【砺剑长空：第3期】上一期我们讲到了体系作战能力是现代空战能力的基石，然而体系是靠一个个单元构成的，本期我们先来讲讲飞机设计基础。飞机作为人类最伟大的发明之一，从莱特兄弟发明之初到现在已经经历了100多年的时光，其飞行性能和设计复杂程度已经大大增加，但飞机这种由钢铁组成明显比空气重的物体到底是如何飞起来的呢？

一个物体要摆脱地球引力的束缚，就必须要另外一个力去平衡它，这是绝对规律。如同战舰在海面上利用海水的浮力一样，同样作为流体的空气也具有浮力，但因为其密度太小，因此平时只能浮起密度比其小的物体，显然不能浮动钢铁。

然而上帝却赋予了流体一个很好的特性，当流体的速度增加时，其浮力也会增加。就好比你站在12级的大风里，那很可能会被吹跑。这个浮力当能够对飞机起到向上拉升作用时我们称它为升力，当阻碍飞机向前飞行时，我们称之为阻力。速度的增加和升力、阻力的增加并不是成线性关系，而是成平方关系，因此随着速度的增加，空气的升力和阻力也急剧增加。

飞机要利用空气的力，就需要先将飞机加速到一定的速度，这就要靠发动机，通过燃烧燃油的能量进行推动。设计师将发动机的推进方向和机翼的推进方向故意设计的有一个角度差，当在发动机的推进下飞机的速度达到一定程度时，机翼就受到正前方的空气阻力，而阻力的沿着垂直方向的分力就把飞机整体往上推，这时候飞机就飞起来了。显然，机翼面积越大，其升力就越大。此外一般机翼越厚，升力也越大，越薄则越小。

飞机机升力和飞机翼面积的比值叫做翼载荷，而发动机推力和飞机重量之比叫做推重比，这两个性能一般反应了飞机的加速性能和升力特性，因此也是衡量大多数飞机机动性的两个关键性指数。

但光飞起来显然还是不够的，要完成作战任务，需要飞机有灵活的空间控制能力。在三维坐标系中，以发动机推力线X轴，则飞机机翼为Y轴，垂直于飞机平面的轴线为Z轴。平时，飞机需要向前飞行，因此就需要减少在X轴方向上的阻力，因为空气阻力和浸入空气的物体截面积成正比关系，因此经过试验，机身就被做成了现在这种流线型的模式。

飞机的机动就是三个轴不同力的作用实现横向，俯仰和翻滚三种动作。设计师们在飞机机体后方设计了垂直尾翼，当需要横向机动时，就将其偏转一定角度，使空气产生横向运动的分力。当需要翻和俯仰运动时，设计师们就在机翼后方加装了水平尾翼，通过对其进行偏转，实现了这两种运动。有些危机没有垂直尾翼，只有水平尾翼，也可以通过水平尾翼的偏转实现航向偏转，但控制的效率就会大大减小，导致机动性不强。

为了进一步增加飞机起飞时的升力，减少滑跑距离，飞机还在机翼上有附加上可以活动的襟翼，实现更大角度的人工操作偏转，提高垂直方向上作用力的大小。有些飞机甚至极端设计成不要垂尾和水平尾翼，只依靠襟翼进行飞机控制，例如美军的B-2飞机，这种飞机的机动性就要差很多。

然而随着空战的需要，飞机的机载设备越来越多，重量也越来越大，而对于飞机速度的要求也越来越大，这就带来一个矛盾。飞机机翼必须做成后掠式以减少飞机阻力，然而后掠式机翼的升力却不足，设计师们于是想到了一些巧妙的办法：涡，就是气流通过飞机各种尖锐边缘时产生的漩涡，本身是难以控制要尽量避免的，但也会带来一定的升力。

于是设计师们通过在飞机主机翼的前方加装鸭翼或者边条翼产生涡，飞机时就带来了额外的升力。但说起来简单，这种涡很难控制，因此对飞控要求极高，我国的歼-10战机也是因为吃透了控制涡升力的四余度电传飞控才最终研制成功。

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