机动飞行入门(8)

机动飞行入门(8)

(机动题8)

案例3:后置调头,拥有机动优势的一方主动选择不与对手交错,而从其后方通过。

在例子3中,又一次假设条件是相同的,但攻击者的转向更剧烈,利用机动优势,直接把机头指向对方,夺取开火的先机,俗称为抢角度。时间“2”攻击者开始调头,比前两例的情况更晚。时间“3”攻击者从对方身后掠过,再次利用机动优势获得较有利的位置,但与目标机身的偏角更大,射击或追击要稍微困难一些。后置调头是在拥有绝对机动优势的前提下,一种更富进攻性的机动,可先发制人,并为之后的攻击做了铺垫。但需要注意:攻击者的战机需要很好的加速能力,否则如此剧烈的机动后,能量损失太大,可能会被对手反制。

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(3案例)

这3个例子突出了进行水平剪刀机动时,反向转弯时机的重要性。一般来说通常情况下,较早反向转弯减小了最终的间距和航迹交叉角。理想的时机在较大程度上依赖于攻击机的射程和航迹交叉角的限制,相关的速度、转弯半径能力和目标机的武器也是重要的因素。当然,一般而言,对于航炮攻击的战斗机来说,尽可能早地反向转弯,可以争取到较早的优势。

在这样一种高度动态的条件下,反向转弯的时机非常能够体现人的主观能动作用。练习、经验和判断相对运动的能力是这种机动结局的决定性因素,特别是当双方性能相近时。 水平剪刀机动的前置转弯阶段,开始于攻击机的反向转弯,终止于防御方的反向转弯。这个阶段的动态过程基本与前面所描述的任何前置转弯一样,因此这里就不更深入讨论。通常,当一架战斗机在水平剪刀机动中开始获得一个优势,对头阶段将变得更短,而提前转弯部分将持续较长时间。在这种方式中,赢得优势的战斗机随着目标机的机动开始达到“同相位”,而且攻击机在前置转弯期间将不会冲前,并最终停止剪刀机动。

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(剪刀1) 原因很明显,具有低速转弯性能优势的战斗机(即较低机翼载荷的战斗机)非常希望进行水平剪刀机动。而机动能力弱、速度大的战斗机应当避免这种瘟疫般的态势。保持足够的速度进行垂直机动,或不与速度小、转弯性能好的对手在同一平面内迎头转弯,就可以避免进行剪刀机动。假如飞行员在这种态势下陷入困境,它最好的选择就是逃跑。假如防御的一方拥有一个能量优势,它可以拉起来冲前,并且在垂直状态获得间距。图2-18描述了在低速态势中脱离战斗的方法。 初始条件同图2-17的例2一样。这时当攻击机在位置“2”时反向转弯并且冲前,而目标机没有反向转弯,继续向右进行头对尾态势的急转弯,直到在时间“3”时它重新看见处于后半球的攻击机。在这一位置上,目标机开始进行扩展机动,以获得速度和间距,继续转弯仅仅满足保持能观察到对手,直到时间“4”时,攻击机开始使它的机头对准目标机周围。假如攻击机只装备有航炮或近距导弹,那么这一扩展机动可能会导致间距过大,超出攻击机的最大射程。在这个例子中,假若它能保持速度优势,目标机可能继续进行扩展机动以便逃跑。如果这一间距不满足(时间“4”),目标机能再次朝着攻击机紧急回转,对攻击机进行反击。如果它通过这一转弯飞到了攻击机的射程以外,攻击机可能会使用前置跟踪、纯跟踪或后置跟踪来缩短两机之间的间距,并且再次努力到达目标机的转弯内侧,目标机的目的应当使它的机头折回到攻击机,放弃任何航迹间隔并且使下一过程中航迹交叉角达到最大,在位置“7”完成这一过程。攻击机以一个接近180度的航迹交叉角相遇,从这一位置目标机能以一个对等的态势开始投入战斗,或是重复它的扩展机动,以获取更大的间距以尽可能逃脱。

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(剪刀3)

在慢速时,对具有爬升优势的战斗机,仍然有其他的选择方案。这涉及到连续水平剪刀机动,但同时以一个越来越大的上升角爬升。较低功率的对手将没有能力与这种优势相匹敌,继续保持在接近水平面内进行机动。目标机较大的爬升角度减小了相对于攻击机的向前的速度分量,假设速度差较小,很可能导致处于较高位置的战斗机形成位置优势。

垂直和倾斜转弯 当你在空战中力图通过机动飞行获得优势时,往往会面对多种可能的选择。比如现在需要改变航向30度,你可以水平盘旋半圈,或是来个“英麦曼接俯冲”,也可以反过来做个半滚倒转然后爬升。那么,什么情况下该使用什么机动呢?如果在无重力的太空,答案是:随你。但在大气层内飞行,由于重力这一非对称因素,我们必须研究重力对机动飞行的效用。

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(水平转弯加速度)

重力加速度对转弯性能有很大影响,上图说明了重力对水平转弯的影响。这个例子中,飞机在水平左转弯向图外飞去。重力加速度往往使飞机向下运动,对于水平转弯,重力必须由升力平衡,这用载荷因数表示。然而,载荷与机翼方向垂直,所以只有这一加速度的垂直分量能抵消重力。这就只剩下载荷的水平分量(叫做“径向载荷”)使飞机转弯。因为载荷必须抵消一部分重力,所以径向载荷会比全部作用于飞机的载荷要小,从而使转弯性能下降。 重力也能影响飞机的垂直机动性,如下图中环形图例说明的那样。这种情况下,战斗机以一个恒定速度、4个G的载荷作环形运动,在环形的底部,重力向下作用使径向载荷减小到3G,这便导致大的转弯半径和较小的转弯角速度(此时叫俯仰角速度)。而在环形的顶部,飞机呈倒飞状态,重力使载荷因数增加到5个G,因此会产生较小的半径和较大的转弯角速度。当飞机在垂直位置时,不管飞机机头是向上还是向下,在升力方向上都没有重力的成分,所以载荷因数就是“径向载荷”,这会产生居中的转弯性能。在垂直运动期间,重力对转弯半径的影响会使飞机的轨迹不是圆形,而是非圆形的。实际上,战斗机的空速在机动的顶部比在底部要小的多,在底部会使飞机转弯半径变化更为明显。

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(垂直机动中载荷因数及对应的径向载荷)

上述讨论的两架机动飞机(水平的和垂直的)只是飞行员使用的无限多的战斗机中的两架。飞机的其它运动称为“倾斜转弯”,重力以同样的方式影响它们的转弯性能,这取决于飞机运动的倾斜程度。当升力矢量在地平线以上时,重力就会降低转弯胜能;相反,重力便会增强其转弯性能。

这里研究重力作用,以便确定它如何在空战中带来优势。如同在之前两幅图中所显示的那样,在给定速度的情况下,转弯过程直接与法向加速度成正比,当升力矢量指向天地线以下时,飞机转弯性能将会提高,反之亦然。进一步考虑升力矢量与相关的重力(重量)矢量的方向,当两个矢量保持在同一个平面(即在单纯进行垂直机动的过程中),重力的影响最大,要么是正,要么是负,整个升力矢量都对法向加速度产生作用。从纯粹的几何学角度看,这种关系意味着做一个360度的转弯,在垂直面内可以最大限度地发挥转弯性能,而在水平面内转弯则使平均性能降至最低。在斜面内的转弯性能则根据机动平面的倾斜程度,在垂直与水平的两个极值间变化。在纯垂直机动中,通过底部半圆圈时,重力对转弯性能的负作用可由经过圆圈顶部时的重力加速度来补偿,而在水平面转弯时,飞机必须一直承受着重力的副作用。倾斜转弯的机动效率介于这两种极端之间。

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(机动9)

不管怎样,在实际操作中,这种现象与飞机在机动时的平均速度相比是无关紧要的,毕竟最重要的是机动中飞机的速度。在接近角点速度时转弯,转弯性能是最优的(半径最小,角速度最大),因此,在整个机动过程中,能够使战斗机在机动过程中保持最接近于它的角点速度的机动平面,通常能使飞机的转弯性能达到最优。如果一架战斗机的飞行速度等于或低于它的角点速度,机头垂直向下的或倾斜转弯可使功率有限的战斗机保持在接近最优的速度,使飞机的性能达到最佳。相反,机头向上的机动会减小剩余速度。(未完待续)

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