书城童书飞天的神话——航空航天
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第4章 人类航空发展历程(3)

公务航空是一种非常安全有效的旅行方式,能使人力和时间的效率最大化。对乘客来说,利用公务航空不仅能够节约雇员的时间,增加途中的效率,使非商务时间最小化;还能够确保行业机密,反映一个企业的正面形象,并满足个人对旅途安全性和舒适性的要求。

乘坐公务机旅行,是企业良好经营业绩的展现。它将集中体现公司对时间和效率的极大关注,树立蓬勃向上的企业形象。用公务机接送重要客户也将给客户留下深刻的印象,使商业信誉升值。

发展潮流

当今大公司领导人在商务旅行时都坐的是公务包机。与此同时,海尔、华晨等公司也作出了同样的选择。包租公务机,正成为一些大企业商旅人士的首选。而“远大”“春兰”等企业,更组建了自己的公务机队。至于海外大公司,《财富》500强中已有341家公司拥有了自己的公务机或公务机队。

发达国家的状况

公务航空是按照某一旅客或机构的特殊要求,通过专门设计的航线,在约定时间内向旅客提供包机飞行服务。许多大公司使用公务飞机运送人员和紧急物品到分布在各地的公司或客户地点。

目前全世界在飞的民用飞机总数约为38万架,但航班飞机不到10%,90%以上都是公务机和工业、农业、娱乐及体育用飞机。

发达国家公务机较多,如美国拥有各种飞机20.5万架,公务机的年飞行小时早已超过航班飞机的年飞行小时。有1.5万家企业用自己的飞机从事公务运输。在美国,适合公务机起降的机场较多。航班飞机适用的机场不到600个,但适应中型飞机起降的机场超过5000个,适合小型飞机起降的机场则约有19000个。

超音速客机

1986年2月,美国总统里根要求研制一种空天飞机的民用型高超音速客机,这使超音速客机的研制经过1/4世纪的沉寂后开始升温。美国将这种超音速客机命名为“东方快车”,会大大提高跨越太平洋运输的巨大潜力。

空天飞机作为一种高超音速运输机,具有推进效率高、耗油低、载客量大、飞行速度快等优点,是实现全球范围空中运输的一种经济而有效的工具。

“东方快车”是一种大型民用客机。外形尺寸比一般客机长两倍,载客305名,航程12870千米,巡航时速5600千米,最大时速16090千米,飞行高度30千米。它所采用的推进系统是多循环方式的组合式发动机组,使用液氢做推进剂。这种飞机使用费用与目前的宽体客机波音747等差不多。

逃避雷达追踪的隐身飞机

隐身飞机是指利用各种技术手段减弱或改变自身特征信息使之不易被发现的飞机。“隐身”(亦称“隐形”)仅是一种借喻,并非指飞机在目视能见距离内不被发现。

隐身飞机采取的技术措施主要有雷达隐身技术和红外隐身技术。淤雷达隐身技术。主要有低散射气动外形技术、隐身材料技术和阻抗加载技术等。低散射气动外形技术是设计适当的气动外形布局以减弱飞机在雷达接收方向的散射效应。如采用翼身融合体和半埋式座舱,使机翼与机身、座舱与机身平滑过渡,融为一体;减少飞机表面能造成散射的突起物,对外挂武器进行保形设计或内埋设计;采用S形弯曲的进气道和尾喷管,在进气道和尾喷管内加隔板,抑制进气道和尾喷管空腔反射和压气机、涡轮的镜面反射;采用尖头的翼型和进气道唇口;将飞机的所有边缘设计为少数几个平行方向,使所有边缘的雷达散射波集中形成少数几个固定方向的反射波束,其他方向的反射波很弱,形成闪烁的雷达信号,不易辨别;尽量减小飞机的几何尺寸,减少飞机部件。隐身材料技术是在飞机表面涂敷电磁波吸收材料,以减小飞机的雷达截面积;尽可能使用复合材料。阻抗加载技术是在飞机金属表面并联等效负载,以改变飞机的固有电磁谐振特性,减小飞机的雷达截面积。于红外隐身技术。主要是通过改进结构设计和应用红外物理学研究的成果来吸收和减弱飞机的热辐射能量,使红外探测设备难以发现。发动机是飞机的主要热辐射源。采用二元喷管,取消加力燃烧室,在燃料中加入添加剂,使燃料充分燃烧,可以减弱排气的红外辐射;采用异形喷管以改变红外波长,使工作在特定波长的红外探测器失效;对发动机尾喷口的喷焰进行遮挡,改变喷口喷流方向,在喷管外安装红外吸收装置等措施,都可以达到一定的红外隐身效果。此外,在机身上涂敷红外吸波涂料,用加碳纤维吸热复合材料覆盖机身,可进一步提高红外隐身的效果。

第二次世界大战期间,一些飞机采用经试验的迷彩涂料,降低飞机与天空背景的对比度,减小飞机的目视特征。这是最早、最简单的隐身飞机。20世纪60年代初,美国的U-2和SR-71侦察机开始采用雷达隐身技术。1978年,美国政府批准F-117A攻击机研制计划,主要从气动布局、发动机配置和材料选用等方面采取措施,具有很强的隐身能力,其前视雷达反射截面积只有0.01平方米。1989年7月,原型机首飞的美国B-2轰炸机,采用飞翼式外形,将机身、驾驶舱、发动机舱和机翼融合成一体,再加上其他措施,使其雷达反射截面积不超过0.4平方米,如同蓝天中的一只小鸟。

隐身飞机可以有效地提高生存力,但也存在一些弱点。淤隐身的特殊要求可能使飞机外形在气动方面不符合最佳设计,会引起气动阻力增大,结构重量增加,从而引起性能下降。于雷达吸波材料本身有局限性,如F-117A的吸波材料主要是针对厘米波的,对米波和毫米波无效。现代研究的超视距雷达、光学雷达、双基地/多基地雷达、谐波雷达和无源雷达,都具有较先进的反隐身能力。盂难以设置外挂武器,载弹量少,作战能力单一。榆研制生产费用昂贵,维护修理困难。尽管如此,隐身特性已成为第四代战斗机的一个重要特征。

水陆两栖飞机

随着社会经济的迅猛发展,人们对空中交通运输工具提出了更高的要求。

发展航空运输的前提是必须有完善的机场设施。但修建一个标准陆上机场需要占地1000万平方米,耗费数万亿美元的资金,在耕地面积日趋减少的情况下,这一要求显得越来越难以满足。

另外,机场必须修建在大城市的远郊。虽然空中飞行速度很快,但从住处到机场的距离所花费的时间有时会比空中飞行的时间还要长,因此,在几百千米的短途飞行中,乘飞机反倒麻烦,还不如乘高速列车方便。

为了改变上述缺点,人们研制了一种水陆两栖飞机,这种飞机既可以在水上起降又可以在陆上机场或简易跑道上起降,因而适用范围非常广泛。对比陆上飞机,这种飞机的主要优越性有以下几方面。

首先,水陆两栖飞机机动性能好,使用方便。这种飞机既可以在海滨城市的海面上起降,又可以在内陆城市的机场或简易跑道上起降,不再依靠陆上固定的航空港。如遇到一些需要紧急救护事件和特殊公务飞行,水陆两栖飞机对机场的选择性范围大,并可快速抵达。

其次,水陆两栖飞机适用于支线客货运输的发展。由于水陆两栖飞机适合水、陆机场起降,不仅能实现有水域地区之间的相互通航,而且能实现有水域地区与无水域地区之间的相互通航。

再次,水陆两栖飞机解决了水上飞机远距离转场飞行难的问题。因为远距离转场时,水陆两栖飞机可利用陆上机场作为临时降落场。

以上特点说明,虽然水陆两栖飞机比同量级的陆上飞机和水上飞机造价高,技术复杂程度大,但与它的使用价值和实用性相比,显得微不足道。

目前,世界上已生产使用的水上飞机和水陆两栖飞机已达360多个品种,2万多架。其中,水陆两栖飞机29个品种,2千多架。这些飞机主要用于军事方面的作战、轰炸、侦察、巡逻、反潜、布雷、运输等,以及民用方面的专线包机旅游客运、空中摄影、公安监控及消防和侦缉、公务飞行、农林作业和森林灭火、体育运动、水域旅游、海上救护等,用途十分广泛。

飞离地球的航天飞机