
本文摘自《武器怎么工作——军用飞机》。
军用飞机就是用于执行军事任务的飞机,比如参加战斗、用于保障战斗行动、执行侦察和预警任务以及进行军事训练等用途的飞机。

由此可见,军用飞机包括的种类十分繁多,主要有执行战斗任务的战斗机(也称歼击机)、轰炸机、战斗轰炸机、攻击机(也叫强击机)、武装直升机等,执行补给和保障战斗任务的运输机、空中加油机等,执行侦察任务的侦察机、空中预警机、电子对抗机、反潜巡逻机等,以及用于训练军用机飞行员的教练机。


■战斗机主要搭载空对空武器,用于空中格斗。图为美国空军的F-16战斗机。

■运输机是用于空运兵员、各种武器装备的飞机,相当于民用的货机。图为俄罗斯空军的安-22运输机。

■侦察机是进行情报与资料收集的机种,主要通过红外线与雷达影像等方式获取情报。图为美国的U-2侦察机。

■教练机是训练飞行员的机种,飞行员会驾驶教练机进行练习,直到飞行技术达到能单独飞行或能够完成指定工作为止。图为波兰空军的雅克-18教练机。
除此之外,还有一些比较特殊的军用飞机类型,如无人机和水上飞机,它们应该被划分哪一类呢?对这两种飞机的划分需要从它们执行任务的性质来确定,比如无人机中有无人侦察机、无人战斗机,前者自然被划分到用于执行侦察和预警任务的飞机,后者则是执行战斗任务的飞机。水上飞机也是一样,有的水上飞机主要用于侦察,有的则用于反潜或轰炸。
1878年,一位旅行归来的父亲给年幼的孩子们带回一个新奇的礼物:一个类似直升机的玩具。收到礼物的两兄弟就是日后为人类发明了第一架飞机的莱特兄弟,这个小小的玩具开启了兄弟两人日后对飞行的梦想。
莱特兄弟分别名为威尔伯·莱特和奥维尔·莱特,威尔伯是奥维尔的哥哥。两兄弟高中毕业之后,曾开办印刷厂,做过报纸杂志的编辑,但他们从没放弃过飞行的梦想。1888年,世界上第一辆现代自行车——“安全”自行车被发明出来,自行车的热潮也席卷到了莱特兄弟所在的俄亥俄州。嗅到商机的莱特兄弟跟风开办了一家自行车销售和维修店,后来还开始生产自有品牌的自行车。由此得来的资金是日后他们进行飞机研制的经济支柱。

■幼年威尔伯•莱特(左)和奥维尔•莱特(右)
从1899年起,两兄弟基于前人的研究成果,开始了自己的飞机研究。熟悉机械装置的莱特兄弟认为,人类进行动力飞行的基础已足够成熟,问题在于飞机如何操作。他们常常躺在草地上,花上好几个小时去观察鸟类的飞行,思索它们起飞、升降、盘旋的原理,并提出了许多想法,其中许多都在以后的航空工业中得到了应用。

■莱特兄弟

1900年,莱特兄弟制造了自己的第一架滑翔机,比前人最大的进步在于莱特兄弟的滑翔机上首次使用到了升降舵,这让飞机的操纵变得更加容易。1900~1903年,莱特兄弟共造出了3架滑翔机,累计进行了1000多次滑翔实验。这为他们制造第一架动力推动的飞机奠定了坚实的基础。

■奥维尔和他们1901年制造的第二架滑翔机
1903年的12月17日,对莱特兄弟而言这是一个重要的、值得纪念的日子,因为这天他们制造的“飞行者一号”成功进行了首飞。对于整个人类而言,这一天则是一个伟大的日子,人类历史上第一架依靠动力推动的飞机诞生了!

■“飞行者一号”原机,陈列于美国国家航空航天博物馆,图中驾驶者为奥维尔•莱特蜡像。
这天,做好了充足准备的莱特兄弟冒着严寒,开始了飞行测试。首飞的驾驶员是奥维尔,他飞行了12秒,航程36.5米,时速只有每小时10.9千米。接下来,威尔伯和奥维尔又先后进行了两次试飞。威尔伯飞行了53米,奥维尔飞行了61米。
虽然“飞行者一号”的首次飞行非常短暂。但它却开启了人类飞行的新时代,标志着人类航空器的发展进入了一个新的阶段。

■记录了“飞行者一号”首飞的照片
军用飞机作为一种军用装备,用于作战是其最为重要的用途,尤其是专门执行作战任务的飞机,所配备的武器也随着时代的进步不断发展和进化。即便是那些用于侦察或者补给用途的军用飞机,为了避免在面对敌方作战飞机时毫无抵抗能力,也会安装一定数量的自卫武器。
最初军用飞机并没有安装固定武器,当时被用于侦察用途的飞机在空中几乎是不可能被击落的。直到双方的侦察机飞行员在空中相遇,双方飞行员使用手枪互射,这就算是军用飞机上最早的武器。
随后,为了提高飞机在空中的战斗力,机枪开始被安装在飞机上。起初飞机上安装的机枪是直接将陆军使用的机枪移植到飞机上,但不久后各国就改进了采用了专门的航空机枪。战斗机上安装1~2挺固定机关枪,轰炸机上有2~3挺机枪,机枪只有简单的表尺准星式机械瞄准具,要命中上下翻飞的敌机相当困难,但当时的飞行员们就是用这样简单的武器去击落敌机的。

■第一次世界大战中法国的纽波特-17战斗机,上层机翼上通常会架设1~2挺刘易斯机枪。

■第二次世界大战中美国B-17轰炸机的机首下方安装了一座双联装勃朗宁M2重机枪机枪塔,除此之外,在机身两侧另有11挺机枪。
随着航空技术的发展,军用飞机从木质机身和帆布蒙皮发展到全金属机身,越来越坚固,航空机枪出现了杀伤力不足的问题。因此,比机枪威力更大的机炮成为军用飞机的主要武器。


■第二次世界大战中英国空军的喷火战斗机,机翼上各有一门20毫米西斯潘诺机炮。
第二次世界大战中,火箭弹成为主要的航空武器之一。航空火箭弹主要装备在战斗机上,用来攻击大型空中目标。除此之外,还有一些能够用于对地攻击的火箭弹,主要装备给战斗轰炸机、攻击机和武装直升机,以攻击坦克、装甲车等地面目标。

■美国AH-64武装直升机,机身左右最外侧配备的武器是19管M261火蛇70航空火箭弹发射器。

■俄罗斯的米格-29战斗机,机翼下可挂载6枚空对空导弹。图为发射AA-10空对空导弹瞬间。
通常所说的空对地武器其实同时包括了空中对地面、空中对水面两种武器模式,主要以航空炸弹和空对地导弹为主。
航空炸弹最早可以追溯到以在热气球上携带的爆炸物,到了第一次世界大战时期,利用飞机、飞船或者是热气球施放炸弹,攻击地面目标成为一种新的发展趋势。第二次世界大战时期进入发展的高峰时期,炸弹不仅仅在重量上超过人力可以投掷的大小,在外形、炸药种类、针对的目标类型等方面都已经发展成熟。

■美国B-52轰炸机,航空炸弹是轰炸机最主要的武器。图为B-52投弹瞬间。
空对地导弹是从军用飞机上发射来攻击地面和水面目标的导弹。空对地导弹与航空炸弹、航空火箭弹等武器相比,具有较高的目标毁伤概率,机动性强,隐蔽性好,能从敌方防空武器射程以外发射,可减少地面防空火力对飞机的威胁,但造价高昂。

■法国阵风战斗机,机翼下挂从左至右依次为R.550空对空导弹、ASMP空对地导弹、副油箱。
雷达的英文为“RADAR”,是“Radio Detection and Ranging”(无线电侦测和定距)的缩写。雷达能够通过无线电发现目标并测定目标的空间位置、高度、速度等特征。
雷达的出现与军用飞机有很大关系。第二次世界大战中,英国受困于德国轰炸机频繁轰炸,急需一种能探测空中金属物体的技术,希望能在反空袭战中帮助搜寻德国飞机。
雷达最初是使用在夜间拦截任务上,在战斗机上安装小型雷达测距仪追踪目标的距离,协助飞行员找到最佳射击时机,提高射击命中率。

■英国惠灵顿IC型轰炸机机顶上安装的拦截型旋转雷达,其外形如同小型螺旋桨。
随着电子相关技术的发展,雷达的功能愈来愈多,除了协助机炮瞄准敌机以外,还可以搜索与追踪视野以外的目标,发射炮弹并计算炮弹与目标的撞击点,并描绘前方的地形并且与自动飞行系统合作进行回避等。


■美国EC-121侦察机,最明显的特征是机身背部有一附加的雷达天线罩。
然而功能的日益多样化也代表雷达的操作越来越复杂,甚至战斗机上需要配备一名专门的雷达员负责观察雷达显示屏,判断目标的信息。直到电脑成为雷达系统的一部分,可以将接收到的信号加以处理、简化、分类之后以简单的符号和数字加以显示。如美国F-15战斗机的AN/APG-63雷达,使得雷达提供的资讯能够更快速地被运用。

■美国F-15战斗机上的使用AN/APG-63雷达是机载雷达的里程碑,可以将探测信息自动送往中央计算机,并通过计算后直接将结果实时反馈给飞行员,无需人工判断雷达信息。

■F-15战斗机的AN/APG-63雷达

■AN/APG-63雷达结构示意图:1.电子扫描阵列波束转向控制器;2.低压电源;3.雷达处理器;4.阵列供电系统;5.模拟信号转换器;6.接收器
AN/APG-63具有两个不同功能的显示器,一个称作“垂直战情显示器”(Vertical Situation Display),简称“垂显”(VSD);另一个称作“平视显示器”(Head Up Display),简称“平显”(HUD)。垂显位于控制台的左上方,主要用于显示对远程目标的截获和跟踪,经计算机处理后的雷达视频数据用字母数字和符号表示,显示的信息有:目标姿态、地速、航向、距离、方位、接近速度和加速度。平显可自动接收来自雷达的信息,主要用于近程空中格斗,显示拦截目标所需的各种信息。APG-63可探测迎头或尾追作高空或低空飞行的飞机或小型目标。

■苏联米格-17战斗机,由于进气口位于机鼻处,雷达只能安装在机翼偏后的位置,安装空间较小,制约了雷达信号的选择,从而影响了雷达的性能。
雷达的出现对飞机的外形也产生了一定影响。如早期喷气战斗机的进气口通常设置在机鼻处,后来为了将空间腾出来安装更大的雷达而移动到机身其他的部位。20世纪70年代以后设计服役的战斗机机鼻空间都留给雷达使用。
目前,雷达的探测手段已经由从前的只有雷达一种探测器发展为雷达、红外线、激光以及其他光学探测手段融合协作的综合探测系统。
从莱特兄弟发明“飞行者一号”开始,就意味着活塞式飞机登场。活塞式飞机就是以活塞式航空发动机作为动力,通过螺旋桨产生推进力的飞机。活塞式航空发动机多采用“星形”布局,即发动机的气缸以曲轴为中心向外呈辐射状均匀排列,气缸中的活塞往复运动,连续不断地推动曲轴旋转,带动螺旋桨转动,为飞机提供动力。

■星形活塞发动机:1.气冷散热片;2.连杆;3.曲轴;4.活塞;5.火花塞

除了星形发动机以外,活塞式发动机还有工字形、V形等排列形式,但星形发动机功率更高,因此在活塞式飞机中是主流。
第二次世界大战是活塞式飞机的极盛时代。尤其是涡轮增压技术的成熟和应用,大大改善了活塞式发动机的高空高速性能。尽管如此,活塞式发动机的缺陷也日益明显。由于各方面的限制,使得其功率已经很难有大幅度提高。在提高的功率中,有相当大一部分要用于克服螺旋桨叶片的旋转损失,且这部分损失还随着飞行速度的提高而迅速增大。事实证明,活塞式发动机已经不适合作为高速飞机的动力装置。

■P-38战斗机,第二次世界大战中美军使用的活塞式战斗机,采用了双发设计,左右各有一具发动机。

■Bf 109战斗机,德国空军在第二次世界大战初期的主力战斗机,同样由活塞式发动机提供动力。
虽然当时已经出现了喷气式发动机,但燃油消耗率高的问题令喷气式发动机在当时并没有得到重大发展,加上当时活塞式发动机经过多方改进之后仍可以满足飞机的需要,使得研究新型动力装置的需求并不那么迫切。
第二次世界大战末期,喷气式发动机的优点开始被接受,各空军强国都开始加速研制。到战争结束前,德国和英国相继实现了喷气式发动机的实用化,制造出了喷气式飞机。
喷气式飞机是一种使用喷气发动机作为推进力来源的飞机。它与传统的螺旋桨飞机除了使用的动力系统不同之外,所适合的飞行环境也不尽相同:螺旋桨式飞机需通过螺旋桨扰动周遭空气达到往前推进的目的,因此不能在空气稀薄的高空中飞行;相反,喷气式飞机由于发动机运作原理的不同,需在10000~15000米的高空中才能达到最佳推进效率。

■喷气发动机:1.吸入;2.低压压缩;3.高压压缩;4.燃烧;5.排气;6.热区域;7.涡轮机;8.燃烧室;9.冷区域;10.进气口;箭头方向为进气方向

■美国普拉特•惠特尼公司研制的F100型喷气式发动机,主要用在F-15和F-16战斗机上。图为在实验室中进行发动机性能测试。

■Me 262战斗机,德国在第二次世界大战期间研制的喷气式战斗机,它也是世界上第一种投入实战的喷气式战斗机。相比于活塞式发动机,外形上最明显的变化就是去掉了螺旋桨,由喷气式发动机提供动力。

■图-16轰炸机,苏联在20世纪50年代研制的喷气式轰炸机。
和很多高新技术一样,喷气式发动机最初首先被应用在军用飞机上,但也逐渐扩展到民用飞机。值得注意的是,许多人会误认为喷气式飞机都可以超声速飞行,实际并非如此。目前能够以超声速飞行的喷气式飞机只有军用飞机,曾被用于民用的法国“协和”超声速客机和苏联的图-144超声速客机都在短暂飞行后停止使用。

■波音公司研制的三角洲四号运载火箭
火箭是一种航天载具,喷气式飞机则是如今军用飞机中的主要类型,这两者之间有什么关系呢?首先得从喷气式发动机说起。
喷气式发动机是以牛顿第三运动定律为原理工作的内燃机。也就是说,喷气式发动机是通过高温高速燃烧燃料并排出高速气流,利用喷出气流的反作用力工作。
虽然喷气式发动机在第二次世界大战期间才真正实用化,但人类利用喷气式发动机的历史可以追溯到2000年以前。
在记载的最早的“喷气式发动机”是公元1世纪古希腊数学家希罗发明的汽转球,它通过安装在金属球上的两个喷嘴喷出蒸汽使球转动。汽转球并没有什么实际用途,也许只是数学家百无聊赖之际制作的玩具。


■汽转球主要是由一个空心的球和一个装有水的密封锅子以两个空心管子连接在一起,而在锅底加热使水沸腾,锅中的蒸汽就通过管子进入球中,最后蒸汽会由球体的两旁喷出并使得球体转动。
公元13世纪前后,在中国出现了人类历史上最早的火箭。当时的火箭是将火药推进装置绑缚在箭矢上,火箭一词也正是因此得名。这种绑缚有火药推进装置的箭矢称为神机箭。在中国明代,火箭武器发展到了极盛阶段,当时比较有名的火箭武器有“一窝蜂”“火龙出水”等,它们均能一次性发射多发火箭。

■神机箭,在普通的箭矢前端绑缚有一火药推进装置,使用时点燃引信,火药燃烧产生的反冲力便可推动箭矢飞行。
进入20世纪以后,喷气式发动机的技术设想逐渐成熟,在20世纪20年代时便出现了比较成熟的喷气式发动机原型。20世纪30年代,英国人弗兰克·惠特尔和德国人汉斯·冯·奥海恩分别独立设计出了具有实用价值的喷气式发动机。短短几年后,德国和英国就先后研制出了喷气式战斗机,令飞机跨入了喷气时代。

■He 178试验机,德国亨克尔公司于1938年研制的人类历史上第一架喷气式飞机。

■流星战斗机,英国的第一架喷气式战斗机。虽然英国在喷气式发动机方面的研制并不落后德国,但第一架喷气式飞机直到1943年才真正问世。
火箭使用的推进装置,也就是火箭发动机,也属于喷气式发动机的一种。火箭的燃料经过燃烧室燃烧以后,会产生高温高压的气体,之后再经过一个喷嘴加速,并排到外界。这些气体便是推动火箭的原动力。

■火箭发动机,从本质上说,它与喷气式飞机使用的发动机并没有什么不同。
火箭和喷气式飞机的区别在于:飞机只能在大气层内飞翔,而火箭可以在外太空工作,因为它的燃料中混入了氧化剂,燃料可以在内部反应中直接反应燃烧,不需要利用外界空气便能够燃烧推进。

■德国在第二次世界大战期间研制的Me 163战斗机,由火箭发动机提供动力。
从第二代战斗机开始,世界各国的主力战斗机均已实现了超声速飞机。超声速飞行这个概念很容易理解,也就是飞机能够以高出声速的速度飞行。
从第一代战斗机开始,战斗机的飞行速度已经很接近声速,但由于发动机性能的原因,想要突破声速却是一个大问题。一般来说,喷气式发动机的涡轮前温度越高,发动机的推力就越大。但是由于涡轮工作环境的原因,它既要承受极高的温度又要承受巨大的推力,这显然是矛盾的,因此无法达到超声速的要求。后来,科学家们为喷气式发动机加入了一个附加装置——加力燃烧室。加力燃烧室可以通过在发动机喷出的气流中加入燃料,令燃料即时燃烧、膨胀而产生额外推力,短时间内可以让发动机推力提高1.5倍,从而突破声速。

■通常喷气式飞机在飞行中会喷出高温气流作为飞行的动力,在开启加力燃烧室后,会出现明显的“喷火”。图为对发动机加力燃烧室的性能测验。
由于必须开启加力燃烧室才能维持声速,燃料损耗极为巨大,可达一般状态的数十倍之多,非常不经济。一般战斗机在加力燃烧室完全开下,大多数不到十分钟就会耗尽所有燃料。
在了解喷气式飞机实现超声速飞行的过程后,不禁要问,超声速巡航又是指什么呢?
超声速巡航强调的是飞机能在不开启加力燃烧室的情况下持续在平飞状态下进行超声速飞行。
到了20世纪80年代,由于发动机技术的提升,令不开加力燃烧室进行超声速巡航成为可能。在美国空军于1987年提出的“先进战术战斗机计划”中,即将超声速巡航列为新一代战斗机必备要求之一。
目前世界上能够进行超声速巡航的军用飞机有俄罗斯的米格-31战斗机,美国的F-22战斗机和F-35战斗机,英国、德国、意大利、西班牙等国合作研发的台风战斗机,法国的阵风战斗机以及瑞典的JAS 39NG型战斗机。

■米格-31战斗机,苏联于20世纪70年代研制的战斗机,目前主要装备在俄罗斯空军,最高速度可达3倍音速,是目前世界上飞行速度最快的战斗机。


■美国的F-22战斗机是目前世界上唯一服役的第五代战斗机,具备超声速巡航能力、隐身能力等特征,他被认为是当今最强的战斗机。

■台风战斗机欧洲战机公司生产的多用途战斗机,也是少数能够进行超声速巡航的战斗机之一。

■阵风战斗机是如今法国空军的主力战斗机,在更换了动力更强的M88型引擎后,该机可以在不打开加力燃烧室的情况下达到1.4倍声速,具备了超声速巡航能力。

■JAS 39NG型是瑞典JAS 39战斗机的改进型,换装了F-414G型发动机,可以在不打开加力燃烧室的情况下实现1.2倍声速的超声速巡航。
战斗机即用于直接和敌方飞机交战的机种,其主要目的是夺取制空权。战斗机通常强调机动性能、速度、火力,以便完成极具难度的空中作战任务。
战斗机是军用飞机中最为人们所熟知的机种,但它却不是最早被用于军事的机种。在莱特兄弟发明飞机8年后,即1911年,意大利就在与奥斯曼土耳其帝国的战争中首次动用了飞机,当时主要用于侦察。
世界上公认的第一种意义上的战斗机是法国的莫拉纳·索尔尼爱L型飞机。

■莫拉纳·索尔尼爱L型飞机是第一次世界大战中法国使用的飞机,这款飞机原本也是用于侦察,但驾驶它的飞行员罗兰·加洛斯在飞机机头上安装了固定机枪,使之成为世界上第一种能够由飞行员单独驾驶作战的飞机。后来加洛斯驾驶这架改装过的飞机击落了3架敌机,并使2架敌机迫降。有意思的是,鉴于加洛斯的战果,西方国家将能够击落5架飞机定为衡量王牌飞行员的标准。
在当时的飞机机头上安装机枪必然要考虑到螺旋桨的旋转半径,否则很可能击毁自己的螺旋桨。加洛斯在机头安装的机枪是从螺旋桨半径外向前射击的,并在螺旋桨上安装金属挡铁以确保安全,稍微解决了飞机在机载机枪射击时被螺旋桨干扰的难题。
1915年,德国福克公司的三位工程师研制出一种先进的“射击协调器”。这种机构是在螺旋桨轴上装一只齿轮,凸起处正对着两个桨叶。当螺旋桨叶正好转到子弹射击的正前方时,齿轮操纵连接机枪的连杆抬起,控制机枪停止射击。福克公司在当时设计的M5K型飞机上首次装设了射击协调器,并将该飞机重新命名为福克E.I。


■上图所示的便是福克E.I的螺旋桨部分,在螺旋桨轴底部的齿轮通过一根连杆连接机枪,根据螺旋桨的位置操纵机枪射击。

■第一次世界大战中的福克E.I战斗机和驾驶它的飞行员。
从实战意义上讲,福克E.I才算是世界上第一种真正的战斗机。
这个阶段的战斗机还处在萌芽期,结构多以木材加上布料蒙皮构成,机翼从单翼到三翼都很常见,主要的武器多为改自陆军使用的轻机枪。当时著名的战斗机有德国的福克E.III、英国的骆驼战斗机和法国的纽波特17等。

■德国福克E.III战斗机,相比于福克E.I性能更加可靠稳定,同样安装了射击协调器,命中准确度在当时首屈一指,在交战中被协约国称为“来自福克的灾难”。

■英国骆驼战斗机,凭借敏捷的盘旋性能和强大的前射火力,曾在1917年7月至1918年11月参战的16个月中共击落敌机1294架,创造了第一次世界大战中单机种战果纪录之最。

■法国纽波特17战斗机,是当时法国最优秀的战斗机,机动性能和爬升性能尤为突出,在战斗中优势明显。
到第二次世界大战爆发时,各国空军的战斗机已经基本完成由双翼机向单翼机、由几何造型向流线造型、由木质机身向金属机身的转变。火力方面也较第一次世界大战中有了明显提升,由小口径轻机枪提升至12.7毫米以上口径的重机枪甚至是20毫米以及更大口径的机炮。
除此以外,对于飞机动力的研究也对日后战斗机的发展产生了深远影响。不仅活塞式发动机技术更加成熟,提供的动力更加强劲,对喷气式发动机、火箭发动机的研究也已经初具成果。

■德国亨克尔公司1939年制造的He 178战斗机是人类历史上第一架喷气式战机。
第二次世界大战是人类历史上第一次如此大规模的争夺制空权、利用制空权的战争。战斗机在当时不仅仅只是作为夺取制空权的力量,更在摧毁敌人的空中武力与使用空中武力方面扮演了非常重要的角色。这一时期战斗机的作战目标是拦截敌方轰炸机,同时要与敌方轰炸机群的护航战斗机交战,因此当时战斗机也有“驱逐机”的称谓。
战争中,德国、日本运用战斗机夺取制空权的方式以及美国为轰炸德国本土发展远程护航战机、战斗攻击机等运用经验,让战斗机的功能在战争后期发生了一些微妙变化。至战争末期,美军认为单一任务机种单纯夺取空中优势的概念已经全面成熟;而苏联在战争中突出了战斗机要能在恶劣环境下可靠作战,如强调较短的起飞降落距离、较强的加速性和上升率、中低空飞行性能等。
第二次世界大战中,战斗机使用的发动机马力从数百匹直线上升到超过2000匹,航程超过3000千米,最高升限达到12000米,新出现的喷气式战斗机飞行速度接近声速。与此同时,战斗机上开始安装雷达,从以往的日间战斗机扩展到夜间战斗机乃至全天候战斗机。
这一时期著名的战斗机有英国的喷火战斗机、美国的P-47和P-51、日本的零式、苏联的雅克-3和拉-5以及德国的Bf 109和Fw 190等。
第二次世界大战末期,交战双方均有喷气式战斗机投入战场,尤其以德国的Me 262和英国的流星战斗机为代表。喷气式战斗机和此前的战斗机相比,最明显的差异就是动力系统方面,但同时由于飞行速度的成倍提升,其他方面也随之产生了变化,如雷达的广泛应用、导弹逐渐代替了机枪和机炮成为主要武器、为飞机加入加力燃烧室以在紧急时提供更强推力等等。
从喷气式战斗机出现开始,人们对战斗机的划分有了新的标准,通常所说的第几代战斗机均是指喷气式战斗机,而不包括此前使用的活塞式战斗机。目前已经出现的喷气式战斗机被划分为五代:第一代是第二次世界大战末期及战后最初几年服役的战斗机,这一时期的战斗机最早使用了喷气发动机为动力,速度达到了高亚声速或声速;第二代问世于20世纪50年代末,是为了追求高空、高速,并且装备了雷达和空对空导弹的战斗机;第三代战斗机出现于20世纪60年代,雷达与各类航空电子设备逐渐成熟与复杂化,发动机的输出功率更上一层楼,战斗机的气动布局也有了全新发展,出现了三角翼、可变后掠翼等全新布局;第四代战斗机从20世纪70年代开始服役,开始强调战斗机的全方向、全高度、全天候作战性能,相控阵雷达和全新的电子作战系统也开始被广泛应用;第五代战斗机是目前世界上最先进的一代战斗机,第五代战斗机与第四代最大的差异就是翼身融合、低可侦测性技术的全面运用,即通常所说的隐身战斗机。
侦察机是最早被用于军事用途的机种。最初的飞机并没有安装任何武器,在战场上的用途主要是侦察敌军动向、观察炮弹落点等,其侦察手段也仅限于目视。现代侦察机要高明许多,不仅配备了各种光学设备和摄影设备,用于夜间观测和拍摄影像,而且还能通过红外线、雷达等方式获取信息。
早期侦察机几乎都是从其他机种改装而来的,从最初的民用机,到了后来的战斗机、轰战机,都曾被用于侦察用途。

■Fw 189侦察机,是第二次世界大战期间德国使用的侦察机,被誉为“飞行之眼”。除了侦察型号,还能作为轻型运输机、轻型轰炸机使用。

■九四式侦察机,第二次世界大战期间日本陆军的主力侦察机,被大量使用在中国战场和太平洋战场上,可用于近距离侦察联络与提供火力支援等多用途。
侦察机的大发展是第二次世界大战之后,这一时期的侦察机已经从战争中以照相机、望远镜等视距内侦察手段向雷达、红外线探测等超视距侦察手段转变,并随之产生了战术侦察机和战略侦察机两大类。战术侦察机主要针对战场上其他军队在战线上与战线后方的活动与变化;而战略侦察机则是用于对本国以外的其他国家与地区的侦察,包括对于各种设施、建设、活动等的侦察与情报分析,并不限于军事方面。

■SR-71黑鸟侦察机,美国空军使用的一款3倍声速隐身远程战略侦察机。其主要侦察设备有侦察照相机、红外和电子探测器、AN/APQ-73合成孔径侧视雷达等先进的电子和光学侦察设备。通过对其飞行速度和光学照相机的分析,1小时内它就能完成对面积达324000平方千米的地区的光学摄影侦察任务。

■苏-24MR,是苏-24战斗轰炸机的侦察机型号,苏联从1983年开始装备该型机,苏联解体后仍被许多独联体国家使用。该机的主要装备是包含外载与内装的侦察照相机、红外和电子探测器等多个模组组合成的BKR-1战术侦察系统。

■侦察机观察火炮攻击效果所拍到的照片,若成功命中目标,可以联系后方进行二次攻击,未命中则经过校正后重新攻击。
光学侦察通俗来说就是利用光影形象来观测,包括直接目视观测、利用照相机拍摄照片以及用摄影机拍摄影片。现代侦察机由于飞行高度很高,因此后两者是主要的光学侦察手段,配合先进的雷达和电子通信系统,往往能够在侦察后立即将情报送回。
可见光和红外线均属于光学侦察手段。

■早期的光学侦察方式主要通过目视或将侦察照相机简单固定在机身上进行拍照侦察,图为英国的侦察机飞行员在检视侦察照相机。
利用雷达作为侦察手段宇光学侦察有很大区别,这种方式是使用雷达对地面、海面进行扫描,根据反射回来的雷达波将结果影像化,主要用于侦察军事目标。


■机载雷达显示的画面,通过雷达反射波可以将扫描到的目标形象化,以便于判断其高度、速度、大小等特征。
无线电主要用于电子战,通过搜寻和记录敌方无线电信号并加以分析,既可以用于通信和传输情报,也可以用来识别导弹、火箭、飞机等信号,大致评估所侦察目标的性能。
无线电是现代战争中最重要的通信方式,其用途并不局限于侦察机,其他各种作战飞机、战斗车辆,甚至单兵武器系统中,都已经广泛应用了无线电。

■第二次世界大战期间美军飞机上搭载的无线电系统
轰炸机和战斗机、侦察机一样,也是较早出现的军用飞机类型。最初的轰炸机是飞行员在驾驶飞机进行侦察的过程中,直接从低空投掷手榴弹杀伤目标,但随着防空火力的提升,这种方式显然不再可行,由此逐渐发展出了专门用于针对地面、水面进行攻击的轰炸机。

■第一次世界大战中英国空军的O/100轰炸机,在第一次世界大战结束前的几个月时间内,先后空袭了德国的一些军品仓库、交通枢纽和重要城市。

■卡普罗尼Ca.3轰炸机,第一次世界大战中意大利空军的轰炸机,主要用于轰炸奥匈帝国军队。
第一次世界大战中,利用轰炸机攻击敌方目标的战术已经初步形成,不过当时的轰炸机尚无专门的设计,整体外形相当于当时战斗机的放大版。武器以轻机枪为主,炸弹需要坐在后座的飞行员手动投掷。
第一次世界大战结束后,轰炸机也逐渐发展为以金属作为大部分或者是全部的结构,成员在封闭的座舱内操作,自卫火力的数量和威力增加,无线电与导航系统使用开始普及,中型以上轰炸机可以将炸弹携带在机体内部,通过机械装置进行投掷。
第二次世界大战中,利用轰炸机攻击敌方军事目标、工厂等设施的战术得到了重视,尤其是英国、德国之间轰炸作战,是轰炸机运用的典型代表。
这一时期,轰炸机的进步明显,具备了更复杂、更准确的轰炸瞄准系统,提高了轰炸精确度;轰炸机的飞行高度,尤其是战略轰炸机的飞行高度进一步提高,一些轰炸机的飞行高度达到了10000米,有效降低了防空炮火对轰炸机的威胁;轰炸机的自卫武器也不再仅限于机枪,动力驱动的可转向炮塔成为中重型轰炸机的标配。

■He 111轰炸机,第二次世界大战德国空军所使用的一种中型轰炸机,被德军称为“军马”,飞行高度6500米。

■B-17空中堡垒轰炸机,美军在第二次世界大战中使用的重型轰炸机,飞行高度可达10850米,最多可携带7900千克炸弹。

■兰开斯特轰炸机,英国用于对德国进行夜间轰炸的战略轰炸机,飞行高度7470米,最多可携带6350千克的炸弹。
第二次世界大战之后,战斗机、攻击机等飞机的载弹量逐渐增大,加上制导炸弹、空对地导弹的应用,用于攻击地面目标已经不再是轰炸机的专利,中轻型战术轰炸机逐渐被取代。与此同时,战略轰炸机在冷战期间得到了重视,尤其是其能够携带核弹进行远程攻击的能力,但随着战术弹道导弹、洲际弹道导弹的出现,战略轰炸机的地位也受到动摇。

■B-29轰炸机,第二次世界大战末期美军使用的战略轰炸机,战争中向日本长崎和广岛空投原子弹的飞机便是该型机。
至今,轰炸机的发展水平仍停留在冷战末期,各国下一代轰炸机的研制计划也一再推迟或彻底取消。准确地说,能够携带核弹的战略轰炸机逐渐成为了一种象征性的威慑力量。
俯冲轰炸机和水平轰炸机是由于轰炸机在空中机动动作的不同而区别的。
俯冲轰炸机,顾名思义,就是以高速俯冲的方式攻击地面或水面目标的轰炸机。这种轰炸机在第二次世界大战期间盛行一时。俯冲轰炸机在攻击敌方目标时,会以与对面超过45°角的方式高速向目标俯冲,在距目标很近的距离上拉起同时投弹。这种投弹方式的优点是,可以在保证投弹速度的情况下尽可能提高命中率。由于投弹高度低,其命中率较水平轰炸机提高了数倍。
第二次世界大战结束后,随着采用喷气式发动机的轰炸机出现,其速度比原本的活塞式轰炸机高出不少,进行大角度俯冲的危险性很高,因此俯冲战斗机也就成为了一个历史名词。
水平轰炸机是相对于俯冲轰炸机而言的,绝大多数的轰炸机都是以水平或者是小角度俯冲的方式轰炸。

■俯冲轰炸机的战术动作,通过在空中转体、俯冲、拉起完成整个轰炸动作,超低空完成对目标的轰炸。
这两种轰炸机的最大区别在于战略轰炸机通常是对战略目标,如主要军事设施、工厂和城市等进行打击;战术轰炸机的主要任务则是支援前线作战,攻击敌人在战场上或者是接近战场的目标。
一般来说,战略轰炸机需要远距离飞行,对航程要求很高,因此通常是重型轰炸机,如美国的B-17、B-52、B-2轰炸机,英国的V型轰炸机、苏联的图-16、图-95、图-160等轰炸机。

■美国B-2战略轰炸机,目前世界上唯一的隐身战略轰炸机,航程可达10400千米,可在战争中深入敌方纵深进行包括投掷核弹等攻击任务。

■俄罗斯图-160战略轰炸机,苏联时期由图波列夫设计局设计的超声速远程战略轰炸机,最大航程12300千米。
战术轰炸机以中轻型轰炸机为主,在第二次世界大战中使用最为广泛,如美国的B-25、德国的He 111、英国的蚊式等轰炸机均属于此类。

■英国蚊式轰炸机,主要担任日间战术轰炸任务。
攻击机和战斗机非常相似,大多数攻击机外形与重型战斗机十分相似,性能也很接近,甚至许多战斗机本身也是攻击机。那么,攻击机和战斗机有什么区别呢?
与战斗机主要用于空中格斗不同,攻击机以攻击地面或水面目标为首要任务。从这一点来说,攻击机并不需要像战斗机那样过于注重高速飞行或空中机动性能。

这样说起来,似乎攻击机与轰炸机的功能又有些相似。轰炸机,尤其是战术轰炸机,主要以航空炸弹对地面或水面目标进行攻击,所搭载的机枪、机炮主要用于自卫。攻击机则主要是用机枪与机炮来对面攻击,炸弹、火箭弹或鱼雷强化火力用的,现在以导弹与联合直接攻击弹药作为主力攻击武器。此外,从飞机性能上,攻击机比轰炸机更加灵活机动。
最早的攻击机是由德国容克斯公司研制的容克斯J.1型飞机,它于1915年12月5日首次试飞。它是一种装有铝合金蒙皮和防护装甲的双翼机,也是最早的全金属飞机。机上安有机枪,载有少量炸弹,可低空对地面目标进行扫射轰炸。

■第一次世界大战中,容克斯公司共制造了184架J.1攻击机,用于对步兵进行空中火力支援。
第二次世界大战中,德国和苏联使用攻击机非常频繁。尤其是苏联的伊尔-2攻击机,在支援地面部队作战方面发挥了很大作用。这种飞机的机身前部装有防弹钢板,将发动机、油箱、驾驶员、射击员完全保护起来,免受小口径枪弹的伤害。机上装有机枪、机炮、火箭弹,用于攻击敌方地面军队。

■伊尔-2是苏联在第二次世界大战期间使用的一种攻击机,着重强化了机身前部装甲以便能够在低空攻击地面目标时防御敌方的防空火力。

第二次世界大战结束后,由于空对地导弹的广泛应用,攻击机在空军中的地位有所下降。但仍有许多新型攻击机问世,如美国的A-4、A-10等攻击机,苏联的苏-25攻击机以及英国、法国联合研制的美洲豹攻击机等。

■A-10攻击机,美国空军从20世纪70年代开始使用的攻击机,至今仍在服役中。该机几乎可以搭载美国生产的所有空对地武器,包括机炮、火箭弹、空对地导弹、制导炸弹等。

■苏-25攻击机,1976年开始装备苏联空军,至今仍在多个独联体国家服役,主要武器是一门GSh-6-30加特林机炮,另外可挂载空对空、空对地导弹和火箭弹、航空炸弹。

■美洲豹攻击机,英国和法国联合研制的轻型攻击机,从1978年开始被采用,可携带多种空对空导弹、火箭弹、集束炸弹,法国的美洲豹攻击机还可以挂载AN52型战术核弹。
运输机是用于运送军事人员、武器装备和其他军用物资的飞机。除此之外,还有能空投伞兵和军用装备的能力,并需要具备在复杂气候条件下飞行和在比较简易的机场上起降的能力,有的还装有自卫的武器及电子干扰设备。

虽然民用机中也有类似功能的运输机,但民用运输机通常多称为“货机”。也就是说,运输机可以看作是军用运输机的专有名称。
按照运输机的性质,可以分为战术和战略两种。战略运输机航程远,载重量大,主要用来载运部队和各种重型装备实施全球快速机动。战术运输机用于战役战术范围内执行空运任务。
按照航程,运输机可分为中程及远程;按载重量可以分为中型和重型。一般远程运输机、重型运输机多为战略运输机,而中程和中型运输机则多是战术运输机。


世界上第一架专门设计的运输机是1919年德国制成的F.13全金属运输机。当时的飞机主要以双翼机为主,但F.13却采用了单翼设计,减少了飞行时受到的空气阻力,提高了飞机的速度性能。

■F.13是世界上第一架全金属运输机,由德国容克斯公司生产。
20世纪20年代后期和30年代,较著名的军用运输机有德国的容克斯Ju 52、美国的道格拉斯DC-3等。容克斯Ju 52的机身设计从第一次世界大战期间就已经开始了,在制造过程中又对机身进行了进一步强化,选用了当时少有的硬化铝合金作为蒙皮,外壳十分坚固,被称为“钢铁安妮”。C-47是美国道格拉斯公司1935年研制的运输机,有军用和民用多个型号,在第二次世界大战中被援助到多个盟国。

■容克斯Ju 52运输机,是第二次世界大战期间德国的空中运输主力。

■C-47运输机在第二次世界大战中以美国DC-3客机改装而成的运输机型,被多个国家用于运输、空投物资和空降伞兵等用途。
第二次世界大战期间,一些国家又专门研制出一些军用运输机,如德国的Me323、美国的C-46等。

■Me 323运输机,德国在第二次世界大战中使用的大型运输机,是战争期间各国生产的最大的运输机。
这些运输机均采用活塞式发动机,功率达1200马力以上,最大航程达6000多千米,大部分可以运载120名以上的士兵或其他装备。
20世纪60年代中期,噪声小、耗油率低、功率大的涡轮风扇发动机成为主流。由于动力装置不断改进,军用运输机的性能大幅度提高。如美国的C-5战略运输机,装有4台涡轮风扇发动机,巡航速度871千米/小时,最大载重航程达4745千米,最大有效载重达120吨,可装载2辆主战坦克或16辆军用卡车,也可用于搭载345名全副武装的士兵;苏联的安-124战略运输机动力由4台D-18T型涡轮风扇发动机提供,最大巡航速度约850千米/小时,最大载重航程约4500千米,最大有效载重约150吨。


■C-5是美国洛歇公司生产的大型战略军用运输机,也是美国空军现役最大的战略运输机,它能够在全球范围内运载超大规格的货物并在相对较短的距离内起飞和降落。

■安-124是苏联安托诺夫设计局研制的远程战略运输机,主要用于运输坦克及战机。苏联解体后,该机仅在俄罗斯空军服役。
反潜巡逻机,就是用于海上巡逻和反潜作战的军用飞机。
反潜巡逻机问世于第一次世界大战期间。当时德国针对英国和法国的海军进行了大规模的潜艇战,英国、法国两国多艘战舰被德国潜艇击沉。于是,英国开始使用飞艇进行海上巡逻,担任对潜艇的警戒任务。世界上第一种专门的反潜巡逻机是美国海军在柯蒂斯H-4水上飞机的基础上改造而成的。

■柯蒂斯H-4反潜巡逻机,基于H-4水上飞机改造而成,在第一次世界大战中搜寻德国潜艇发挥了作用。
第二次世界大战中,潜艇成为海上作战的重要角色,更多的国家开始使用飞机担任搜索和攻击潜艇的任务。到了大战中期,利用各型轰炸机或者是水上飞机改装后担任反潜任务的国家愈来愈多,这些飞机不仅能够长时间滞空,巡逻面积广,同时机上有导航员协助,不至于在茫茫大海上迷失方向。如美国曾经以B-17与B-24两种轰炸机,经过改装之后专门负责反潜任务。

■B-24轰炸机反潜型,加装了各种反潜和反舰攻击的装备,和轰炸机型最明显的区别是垂直尾翼由双垂尾改为单垂尾。
第二次世界大战之后,直升机也被用于反潜作战。直升机可以从陆上机场或者是水面舰艇上操作,尤其是可以直接从中型吨位以上的水面舰艇上起降,提高了对水面舰艇的保护与反潜水平。

■美国的SH-60反潜直升机,被部署在小型巡防舰到大型航空母舰等各式军舰上,图为投放声呐浮标瞬间。
反潜巡逻机的作业方式是在一定范围的区域之内,利用机上携带的侦察设备,配合其他飞机、水面舰艇或者是陆上作战单位,持续对该区域进行监视和搜索。由于反潜巡逻机可以在短时间之内涵盖相当大的海域面积,这个阶段的搜索会以磁导探测仪找出可能有隐藏潜艇的小面积区域。接下来则是投放以被动声呐为主的声呐浮标到水面,投放的数量会根据搜集到的情报和是否发现可疑目标而异。这些声呐浮标会将听音器放到预先设定好的深度之后,接收水面下的声音信号,透过海面上的天线传送回反潜巡逻机上。
除了声呐浮标以外,雷达、红外线探测器等侦察设备也可用于搜寻潜艇。

■美国P-3反潜巡逻机,机腹后部均匀排列的圆孔是声呐浮标的装载管。
