空战舞台明星：各代战斗机纵览

文|杭天

空战舞台明星：各代战斗机纵览

文|杭天

20世纪是空中力量从襁褓走向成熟的世纪，而21世纪可能是空天力量主宰战争的世纪。目前，世界各军事强国都把航空武器装备的发展摆在突出的位置。

众所周知，1903年美国莱特兄弟制造出了世界上第一架飞上天空的飞机“飞行者”，开启了人类的飞行时代。但当时人们并没有意识到飞机潜在的巨大军事价值。这种局面一直维持到第一次世界大战。

从初露锋芒到喷气时代

还在第一次世界大战初期，飞机首先用于战场上空指引炮兵射击、侦察和轰炸。随后出现了用飞机来阻挠敌机执行上述任务的战斗行动，形成空中的对抗。开始时只是后座的射击员用手枪、步枪和机枪在空中相互射击。

世界真正意义上的战斗机是法国的莫拉纳·索尔尼爱L型飞机。1915年4月1日，罗兰·加洛斯首次驾驶装备了“射击断续器”的战机，这种设备将机枪固定在机身头部，穿越机头的螺旋桨旋转面射击，而子弹不会击中旋转桨叶，使飞行员可以专心驾驶飞机去攻击对方，同时也不需要另外配备机枪手。这种飞机的出现，从根本上改变了空战的格局，提高了飞机的空战能力，从此确立了战斗机武器的基本配置。此后，战斗机在速度、高度和火力等方面不断得到改进。

第一次世界大战结束时，战斗机的基本形态大致上已经有了雏型：以小型机为主，强调运动性，需要有向前射击的固定武装。

到了20世纪30年代中期，各国最先进的战斗机设计多半具有这些特点：单翼，以金属为主的结构与外壳，后三点收放式起落架或者是有流线型外壳的固定式起落架，采用液冷式发动机的设计多于采用气冷式发动机，火力由采用步枪口径的轻机枪提升至12.7毫米以上口径的重机枪，抑或20毫米以及更大口径的机炮。

在二次世界大战结束前，歼击机的发展已经达到一个顶峰，使用的发动机从数百匹马力直线上升到超过两千匹马力，速度直线上升到接近音速的区域，航程超过3200千米，最高升限到达12000多米，不仅空用枪械起了变化，而且发展出了夜间歼击机和舰载歼击机。

20世纪30年代，螺旋桨性能已成了战机发展的极限，替代推力的研发在德国和英国等许多国家相继展开。他们以各自的技术开发出第一代喷气发动机，并且在二次世界大战结束前让喷气歼击机正式服役。然而，直到1950年朝鲜战争爆发时，才彻底转变歼击机与空战的形态。朝鲜战争之后，喷气歼击机便迅速在各国取代螺旋桨歼击机，成为第一线装备。

进入喷气时代之后，除了动力系统的改变以外，还有其他系统的加入逐渐改变着歼击机的战术与性能。比较重要的包括：雷达、导弹、加力燃烧室、线传飞控和低可侦测性等。

战机发展的世代划分

从喷气式战机开始服役之后，各种歼击机在发展史上的世代划分，方式有很多种，划分的基本原则是以较为普遍的共通点作为世代划分的分野。

第一代 第一代战机可追溯到二战末期服役的机种。这些战机最初以使用喷气发动机为动力，摆脱螺旋桨在接近音速时的上限，与二战时期的双发动机飞机设计相去不远，大多使用前三点起落架。

在性能上，第一代战机的平飞速度比螺旋桨飞机要快，航程则受到发动机效率的影响而较差，且水平运动性能也较弱，对油门改变的反应低，发动机的寿命也不如当时最好的活塞发动机。其平飞的最快飞行速度在音速以下，武装仍以机枪或者机炮为主，并能够携带副油箱、炸弹和火箭弹等武器。

到第一代后期，部分20世纪30年代的技术与科技研究成果陆续被运用，包括后掠翼、弹射椅和雷达测距仪等。同时，外型设计也针对高速飞行进行改良，在战术上也随之改进。

第二代 第二代战机的发展路线基本延续第一代，强调速度、实用升限以及操作高度等方面，但最快飞行速度从亚音速，经过超音速，一直到2倍音速的范围，这让这个时期的战机陆续出现了极端设计，例如作为截击机的F-104，甚至往后准备作为B-70护航机的XF-108。

为了达到这些目的，加力燃烧室开始成为战机的必要装备，基于空气动力领域相关的研究成果，三角翼与几何可变翼被用于高速飞行机翼设计。此外，一项关键性的突破是机身采用面积律的理论来设计，使得战机能够突破跨音速阶段的阻力而跻身超音速飞机之列。

在第二代战机上开始普遍使用雷达和空对空导弹，使战机走向完全采用导弹的武装方向。再就是由于核武器的小型化，形成可以由歼击机携带的战术核武器，许多国家歼击机的战略与战术方向有了很大的变化，发展出能拦截携带这种武器的敌机的战机，并强调使用导弹提早击落携带核武器飞机的战法。

第三代 第三代战机出现于20世纪60年代。由于许多高速飞行时的现象和控制问题获得相当程度的解决，战机已不再青睐高后掠角度的机翼设计，而三角翼和几何可变机翼与后掠角度小于45度的梯形翼成为设计的主流。发动机的耐高温特殊材料和冷却技术更上一层楼，雷达与各类航电逐渐成熟与复杂化，机鼻进气口已经几乎完全被放弃，以配合大型雷达天线的安装需求。

第三代歼击机将空对空导弹作为标准武装之一。由于各项系统的进步，尤其是雷达与航电的功能以及效能的提高，使得第三代歼击机开始趋向于成为多任务、多用途的战机。

第四代 第四代战机于20世纪70年代陆续服役，这些飞机吸收第三代战机设计与使用上的经验，加上诸多空中冲突与演习显示出来的问题和需求，融合之后成为冷战结束前后主要的角色之一。

除了多用途和精密航电的发展方向大致不变以外，第四代歼击机放弃对高速、高翼负荷的设计追求，转而扩展飞机在不同高度与速度下的机动性。运用新材料与技术开发的大推力涡轮风扇发动机开始广泛运用于第四代战机上。这种新型发动机在推力提升的同时还能降低燃料的消耗，使得体积较小的机型也有机会拥有较长的航程，如F-16A使用内载燃料的航程比F-15A还要长。

第四代战机开始引入线传飞控与静不稳定的设计概念搭配，完全颠覆了过去的气动设计方式和飞行控制机构，使战机能够更充分地运用机身产生的升力，提升机动性等。这方面最突出的是F-16歼击机，成为许多国家在改良或者设计战机时予以仿效的对象。

电脑的成熟与超高速芯片的发展，使复杂的雷达系统也改头换面，以多样化的图形和文字显示更多的资讯，提高飞行员的状态意识。同时还使飞行仪表电脑化，用彩色的显示屏取代以往的指针仪表，可以在屏幕上显示出目前飞机在地图上的位置和附近的地形。

此外，第四代战机还大幅改进了座舱罩的外型，采用泡型舱罩的设计，让飞行员能够更有效地掌握周遭的状况。

第四代半 这一代战机主要是指延续第四代的发展成果，作为第五代战机全面服役前的过渡机种。其性能与价格比第五代战机更具优势。这一代战机以俄罗斯的侧卫家族最为有名，而其它国家，则以延续第四代的机体进行性能改良的方案居多，如美国的F-15E和F-18E/F、日本的F-2、中国的歼-10、瑞典的JAS-39等。

第五代 新一代（第五世代）战斗机的发展方向是基于更高的机动性、更远的射击距离、多目标多角色的攻击能力和隐形匿踪考量设计。典型机种有美国的F-22、F-35、俄国的 T-50 等。

未来战机的发展走向

迄今喷气式战斗机已发展到第五代，其设计思想发生了很大的变化，使空战样式从尾追攻击、近距离格斗发展到全向攻击，中、远距离作战。各国在战机的发展中更加重视高低档搭配、三军通用和多用途性能，以提高经济承受能力。今后的战斗机具备充分信息化、数字化为基础的精确空战能力。无人战斗机将取得突破性进展。从各国在研战机的特点和发展趋势看，新型战机的设计将更加注重以下几方面的技术或性能：

新的隐身技术 主要有：等离子体隐身技术；未来的隐身材料应满足多频谱隐身、环境自适应、耐高温、耐海洋性气候、抗核辐射等要求，以适应未来战场的需要；应用微波传播指示技术，即利用计算机预测雷达波束在不同大气条件下传播发生畸变所产生的“空隙”和“波道”，使突防飞行器在雷达覆盖区的“空隙”、“盲区”和“波道”外飞行，以避开敌方雷达的探测，顺利地实现突防；应用仿生技术。实验结果证明，海鸥虽与燕八哥的形体大小相近，但海鸥的雷达散射截面积比燕八哥要大200倍。蜜蜂的形体小于麻雀，但它的雷达散射截面积要比麻雀大16倍。科学家正在研究这些现象，试图采用仿生技术，以寻求新的隐身技术。

超音速巡航 这是指飞机在发动机不加力状态下以大于音速的速度持续进行巡航飞行的能力，其关键技术途径是采用高推重比的发动机。

推力矢量控制技术 这种技术可通过控制发动机尾喷流方向为飞机提供机动飞行所需动力，补充或取代常规飞行控制面产生的气动力来进行飞行控制。

玻璃化座舱 新一代的战机使用数个具有彩色多功能显示屏来取代传统仪表板，使飞行员在找寻资料时能更快更准确，而不至于丧失了攻击的先机。

头盔显示器 头盔显示器可以将目前飞机的基本资讯直接显像在飞行员的头盔上，且不管飞行员的头转到哪里都可以看得到。新型头盔显示器还可以控制机炮及导弹的寻标头，可以在雷达扫描不到的时候发射导弹。

高度共通性及易维修性 新一代战机必须具有与其他型式飞机的共通性，大部分的机身包含着相同的零部件，主要的次系统，例如座舱罩、雷达、弹射座椅、航电系统等都可以互相通用。其动力系统来源甚至是由F-22“猛禽”战机的普惠F-119发动机核心部分改装而成，以降低空军后勤维修成本。