折叠机翼的舰载战斗机,最大过载能力仍然可以保持9个G吗?
2022-03-15 00:23:44
飞机需要折叠机翼,这几乎是在舰载机出现后不久,就自然而然发生的事情。早在二战期间,大部分海军强国就已经意识到,通过折叠机翼,可以让航母在有限的甲板空间下,携带和操作更多的舰载机。比如在二战末期最大的中途岛级航母,就已经可以携带折叠机翼后的各种舰载机超过140架,这个记录到目前仍然没有被打破。虽然二战后设计和建造的新航母普遍体量吨位更大。到目前,最大的福特级航母满排已经超过了10万吨,但是当代的喷气式舰载机的自重也普遍比二战中的螺旋桨舰载机扩大了四五倍,因此当今的舰载机飞行员,还是普遍感觉航母的甲板“不够大”,继续对各种舰载机进行机翼的折叠仍然是必须的。当今的各种舰载机折叠机翼,有两种基本模式:第一就是从主机翼的中段向上简单的折叠。
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这种折叠模式,主要应用在绝大部分主力舰载战斗机中。典型的比如F18、米格29K、苏33、某15、一直到F35C和某35都是如此操作的。这些舰载战斗机,除了主翼需要向上折叠外,个别型号甚至因为平尾较大较宽,也会一并向上折叠。还有一种折叠模式,则“更节省空间”,这就是把大型主翼进行后向后扭转式的折叠。这种折叠模式在二战中就已经流行,现在仍然保留在上舰的E2C和E2D预警机上;预计未来上舰的某KJ600系列,也应该是大致如此的折叠模式。折叠机翼,最终还是要节省在甲板和机库中的停放和调度空间,让有限的航空操作空间内运作尽量多的飞机,最终到达增强综合作战能力的根本性目的。不过却很少有人思考或探究过,一个同样事关战斗力的关键要素。这就是在航母上操作时需要折叠机翼,而在空中飞行时,
又需要完全充分地展开并锁紧机翼的各种舰载机,会不会因为机翼的反复往复开合的方式,从而影响飞机的整体机构强度,最终影响舰载机的最大抗过载能力?最大的安全抗过载能力,又是与飞机的综合战斗性能密切相关的一个关键性技术指标。即使稍微对军事接触的人,也大多知道战斗机的最大抗过载能力普遍在9个G;而大多数人不知道运输机和客机的最大抗过载能力很难超过3个G。把战斗机的最大抗过载能力设定为9个G,是综合权衡后的结果。首先是几乎所有人类,包括专业飞行员,哪怕是在穿着抗荷服的情况下,面对9个G的持续高过载,也很难坚持20秒以上。而一般人到六七个G就可能已经晕厥了。身体素质最强的飞行员,也不允许持续9个G超过1分钟。否则就有当场丧M的危险。
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于此同时,9个G也是当今大多数航空铝合金等普通航材可以确保的安全极限。超过9个G的人造飞行物也是有的。比如一些特殊的高速无人战机可以实现最高15到20个G的超过载,但是必须采用价格比较昂贵的钛合金和高强度复合材料来制作飞行器的骨架和外蒙皮。一些格斗导弹的极限过载可以达到50个G以上,但已经是弹药而不算是正常的飞行器。既然人类本身的抗过载极限就是9个G,于是所有的有人飞行器,最大抗过载设置也是9个G。想要再进一步提高,就必须是发展无人飞行器了。这也是人类本身限制航空器发展的一个现象。因此今后的6代机和7代机的发展目标,就是有人和无人混合,最终还要向完全无人化的全智能化飞行器发展。话又说回来,既然9个G是当今大多数陆基战斗机的最大抗过载指标,
那么同代的喷气舰载机,最大抗过载能力也可以达到9个G吗?实际上在瀚海狼山、匈奴狼山认真细致地研讨这个问题之前,大多数人并没有注意到;当今的绝大多数需要折叠机翼的喷气舰载机,其最大过载是基本达不到像陆基飞机一样的9个G的。主要就在于既然折叠机翼,那么必然影响飞机的整体结构强度。即使是最现代化的、相当巧妙的机翼折叠机构,也就是各种铰链和锁扣,可以确保很大的锁紧和解锁强度,但是与根本不需要折叠的固定机翼相比,这些额外增加的铰链和锁扣,还有各种需要同步弯曲的油路和电路管线,都是需要额外增加重量的。凡是额外增加重量的东西,在超过载飞行状态下,就会产生更大的多余结构应力,因此机翼折叠机构也不会无限制地强化折叠的部分,原则上“够用即可”。
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因此即使是舰载战斗机,只要有折叠机翼的情况,那么真实的最大过载,对比完全不需要折叠机翼的陆基型号,肯定是有所降低的。比如F15最大抗过载能力是9G,而F18系列,最大抗过载能力就下降到了7.6个G。必须在F18系列的电传飞控中提前设定不得超过7.6G的最高上限,否则飞行员在激烈的空战中就可能忘了这个限制而导致自己把飞机在空中拉解体。而苏33这种大型舰载机的最大过载指标是8G,也是低于早期苏两拐系列普遍8.5个G的最高上限。虽然没有某15号机、F35C也包括某35的最高过载上限数据,但是可以认为能到8.5个G就很不错,很难达到陆基飞机普遍9个G的标准。其实也没有必要到9个G,为此付出的材料和设计上的代机太大。历史上居然还有把机翼折叠2次的奇葩,猜猜这种舰载机的最大过载是几个G?
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这种折叠模式,主要应用在绝大部分主力舰载战斗机中。典型的比如F18、米格29K、苏33、某15、一直到F35C和某35都是如此操作的。这些舰载战斗机,除了主翼需要向上折叠外,个别型号甚至因为平尾较大较宽,也会一并向上折叠。还有一种折叠模式,则“更节省空间”,这就是把大型主翼进行后向后扭转式的折叠。这种折叠模式在二战中就已经流行,现在仍然保留在上舰的E2C和E2D预警机上;预计未来上舰的某KJ600系列,也应该是大致如此的折叠模式。折叠机翼,最终还是要节省在甲板和机库中的停放和调度空间,让有限的航空操作空间内运作尽量多的飞机,最终到达增强综合作战能力的根本性目的。不过却很少有人思考或探究过,一个同样事关战斗力的关键要素。这就是在航母上操作时需要折叠机翼,而在空中飞行时,
又需要完全充分地展开并锁紧机翼的各种舰载机,会不会因为机翼的反复往复开合的方式,从而影响飞机的整体机构强度,最终影响舰载机的最大抗过载能力?最大的安全抗过载能力,又是与飞机的综合战斗性能密切相关的一个关键性技术指标。即使稍微对军事接触的人,也大多知道战斗机的最大抗过载能力普遍在9个G;而大多数人不知道运输机和客机的最大抗过载能力很难超过3个G。把战斗机的最大抗过载能力设定为9个G,是综合权衡后的结果。首先是几乎所有人类,包括专业飞行员,哪怕是在穿着抗荷服的情况下,面对9个G的持续高过载,也很难坚持20秒以上。而一般人到六七个G就可能已经晕厥了。身体素质最强的飞行员,也不允许持续9个G超过1分钟。否则就有当场丧M的危险。
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于此同时,9个G也是当今大多数航空铝合金等普通航材可以确保的安全极限。超过9个G的人造飞行物也是有的。比如一些特殊的高速无人战机可以实现最高15到20个G的超过载,但是必须采用价格比较昂贵的钛合金和高强度复合材料来制作飞行器的骨架和外蒙皮。一些格斗导弹的极限过载可以达到50个G以上,但已经是弹药而不算是正常的飞行器。既然人类本身的抗过载极限就是9个G,于是所有的有人飞行器,最大抗过载设置也是9个G。想要再进一步提高,就必须是发展无人飞行器了。这也是人类本身限制航空器发展的一个现象。因此今后的6代机和7代机的发展目标,就是有人和无人混合,最终还要向完全无人化的全智能化飞行器发展。话又说回来,既然9个G是当今大多数陆基战斗机的最大抗过载指标,
那么同代的喷气舰载机,最大抗过载能力也可以达到9个G吗?实际上在瀚海狼山、匈奴狼山认真细致地研讨这个问题之前,大多数人并没有注意到;当今的绝大多数需要折叠机翼的喷气舰载机,其最大过载是基本达不到像陆基飞机一样的9个G的。主要就在于既然折叠机翼,那么必然影响飞机的整体结构强度。即使是最现代化的、相当巧妙的机翼折叠机构,也就是各种铰链和锁扣,可以确保很大的锁紧和解锁强度,但是与根本不需要折叠的固定机翼相比,这些额外增加的铰链和锁扣,还有各种需要同步弯曲的油路和电路管线,都是需要额外增加重量的。凡是额外增加重量的东西,在超过载飞行状态下,就会产生更大的多余结构应力,因此机翼折叠机构也不会无限制地强化折叠的部分,原则上“够用即可”。
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因此即使是舰载战斗机,只要有折叠机翼的情况,那么真实的最大过载,对比完全不需要折叠机翼的陆基型号,肯定是有所降低的。比如F15最大抗过载能力是9G,而F18系列,最大抗过载能力就下降到了7.6个G。必须在F18系列的电传飞控中提前设定不得超过7.6G的最高上限,否则飞行员在激烈的空战中就可能忘了这个限制而导致自己把飞机在空中拉解体。而苏33这种大型舰载机的最大过载指标是8G,也是低于早期苏两拐系列普遍8.5个G的最高上限。虽然没有某15号机、F35C也包括某35的最高过载上限数据,但是可以认为能到8.5个G就很不错,很难达到陆基飞机普遍9个G的标准。其实也没有必要到9个G,为此付出的材料和设计上的代机太大。历史上居然还有把机翼折叠2次的奇葩,猜猜这种舰载机的最大过载是几个G?