那么随着飞机的发展,电子技术等其它技术,也对飞机的外型产生影响。所以我们讲隐身飞机,特别是雷达隐身飞机,就是一个典型的电子技术影响飞机外型的一个范例。
我们看到这幅图实际上是简单地说明了,飞机雷达隐身的一个原理。那么我们看到这部雷达,这是一部雷达,它是一个收发合制的雷达,什么意思?就是它发射信号和接收信号是同一部雷达。它向空间发射无线电波,电磁波,当碰到目标以后,又接受目标反射到这个方向的电磁波。那么通过这个(反射)电磁波的强度来判断目标的存在与否,看目标存在不存在。
那么如果简单说,像F…117一样,我们把飞机的下表面设计是一个镜面平板的样式,当雷达发射出无线电波以后,它就像镜面一样,将电波反射到远离雷达接收机的方向。那么从而减弱了接收机接收到的反射电磁波的强度,达到了隐身的效果。当然这个是一个最简单的例子,因为雷达隐身本身已经变成了比较复杂的一门、比较深奥的一门科学了,我讲的这也是比较简单的一个例子。
总而言之,雷达隐身它就是说,想尽千方百计减少雷达接收机收到的目标反射信号的强度,来达到隐身的效果。
那么另外一种有效的雷达隐身手段,就是采用吸波材料,叫RAM,它是什么概念呢?就是说在飞机表面涂上这个材料以后,这个材料就会吸收雷达波,让你这个波反射不回去。它的概念实际上跟前面我们讲的,也是同样的减少、减弱目标反射到雷达接收机方向的雷达信号的强度。
在隐身飞机里面有一个很重要的概念,叫雷达散射截面积,简称RCS,它是衡量一架飞机隐身效果的最主要的参数,当然从飞机的各个方向看是不一样的,我们一般角度是从它的正面。我们看到到这个图,像B…52,大家熟悉的B…52,这是美国五十年代研制的战略轰炸机,到现在仍然在使用。它的雷达散射截面积是100平方米。而像采用了隐身概念以后,像B…1B采用了隐身概念以后,是0。75个平方米,那B…2,0。1个平方米。像F…117那种,设计得非常好,隐身效果非常好的,只有0。025个平方米,看起来采用隐身和不隐身的效果,应该说是相差很远的。
采用隐身这个概念设计以后,它对飞机的外型就产生了一个重大的影响,当然了,隐身飞机它除了雷达隐身以外,还有其它隐身方式。包括现在红外隐身,怎么样减弱它的红外信号。那么声学的隐身,也就是说减少噪音、减少声音,对方声探测的系统也探测不到。还有包括光学的信号,像飞机为什么采用银灰色的,等等,就像我们战士穿迷彩服一样,也是起一个光学的隐身效果。对于红外来讲,比较典型的两个方式就是,把它的发动机,把飞机的发动机放在机翼的上部,那么对它发动机的尾喷口所喷出的比较强的红外信号进行遮挡,从下面人们就观察不到红外信号。所以隐身效果比较好的这些飞机,它的发动机一般都是由元部件,或者是整架飞机的机翼来遮挡它这个发热部件的。当然另外还可以采用非加力涡轮风扇发动机,加力以后红外信号很强,采用非加力的涡轮风扇发动机就可以减弱红外信号。等等,那么隐身飞机应该说也是五花八门的。
宋笔锋:那么刚才给大家介绍了飞机七种主要的外型变化,就是说飞机一百年来,飞机的主要的七种外型。我在前面已经讲过了,实际上影响飞机的因素,飞机发展因素是很多的。那么主要有它的外型,它的动力系统就是发动机,它的控制系统,它的结构和材料等等,诸多方面。今天我讲这个内容主要是介绍飞机外型在一百年里面的一些变化。
另外一点,我需要强调一点,给大家说明的是,我讲这七种变化是外型,也就是说它在每一个飞机发展过程里面,每一个时间段里面主要的变化。那么实际上,大家可以看到,飞机的外型是多种多样的,没有任何,世界上没有任何两架飞机它的外型是相同的,完全相同的,这基本上是没有的。那么除了七种主要的外型形式以外,还有许多其它的外型形式。比如说边条翼啊,截尖三角翼啊,还有翼尖小翼啊,那么等等很多很多的变化,这些变化因为时间的关系,我在这里就不介绍了,仅仅是介绍一下它的主要的发展阶段和主流的发展方向。
那么正因为飞机外型很酷,它是多种多样的,那么这个也是人们关注飞机发展一个原因,相信随着航空事业的发展,随着飞机的技术进步,那么将会有更多的多种多样的飞机形式,出现在人们的面前,我的讲座就到这儿,谢谢各位!
许戈辉:我们中国有句古话叫外行看热闹,内行看门道。像我们这些外行人看飞机的外型,只是觉得酷不酷,就像您说的酷不酷。但是内行人,却能从这些外型研究出来,飞机怎么让它飞得快不快。
那接下来是我们的提问时间,我也征集了一些网上的问题,我们同学们也有机会提问,先看网友的问题。网友,网名叫先发制人,他说,宋教授您好!我是一名在校的学生。从1991年的海湾战争,直到最近的伊拉克战争,我多次在电视屏幕上看到预警飞机的模样。但是报道中说,中国目前没有自己的预警飞机,都在替咱们国家着急。是因为没有足够的大型飞机,能够承载相关的预警设备,我想听听您对此的评价?
宋笔锋:应该说这个看法基本是对的。因为大家知道预警机,它是要把很重的一个东西,这个东西就是天线,雷达天线,一般来讲有几十吨,这么重的东西驮到高空里面去,大概最少要在15000米以上,最好是2万、3万这种高度,它覆盖的面积很宽、很大。
许戈辉:就是说我们在电视里面经常看到那个雷达,在地面上的,有的时候是有好多好多的雷达,就刷地一下就转过来,它为什么在地面上不行,还得驮到高空上去?
宋笔锋:在高空以后,看的地域宽,看得远。雷达也像人的眼睛一样,就是说你站得高的话你就看得很远。预警的话指它要看得距离非常远,对方稍微,比如说有飞机的起飞,或者有军队的调动,我们通过预警飞机就能发现它。就是它是要相当于我们过去古代的千里眼,那种形式的一样,必须要看得很远,预警飞机的功能就是这样的。
要做预警机的两个因素,一个因素必须有很大的雷达,雷达天线是非常非常之大。
许戈辉:然后就要有足够大的飞机来把它驮上去。
宋笔锋:必须有足够大的飞机把它驮到空中里面去。那么我们国家目前来讲就是说,又没有这么大个子的飞机,当然也想了一些办法,想从国外引进一些飞机,毕竟数量有限,这个是影响我们国家预警飞机发展的一个因素吧。
同学:宋教授,您好!今天您做的讲座就是说,从飞机的外型看飞机的百年发展。那么是不是可以说,飞机的外型,现在也可以说是向微型化、小型化发展呢。因为我们知道,现在美国有很多的那种无人飞行器,是向小型化发展的,请您介绍一下,谢谢!
宋笔锋:今天我介绍主要的内容就是这位同学讲的问题,主要是针对大飞机而言的。那么对于小飞机而言,小飞机现在基本上对军用飞机来讲是无人机。无人机是小型化的,因为它们不载人,很多设备都可以减掉,可以小型化的。这个应该说它的外型,又跟大飞机有联系的地方,也有它不同的地方。
那么现在,刚才这位同学提到的这个,美国人现在搞的微型的无人机,现在可以说叫掌上飞机,美国人定义的是。
许戈辉:真的有那么小吗?
宋笔锋:有,大概是15厘米左右,飞机是15厘米左右,叫掌上飞机。这个,在战争里面有特殊的用途,就像近距的侦查、情报获取,然后通信中继,然后像生化探测,比如说现在突然来了一朵云,这个云里面有没有有害物质,通过发射一架很小的微型飞机,返回来就可以采样,判断它有没有。现在小型的微型飞机,可以作为步兵,自我携带的,它叫公文包里的侦察兵,就可能比这大不了多少,提在手里面,突然我感觉要看到两三公里以外的情况到底是咋样的。有没有埋伏,有没有敌方的坦克,有没有埋伏。打开以后,把这个飞机拿出来,发射出去,它在两三公里转一圈,就可以告诉你当时的情况,那么这个小飞机,应该说还是很有它的用武之地的。那么这个来讲的话,从这点讲的话,美国现在基本上集中两类。按说有三类,实际上有两类。三类主要是它的微型的固定翼飞机,还有一个微型的扑翼飞机,就像鸟一样,扑翼飞机。还有一种是它的旋翼机,就像直升机一样的,微型的直升机一样。现在目前发展比较好的是固定翼的微型飞机和扑翼的飞机。那么固定翼的微型飞机,大概是15厘米左右,已经接近于实战。据报道在阿富汗战争期间,美国曾经用过这架飞机,叫Microstar,就是微星。
那么扑翼,应该说从技术来讲是更具有优势。但由于技术原因,目前还没有使用。相信这块应该说是一个很大的,在航空这块以后一个发展的热点。包括咱们国家,包括我们学校,包括我自己也在做这方面研究,那么这个应该说还是很有前途的。
许戈辉:那我们知道现在微机电系统,这种学科也是发展得日新月异,可能会给微型飞机提供很强的技术支持。
宋笔锋:对,它给飞机的制造这方面,因为我的设计理念,比如说我要设计出一个15厘米,或者是更小的飞机来,那么微机电这套系统,把它想办法要做出来;否则的话,我这个概念也实现不了,就这么一个关系。
许戈辉:我们给两边的同学一点机会好吧。
同学:宋教授,您好!主持人,您好!我想问一下,您对法国协和客机,它也是超音速飞机,退出民航产业的看法,谢谢!
宋笔锋:这个问题也非常好,因为大家知道,世界上曾经有两架超音速的客机,一架是俄罗斯产的,一架就是协和。超音速的客机最大的问题在什么地方?它的噪音非常大,就是他带来的环境污染很厉害。那么以至于像欧洲好多国家,它拒绝协和号飞机在它那儿着陆,你不能到我这儿着陆,为啥?你噪音很大,我为了保护环境,不要你来。这样的话导致它效益不好,这个原因从营运的角度来讲,是超音速客机没有发展起来的一个最主要的原因,也是导致协和号最终退出,最后再退出民航运输领域它最主要的原因。
许戈辉:它的安全性能有没有什么问题?我记得好像是在一架协和出了空中事故之后不久,他们那个协和就宣布退出了。我不知道。
宋笔锋:主要不是安全问题。
许戈辉:不是安全问题。
宋笔锋:因为飞机实际上,大家对飞机可能有误解,飞机实际上是非常安全的。因为啥呢?飞机一出事,包括哪个国家的军用飞机出事,电视台也报道,哪个地方,比如汽车或者火车出一个什么事故,没有人报道的。所以给人感觉上飞机老出事,实际上根据国际上权威机构统计下来以后,飞机是最安全的一种交通工具。
许戈辉:就是飞机的事故率其实是各种交通工具中最低的。
宋笔锋:对,而且事故率跟它的速度不�
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