第四代战斗机指的是在上个世纪七十年代陆续开始服役的、吸收第三代战斗机设计与使用上的经验,加上诸多空中冲突与演习显示出来的问题和需求,融合之后成为冷战结束前后最主要的角色。
特点:
除了多用途和精密航电的发展方向大致不变以外,第四代战斗机放弃对高速,高翼负荷的设计追求,转而扩展飞机在不同高度与速度下的运动性,其中又以美国空军约翰·柏伊德上校提出的能量运动理论(Energy Maneuverability Theory, EM)对第四代许多飞机设计的影响最深。运用新材料与技术开发的大推力涡轮扇发动机开始广泛运用于第四代战斗机上,取代过去的涡轮喷射发动机。新型发动机推力提升的同时降低燃料的消耗,使得体积较小的机型也有机会用有较长的航程,像是F-16A使用内载燃料的航程比F-15A还要高。因为第四代战斗机在只有携带一部分燃料以及两枚导弹的情况下,多数可以达到推力大于重量的状态,也就是推重比大于一,使得许多厂商经常以此作为广告的促销手段之一。
第四代开始引入线传飞控与静不稳定的设计概念搭配,完全颠覆过去的气动力设计方式和飞行控制机构。静不稳定的理论早已存在,可是传统的控制系统无法以每秒数十次以上的频率不断改变控制面的角度,维持稳定飞行。直到线传飞控搭配电脑系统成熟化之后,静不稳定设计能够更充分运用机身产生的升力,提升运动性等优点方才露出实用化的曙光。其中又以F-16战斗机为采用的先驱者。在F-16之后许多国家纷纷跟进,在改良型或者是崭新设计的型号上采用。
数位电脑成熟与超高速芯片的量产,将过去使用与显示非常复杂的雷达改头换面,以多样化的图形和文字显示更多的资讯,提高飞行员的状态意识(Situation Awareness,SA)。同样的技术与产品激发出另外一条路线的发展是飞行仪表电脑化(也称之为数位化或者是玻璃座舱),利用多功能,单色或者是彩色的阴极(CRT)或者是液晶显示屏幕(LCD)取代以往的指针仪表,过去令人眼花撩乱的仪表板被大小不同的方型屏幕所取代,这些屏幕除了显示被取代的仪表的信息以外,还可以整合不同来源的讯息,利用重合或者是切换的方式提供,例如将彩色数位地图与导航系统整合之后,可以在屏幕上显示出飞机在地图上的位置和附近的地形。
此外,第三代设计为了降低高速下的阻力,座舱罩的外型需要与机身配合而牺牲飞行员的视野,在第四代大幅改进,采用泡型舱罩或者是类似的设计,让飞行员能够更有效的掌握周遭的状况。
特点和优点有以下几方面:
1、运用新材料与技术开发的大推力涡轮扇发动机开始广泛运用于第四代战斗机上,取代过去的涡轮喷射发动机。新型发动机推力提升的同时降低燃料的消耗,使得体积较小的机型也有机会用有较长的航程,
2、第四代开始引入线传飞控与静不稳定的设计概念搭配,完全颠覆过去的气动力F-15座舱设计方式和飞行控制机构。静不稳定的理论早已存在,可是传统的控制系统无法以每秒数十次以上的频率不断改变控制面的角度,维持稳定飞行。直到线传飞控搭配电脑系统成熟化之后,静不稳定设计能够更充分运用机身产生的升力,提升运动性等优点方才露出实用化的曙光。
3、数位电脑成熟与超高速芯片的量产,将过去使用与显示非常复杂的雷达改头换面,以多样化的图形和文字显示更多的资讯,提高飞行员的状态意识(Situation Awareness,SA)。同样的技术与产品激发出另外一条路线的发展是飞行仪表电脑化(也称之为数位化或者是玻璃座舱),利用多功能,单色或者是彩色的阴极(CRT)或者是液晶显示屏幕(LCD)取代以往的指针仪表,过去令人眼花撩乱的仪表板被大小不同的方型屏幕所取代,这些屏幕除了显示被取代的仪表的信息以外,还可以整合不同来源的讯息,利用重合或者是切换的方式提供,显示出飞机在地图上的位置和附近的地形。
第四代战斗机
第四代先进战斗机
自从战斗机进入喷气时代以来,已经发展了三代。
第一代战斗机是五十年代服役的,飞机在高亚音速或低超音速范围内飞行,飞机的
武器和电子设备比较简单,以美国的F-86和前苏联的Mig-15为代表。
第二代战斗机是六十年代服役的,以美国的F-4以及前苏联的Mig-21为代表,飞机的
武器和电子设备有所加强。
第三代战斗机是七十年代开始服役的,一直到现在仍然在服役。第三代战斗机的各
方面性能都较前一代又极大提高,并且已经开始运用电传操纵等先进技术,战斗机不仅
用于空战,同时也开始兼顾对地攻击。美国的F-15、F-16、F-18以及俄罗斯的Su-27和M
ig-29是第三代战斗机的典型代表。
目前,战斗机的发展已经开始进入了第四代。由于战斗机的研制费用越来越高,已
经没有哪个国家有足够的财力能够再像以前一样分开研制用于空战的歼击机和用于对地
攻击的攻击机,而是将两者合而为一,将战斗机设计成一机多能或者一机多型,这就是
第四代先进战斗机的设计思想。这样不仅可以同时满足飞机的空战和对地攻击要求,而
且极大削减了飞机的研制费用和研制周期,而且由于不同功能的飞机有相同的机体结构
和配件,对飞机的维护也降低了成本。
第四代战斗机是目前正在研制的最先进的战斗机,它的技术战术指标是根据现代高
技术局部战争的实战经验提出的。现代战争已经由过去的单一兵器的对抗转变为海、陆
、空军三位一体全方位的较量,而其中最重要的则是制空权的争夺。由于通讯手段和电
子雷达、预警设备的发展,使现代战争的战场空前扩大,为了适应这一变化,飞机的作
战半径也应该相应增加,为此对第四代战斗机提出了超音速巡航的要求;而为了应对敌
方强大的电子雷达系统和防空导弹的威胁,飞机具有隐身能力也是必不可少的;隐身无
疑提高了飞机的生存率,为了保证生存下来的飞机的出勤率,于是对飞机又提出了短距
起落和可靠性的要求。综合起来对第四代战斗机往往要求具有下列战术技术性能:
1. 发动机在不开加力时具有超音速巡航的能力;
2. 良好的隐身性能;
3. 高敏捷性和机动性特别是过失速机动能力;
4. 短距起落性能;
5. 目视格斗、超视距攻击和对地攻击的能力;
6. 高可靠性和维护性;
第四代先进多功能战斗机兼有战斗和突防能力,使它的进攻范围空前扩大,能打击
战争中全纵深的目标。
第四代先进战斗机的代表机型有美国的ATF其代表机型有美国的ATF(先进技术战斗机
)(例如:F-22“猛禽”),俄罗斯的S-37和I.44等。目前美国的F-22已经进入试飞阶段
,即将服役。
优良的性能必须要求具有先进的飞机设计和生产技术作为支持,但是,从本世纪初
的第一驾飞机的诞生发展到现在的第四代飞机,飞机设计的各个部门,无论是飞机发动
机、火控系统,还是飞机总体设计,由于受目前世界先进技术的限制,它们已经达到了
各自技术的巅峰,如果要想在各自的局部领域内取得技术上的突破,使得飞机的性能得
以提高,不但是耗资巨大,投入利益比很小,而且是极其困难的。鉴于这种情况,世界
各国的飞机设计大师们不得不暂时舍弃技术上的突破,转而寻求另一种创新—设计思想
的改变。于是,基于飞行/推进/火控一体化的飞机设计方法就应运而生了,这就是飞机
一体化设计技术,其中就包括目前最先进的气动控制技术—推力矢量技术。
四代机具有超机动性,超音速巡航、隐形、超信息控制特点和有点。
第一代:螺旋桨飞机.前期在空中用手枪/机关枪等互相射击,后来在飞机上安装机关枪.最高450km/秒.
第二代:喷气式飞机.速度大为提升.
第三代:喷气式飞机,同时采用了各种电子设备.
第四代:第三代基础上增加了防雷达(隐形)功能.