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雾里看花——如何根据有限资料对战机进行简单推测和评估(2)

王朝军事·作者佚名  2010-03-16
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每当出现一种新型战机,总是令发烧友们激动不已,急于弄清该机的相关数据。然而现实是,如果要等正式数据,恐怕要等到几年之后了。这实在令人难以忍受。熟话说“求人不如求己”,如果我们手里有一些简单资料,同样可以进行简单推测和评估,一来可以满足自己的好奇心,二来数年后正式数据出来可以对自己当年的推测进行验证,何乐不为? 以下是笔者根据有限图片资料进行推测的一些体会,不当之处请各位同好海涵指正。 1. 准备 整个推测过程中最重要的是参照飞机(大多数情况下不止一种型号),相关资料应该比较齐全,包括:比较准确的三视图,外形尺寸数据,重量数据和简单性能数据。一般而言,一本《简明世界飞机手册》勉强够用了。 未知飞机的资料由不得自己选,但必须要与参照飞机资料有一定的可比性。最起码的要求是一张与参照飞机差不多同一角度拍摄的照片,当然,比较理想的是接近于标准侧视和前视角度两张照片,这样推测误差相对小一些。如果有更多资料自然更好,但通常没那么好的运气。 此外,别忘了普通作图工具,如三角板、量角器、铅笔等等,以便进行测量估算。 2. 类型推测 这一步非常重要,因为它关系到后面步骤选参照飞机的问题。在后面你将会发现很多数据来自参照飞机,而不同类型的飞机具有不同特征,如果参照飞机的类型和新飞机不同(夸张点说,象用轰炸机作参照去推测战斗机),结果不难想象。 为简化叙述,笔者将新飞机可能的用途设定为战斗机、攻击机或教练机(这里特指专用教练机,不包括作战飞机的双座教练型)之一。这是一般爱好者比较感兴趣、也是最常见的机型。 判断途径包括: a.

研制厂商:一般而言,在一个时期内每个研制厂商研制的军用飞机类型都有特定范围,这一点现在在中、俄表现得比较明显,例如沈飞研制战斗机,西飞研制轰炸机,米格集团主要是战斗机等……而在美国由于航空业巨头之间的相互兼并,这一范围日益模糊。 b.

型号:型号对区别中国军机飞机类型比较有效,歼强轰教把飞机类型说得一清二楚,迄今还没发现不一致的。美国虽然也用字母表示飞机类型,但往往由于实际性能和预想性能不一致而造成名不符实的情况,这一点在战斗机中表现最为明显,象

F-111、F-117

均属此列。至于法国和俄国,飞机的正式型号均不包含飞机的类型信息,难以据此判断。 c. 气动布局:现代军用飞机中采用高机动性气动布局的,一般是战斗机以及 90

年代后出现的高机动性教练机,为了适应大迎角机动的要求,普遍采用涡升力技术(例如边条翼、鸭式布局)。攻击机和初/中级教练机则由于使用范围不同,不会采用此类对它们而言算是“奢侈”的技术。 d.

适应高/低速要求的局部特征:战斗机和高机动性教练机要顾及超音速性能,均采用较小的机翼前缘半径和进气唇口半径,以减小阻力。而通常是亚音速的攻击机和初/中级教练机则相反,机翼前缘半径和进气唇口半径较大,以保持较大的前缘吸力,防止气流过早分离。 e. 发动机系统:教练机通常采用小推力发动机,其进气口和喷口相应较小,可以作为辅助判断特征。 f.

传感器特征:作战飞机(战斗机、攻击机)通常具有明显的传感器特征(如雷达罩、光电传感器窗口、外挂导航攻击吊舱);而教练机由于自身特点,即使改装成轻型攻击机也不可能装备昂贵的传感器及相应的火控系统,也就不具备上述特征。 笔者绞尽脑汁,总结了这么几条途径出来,但并不是万能钥匙,用在哪里都行。因为飞机设计受到很多因素的影响,包括技术水平甚至政治关系。所以,应该综合各方面信息加上自己的经验进行判断,才有可能得出比较准确的结论。 3. 尺寸推测 尺寸推测是以后所有推测的基础,而这一步的关键又是选准参照飞机。如果参照飞机没选准,后面的测算结果可想而知。这里,笔者习惯根据座舱盖的相似性来进行选择,姑且称为“舱盖相似法”——雷达罩、进气口、机翼、平尾、垂尾、尾喷口等部件的外形尺寸随飞机不同而改变,但用于容纳飞行员的空间相对变化却小得多——如果两种飞机机组成员人数相同,舱盖外形相似,那它们的座舱盖尺寸相差也不大。这就是估算的基础了——当然,如果照片上有外挂武器,并已知武器型号,可以再结合武器的尺寸数据进行比例换算,这样更准确一些。 有了这个基础,进行比例换算就简单多了。不需要复杂的数学知识,甚至连三角函数都不需要,有简单的几何知识就够了。因为估算的基础并不精确,在此基础上求一个精确解是没有意义的。但需要注意在估算过程中保持一份警觉,随时检验结果是否合理并进行修正。例如笔者估算

L-15 时曾算出该机机长达 20 米,但从座舱盖和机身比例看无论如何也不象是 20 米长的大型机,显然计算有误。 除了简单的目视验证外,还可以根据这一阶段的推测结果求出展弦比进行辅助判断(展弦比=翼展平方 / 翼面积)。如果出现明显异常,例如算出

F-16 展弦比为 1.79、LCA 展弦比为3.2,那就要好好检查了。 那么这种估算的可信程度究竟如何呢?这里仅举一例——数年前 I.44

刚出现时,网上只有三张照片(接近于标准侧视和前视角度各一张,其它角度一张),笔者利用米格-29

的座舱作参照进行估算,从近年来公开的数据看,尺寸误差不超过 10%——相对于简陋的资料,这个数据还是可以接受的。 4. 重量推测 这里有几个比较关键的数据和它们之间的相互关系需要搞清楚:使用空重,正常起飞重量,机内载油量,无外挂载油系数,载重系数,最大起飞重量,最大载弹量,推重比。 相互关系为: 正常起飞重量=使用空重+机内载油量+标准武器配备重量 最大起飞重量=使用空重+机内载油量+最大载弹量-X

无外挂载油系数=机内载油量 / (正常起飞重量-标准武器配备重量) 载重系数=(最大起飞重量-使用空重)/ 使用空重 (不同条件下的)推重比=发动机总推力 / (不同条件下的)飞机重量 其中关系 2 中的 X

为机内载油量和最大载弹量的重叠部分。换句话说,飞机满载时必然要减少机内燃油,机内满油时就不可能达到最大载弹量。至于这个 X

取多少,那就是仁者见仁智者见智的问题了,不过可以参考同级别的飞机并结合其它数据(如载重系数)进行推测。 比较有意思的是载油系数和载重系数。 无外挂载油系数可以看出一架飞机的基本续航能力,只要找到另一种同时代且载油系数和它接近的飞机作对比,就基本上可以了解这种飞机无外挂燃油时的航程(当然并不精确),也可以判定这种飞机是不是一种短航程的飞机。同时也可以反推回去,如果已知该系数,和同时代飞机相比明显异常,则可以对某些事实进行推断或验证。例如三代战机无外挂载油系数多为

0.3 强,但苏-27

则高达 0.4,显然极其重视续航能力,如果联系到它的巡航区域要求覆盖广袤的西伯利亚,两者正好相互映证。另一个例子是

IDF(这里笔者把它归入三代机行列,因为它在设计过程中确确实实引入了三代机的技术),其相应系数不到

0.3,差不多是二代机的水平,显然是美方为了不过分刺激大陆而刻意制造的“防御”特点——别忘了 IDF 的全称就是“自制防御战斗机”。 载重系数则可以说明一架飞机的最大续航能力和外挂武器的能力,同时还能说明飞机机体、发动机、各种机载设备(它们的总重等于使用空重)的研制水平,即在满足作战性能要求的情况下,它们的重量是否轻。在这方面,以色列的

LAVI 战机可以算鹤立鸡群,载重系数高达 2

以上,远远超过同时代战机!这么大的外挂能力在空战中是用不上的,解释只有一个——强化对地攻击能力。再回头去翻飞机手册,“LAVI……主要用于近距空中支援和遮断,其次是截击……”,果然如此! 这两个系数都具有比较明显的时代特征,即同一时代的战机相应系数一般集中在某个范围内,这就大大方便了我们的推测——如果手中没有任何实际数据,可以选取同时代的典型战机的相应系数或取其平均值,结合自己对新战机概念及其生产国航空工业水平的理解进行修正,然后将修正值作为已知量去求其它数据;如果已知部分数据,可以根据它们求出这两个系数,然后与同时代战机进行比较验证,如果有明显差异,那就值得好好考虑了——也许是你算错了,但也许……你已经发现了这种新战机不为人知的另一面呢? 总而言之,就这么 9 个变量、5 个方程,只要我们能得到其中 4 个数据,那么剩下的用初中代数知识就可以算出来了。 根据笔者的经验,这里最关键的就是发动机的推力数据。如果能够得到准确的发动机数据,在计算过程中再结合参照飞机的相关数据,推测效果是比较好的。如果没有相应数据,而根据有限的资料又能大致测算出发动机进气口截面积,就可以和同时代战机的进气口截面积比较,得出一个大致的推力范围——当然,这种估算是相当粗糙的,因为它假定两种发动机的单位时间空气流量和单位流量推力相同,但事实上是不可能的。两者之间的差异直接影响到估算结果。所以,这个推力范围只是一个基础,还要根据其它相关数据进行修正才行。但必须注意的是在推测过程中不要凑数据,特别是在利用参考数据进行修正的时候。 在这一点上,笔者有过“惨痛”的教训,即前段时间对 L-15 的估测。当时是以 K-8 所用的 AI-25

发动机为估算基础(当然事实上不是,L-15 所用的发动机是笔者做梦也想不到的),初步推测其起飞重量约 4,500KG

左右。但这里面存在两个致命的问题:燃油量和发动机推重比。为了迎合这个数据,笔者将燃油量设定为 1,000KG,但 K-8 的燃油量就达

780KG,即使装同样的发动机,航程也会比 K-8 短得多,还不到 1,000

公里,这显然是不可能的。但在修正过程中,这么明显的问题却被轻易放过了。发动机推重比的问题也是因为偷懒,没有去查手册上小推力涡扇发动机的大致推重比范围,随便给了个

6。现在如果回头再修正,结果肯定会大不一样。

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