战机在这一点时有效过载是6g。因此,径向过载可以描述成由座舱过载加上或减去重力(1g)所得的一个有效或转弯过载。

图3-13

如图3-14显示了战机在垂直方向上机动时,座舱过载不等于径向过载。2°/s的转弯速率优势是很重要的。当攻击机转弯时把机头低于地平线可获得额外的过载,至少可以获得/s的转弯速率优势。通常情况下,1g的径向过载等同于3°~4°/s的转弯速率

图3-14

在图中可以理解径向过载的概念,在图中两架战斗机都拉相同的座舱过载,图上不能明显看出的是转向地面的战斗机机头移动和速率也更快。

(三)角点速度

角点速度是指某型战斗机在一定构型、某一高度上,过载达到最大限制时,飞机能够达到最大瞬时转弯角速度所对应的飞行速度,即使飞机具有最快瞬时转弯速率的飞行速度。在角点速度时,以最大过载实施的转弯能够获得最大的转弯速率和最小的瞬时转弯半径。空速和过载之间的关系表现为:在较低的空速下,机翼所产生的升力也较小,只能施加较少的过载,也就说,当飞机变慢时,不能拼命的施加过载;然而如果飞机速度非常快(例如1Ma以上),施加的过载也不可过大,施加过大的过载可能导致飞机迎角超过限制,影响飞行安全。因此,过载和迎角共同作用,限制了一定构型和高度下战斗机的转弯速率,为获得最高转弯速率有一个对应的最优速度。

图3-15

图3-15显示了速度(以马赫数表示)、转弯速率和转弯半径之间的关系。上图分别显示了转弯速率和转弯半径与速度的关系,下图则把两者合起来显示,下图中的格栅描绘了某型飞机的近似转弯性能。

需要注意的是:在0.6Ma,飞机能拉9g并以24°/s转弯,在0.6Ma,飞机能以约400m的半径转弯。这就是飞机可能获得的最大转弯速率和最佳(紧凑)的转弯半径。飞机可以在更小的速度下获得相同的转弯半径,但转弯速率将会明显的降下来。例如,在0.4Ma,飞机能以约500m转弯,但转弯速率将从24°/s减到16°/s。正确地分析这张图,可知2°/s的转弯速率优势就能控制对手。

飞行员可以通过油门、减速装置、俯仰状态以及飞机过载等四个途径控制飞机的速度。油门对空速的控制是缓慢的,让冷空气进入得越快,喷出的气体温度越高。减速装置主要是减速板。俯仰状态影响空速。例如,由于重力的影响,机头向下将增加你的速度。最后,过载会引起空速降低。没有战斗机能在中空,长时间拉最大过载的同时还保持角点速度。当飞机拉过载时,将会变慢。重要的是,由于飞机的第一个转弯通常是战斗中最重要的转弯,所以开始转弯时要以角点速度进行机动。

应当根据转弯半径和转弯速率去思考:一架有着较高转弯速率的战斗机能以机动性胜过一架虽然转弯半径更小但转弯速率较小的战斗机。一个高速率的转弯比一个小半径的转弯更有优势,毕竟能够拉起你的机头指向目标机进行射击比能够飞出一个紧凑的圆环更加重要,这就是进攻性BFM的目的所在,形成武器发射机会。

(四)视线率

视线率是视线变化的速度。在BFM中,飞行员也使用视线率来进行态势评估。视线率描述的是坐在座舱里的飞行员穿过座舱盖观察目标机的视线运动。例如,目标机在前面垂直于攻击机的航向飞行时,攻击机会有一个从左到右的观察视线。

在BFM中,用方向和速率来描述视线变化。需要注意的是,视线率是相对于自己的飞机。一个向后移动的目标机产生非常高的后向视线率,而向前方飞行的目标机,移动比较缓慢,会产生比较低的前向视线率,飞机实际的运动可能与视线率有所不同,如图3-16所示。利用视线方向和速率可以确定攻击机相对于目标机转弯圆环的位置,并且还可以根据目标机正在做的机动预测他下一步会做什么。空战中保持对目标机的视线是非常重要的,视线率一般被描述为向前或向后。前向视线率意味着目标机的视线运动是从攻击机的后面到前面,即从机尾到机头;后向视线率则正好相反,目标机的视线运动是从机头到机尾。视线率与目标机的机头指向。

图3-16

内容取自《航空兵战术基础》

第一次投稿,不是很熟练(๑•́ωก̀๑),如有问题请评论/私信指出,还有非常感谢各位能读到这里(´▽`)ノ♪,谢谢大家(´∀`*)

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