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C-17环球霸王III是最新型的具有高度灵活性的战略军用运输机，适应快速将部队部署到主要军事基地或者直接运送到前方基地的战略运输，必要时该飞机也可胜任战术运输和空投任务。这种固有的灵活性和性能帮助美军大为提高了全球空运调动部队的能力。?C-17融战略和战术空运能力于一身，是目前世界上唯一可以同时适应战略-战术任务的运输机。

简介

C-17“环球空中霸王Ⅲ”(GlobalMasterⅢ)是麦道公司(现并入波音公司)为美国空军研制的一种采用上单翼、四发、T形尾、带后卸货扳的新型运输机。机身长53米，机高16.8米，翼展50.3米，外形尺寸与C-141相当。最大起飞重量263吨，最大载荷为150吨。机上带75.8吨载荷时，C-17可从2320米长的跑道起飞，然后在915米长的简易跑道上着陆。该机性能先进，装备部队后在多次局部战争中表现出了极佳的作战能力。由于美军不再订购新的C-17，而外国客户的订购数量不足，C-17的生产线面临关闭的危险。2009年2月，美国空军增购一定数量的C-17，使这一危机得以缓解。波音公司正努力谋求更多国内外订单，在2012年美军订单结束后，维持生产线的生存。

研制

身为美国空军机动司令部（Air?Mobility?Command）下一代的战略运输机，C-17?的背后有个长篇故事。发展任何新军机是既耗费时间，又花大钱，发展?C-17?的时间是美国有史以来最久的，从?1981?年赢得发展合约到?1995?年完成全部的飞行测试，共历经?14?年；而发展经费方面，目前它是美国第三花钱的军机，只输给?E-3?空中预警机和?B-2?隐形轰炸机。?C-17?的发展开始时间可回溯至?1971?年，当时美国常因为战争或天然灾害，必需以战略运输机运送成千上万的军队远赴全球各地，当时空军机动司令部的运输主力是由洛克希德设计制造，于?1964?年开始服役的?265?架?C-141?星式运输机（Starlifter）。此型飞机的原始设计寿命是?30,000?飞行小时，后来由于美国空军想增加运输容量而将机身加长，当时的分析显示机体疲劳寿命可达?45,000?飞行小时，但是由于繁重的训练任务，和次数频仍的高速低空飞行任务，使得机翼下蒙皮的损伤迅速累积，原设计服役寿命将会提前届满，加上机翼主梁和驾驶舱窗户框缘有裂纹，必须限制?C-141?的飞行，机动司令部的战略运输能力倍受考验。原制造厂洛克希德曾提出延寿和重开?C-5B?生产线的计划，但二者都不符合五角大厦的想法。?

1971?年美国空军提出先进军事短距起降运输机（Advanced?Military?STOL?Transport）的需求，要求能将大型的物品直接运送到战地，在此需求下的产物就是波音（Boeing）的?YC-14?和麦道（McDonnell?Douglas）的?YC-15。二者都能装载?150?名士兵或?36.7?吨的货物，且能在?572?米长度之内的跑道上起降。这二种飞机都使用了短距起降的技术，YC-14?采用吹气（blown?air）技术；YC-15?则是使用外吹式双开缝襟翼（double-slot-ted）来增加升力。?波音的?YC-14?在?1976?年?8?月?9?日首飞，安装二具推力为?23,133?千克的通用电气（General?Electric）CF6-50D?涡轮扇发动机；麦道的?YC-15，在?1975?年?8?月?26?日首飞，装载四具推力各为?7,257?千克的普惠?JT8D-17?涡轮扇发动机。?不过由于?C-130H?的继续生产已能满足美国空军的需求，因此上述二种机型后来都没有实际生产，但后来当美国空军提出?C-X?的需求时，YC-15?的经验显然对麦道公司有很大的帮助。

发展

提出需求草案

1980?年?2?月，美国空军提出了?C-X?重型运输机的需求草案（Request?For?Proposal），10?月份提出正式文件，新的运输机将担负起战略运输任务，先支持?C-5?和?C-141，最后则是取代?C-141。需求中说明新的运输机必需和?C-130?一样具备短场起降能力；飞机的起落架和高升力装置使满载（payload）时能在?2,438?米长的跑道上起飞，915?米长的跑道上降落；满载航程至少为?4,443?公里；机身内部须能容纳大型物品，如?M1?主战坦克；飞机须能在拥挤的停机坪随意进出，且能在满载及五分之二燃油的情况下，在?2%?的斜坡上后退。?波音、洛克希德、麦道都提出了?C-X?的设计方案，波音的设计构型是三发动机运输机，洛克希德设计的外型则很类似?C-141。?虽然洛克希德乔治亚州的工厂在制造运输机上有比较丰富的经验，不过在?1981?年?8?月?28?日，美国空军宣布最后的决定时，雀屏中选的却是麦道。同年?9?月，落榜的洛克希德公司提议重新生产?44?架的?C-5，不但交机时间快，也比?C-17?便宜，这个想法获得参议院武装部队委员会（Senate?armed?services?committee）主席的支持。

开始?C-X?的设计工作

1982?年，美国空军采购了?50?架重新生产的?C-5B，和?60?架麦道的?KC-10A?加长型双用途加油/运输机，而长期性的运输需求则由国会进行研究，以安抚国会议员，他们每一位都是运输机的坚强拥护者——只要飞机是在他们的选区制造。为了安慰麦道，空军也拨出部分款项以提前开始?C-X?的设计工作，并赋予编号为?C-17。麦道在?1983?年为?C-17?取名为全球霸王（Globemaster），这个名字符合该公司一贯的命名方式，如?C-54?为?Skymaster、C-118?为?Liftmaster、C-133?为?Cargomaster。

完成基本设计

1984?年?C-17?完成基本设计，货舱加驾驶舱的全尺寸模型深获空军好评。1984?年?9?月?11?日至?20?日，美国空军由一位现役的运输机装载长，针对陆军和海军陆战队的使用需求，进行货舱装载测试。测试装载的物品共有?11?种组合，典型的装载物有：1、两部装甲人员运输车、两部五吨大卡车加二吨半拖车、三辆吉普车；2、三架?AH-1S?眼镜蛇（Cobra）直升机、三架?OH-58C?奇奥瓦（Kiowa）直升机。?1985?年?12?月，麦道获得总金额?34?亿美元的经费，C-17?进入全尺寸发展（full?scale?development）阶段，以制造包括原型机在内的六架测试机。?1986?年国会对运输机的需求评估有了结论：美军必需有每天运送?3,568?万吨/公里的能力。而全美包括军事空运司令部（Military?Airlift?Command）的战略运输机、后续增购的?C-5B?和?KC-10A、空中国民警卫队（Air?National?Guard）、空军后备部队（Air?Force?Reserve）、民用后备空运部队（Civil?Reserve?Air?Fleet），只能运送?2,486?万吨/公里，不足约30%的部分，要靠未来的C-17来补足。

国会的政治干扰

虽然新型运输机的需求已有了定论，但国会的政治干扰仍然阴魂不散，由于当时航空公司的营运欠佳，国会议员得协助它们处理老旧的波音?747?，而军队就成为最佳的资源回收中心。在里根主政的?1981?到?1987?年间，就打算让第?105?军事运输机联队（Military?Airlift?Wing）和纽约空中国警队，使用二手的?747（军方编号?C-19），但?747?既无法在战地降落，也无法运送大型物品，引起美国空军的不满，最后第?105?联队接收了?C-5A，而?C-17?的设计工作则是缓慢持续进行中。?1988?年?4?月，C-17?的估计重量较设计目标重量增加了?8.2%，因此无法满足合约中的一项性能需求：由于重量增加，C-17?的航程由合约中规定的?9,098?公里，降低到小于?8,700?公里。不过仍然满足合约中，载运?75.7?吨的情况下，以?833?公里的巡航速度，不需空中加油直飞?4,443?公里航程的规定。?1988?年?8?月，五角大厦奋力抵挡国会及部内反对?C-17?的批评声浪，拒绝终止此型飞机的采购计划，有效地挡回了想终结?C-17?的念头。国防部仍然维持原来?210?架的预定采购数量，生产尖峰定在?1993?年，当年需生产?29?架，而?C-17?的初级战备能力（Initial?Operational?Capability）建立日期，也就是第一个飞行中队?12?架飞机正式可执行任务的日期，也由?1992?年?4?月延后至?1992?年?9?月，又延至?1993?年?5?月，最后则是延到?1995?年?1?月。

首飞

几经波折?C-17?原型机（编号?T-1，87-0025）终于在?1991?年?9?月?15?日首飞。第一架生产型飞机也于?1992?年?5?月?18?日上天。随着试飞结束，转入批生产，麦道公司计划每年至少生产?12?架?C-17。1993?年?2?月?5?日，美国中军宣布给?C-17?冠以“环球霸王?III”的名字，这是因为在?40?年代未，道格拉斯公司生产了?C-74（环球霸王?I）与?C-124（环球霸王?II）。美国空运司令部前司令汉斯福特·约翰逊将军在国会军事委员会上说，如果?1991?年海湾战争时空军已装备了?C-17?的话，则可以提高?20%～35%?的运送装备与士兵到战场的速度。由此可见，虽然前苏联已经解体，克林顿又锐意削减军费，C-17?计划仍旧得以保存是有其理由的。?1990?年由于冷战已结束，加上美国政府对解决财政赤字一筹莫展，美军开始了削减计划。国防部在当年?4?月宣布将?C-17?的预定采购数量，由?210?架锐减到?120?架，很讽刺的是，这项决定宣布后几个礼拜，就发生了有史以来规模最大的沙漠盾牌（Desert?Shield）运输任务，迫切需要战略运输的能量。1999?年科索沃（Kosovo）战争后，鉴于美军的空运能量确有不足，国防部在检讨报告里建议国会能批准增加采购?60?架，使机队总数达到?180?架。?1991?年?8?月，美国空军第一个?C-17?运输机中队，位于南加州查尔斯顿（Charleston）空军基地的第?437?联队第?17?运输中队的飞行员开始接受?C-17?模拟机的飞行训练。1992?年初，第?17?中队开始逐渐停止了?C-141?的飞行任务。1993?年?5?月，第?17?中队接收第一架?C-17，为了练习以前?C-141?从没飞过的急速降落，查尔斯顿空军基地特别增建了一条宽?27.4?米、长?1,067?米、未铺柏油的跑道。C-17?的飞行性能让飞行员们印象深刻：“上天空后，飞机的表现无懈可击”。

特点

C-17?采用大型运输机常规布局。机翼为悬臂式上单翼，前缘后掠角?25°，NASA?翼梢小翼高?2.90?米。悬臂式?T?形尾翼。垂直安定面与机身连接处向前伸有小背鳍，嵌入式方向舵分为上、下两段，升降舵分为两段。垂直尾翼有个特殊的设计，内部有一隧道式的空间，可让一位维修人员攀爬通过，以进行上方水平尾翼的维修。液压可收放前三点式起落架，可靠重力应急自由放下。前起落架为双轮，主起落架为?6?轮。前起落架向前收入机身，主起落架旋转?90°?向里收入机身两侧整流罩内。可在铺设与未铺设的跑道上使用。起落架装有碳刹车装置。机身长?53?米，机高?16.8?米，翼展?50.3?米，外形尺寸与?C-141?相当。最大起飞重量?263?吨。?C-17是美军现役最先进的大型战略运输机，也是世界上综合性能最先进的大型运输机。C-17的最大装载能力超过70吨，可以运送包括主战坦克、步兵战车等大型地面主战装备，其有效任务半径达4000公里左右，最大运输距离可达8000公里。C-17运输机还有一个特点，就是尽管从装载能力上是大型运输机，但是对机场起降要求并不高，和C-130中型运输机的要求差不多。也就是说C-17可以在野战机场甚至土质跑道上降落，它既可以执行战略运输任务，也可以执行战术运输任务。?C-17?刚一出现就凭借先进性能，创造了许多世界航空记录。C-17?运输机曾在?1993～1994?年在货运类别中?22?次创造了爬高和速度记录。2001?年底，C-17?在美国爱德华兹空军基地创造了?13?项航空新记录。最近创造的记录是：·装载?1000～40,000?千克有效载荷达到最大高度；无有效载荷达到最大高度；·装载最大有效载荷飞到?2,000?米；无有效载荷、稳定持久平飞达到最大高度。?为了使?C-17?研制计划减少技术风险，麦道公司最大限度地利用经过论证或已经掌握的先进技术。如?C-17?沿用了?DC-10?飞机采用的先进复合材料结构和翼梢小翼技术；发动机是波音?757?飞机上用的?C-17进行空中加油

[3]PW2040?的发展型；采用了?MD-11、F-18?和波音?757/767?飞机上使用的先进座舱；特别是在?YC-15?飞机上验证过的吹气襟翼技术、超临界翼型、反推力装置和平视显示仪等。但在整合这些先进技术的过程中，麦道也遇到了不小的困难。?C-17?安装四具普惠（Pratt?&?Whitney）的?PW2040?涡轮风扇（turbofan）发动机，美军编号?F117-PW-100。此型发动机的前身是?PW2037，由普惠公司于?1979?年?12?月开始研发，推力为?17,418?千克，1983?年?12?月通过联邦航空管理局（FAA）的认证，1984?年?12?月开始装于波音?757?上使用。1988?年普惠公司完成推力提升，将推力增加到?18,915?千克，并赋予新的型号?PW2040。1988?年?12?月获得军方认证安装在?C-17?上，当时此型发动机已累积了数百万飞行小时的使用经验，可靠且耐用。?发动机以悬吊式挂架（cantilevered?pylon）挂于机翼的前下方，每具挂架由数件铸铝螺桩（stub）结构与机翼相搭接，使外挂载和机翼间有连续的负载路径（load?path）。由于挂架和发动机很靠近，在强度及温度的考虑下，主要使用材料是钛合金。C-17?发动机具有反向推力装置（thrust?reverser），发动机罩的外型为滑套后缩（slides?backward）双罩式，二罩间有一开口，当启动反向推力时，发动机排气经由此开口被导向前上方?45°?度，因此不会吹起地面的砂石与尘土。另外在发动机运转时，不会影响卸货或是一些地面工作。反向推力装置也让?C-17?具备一项新的地面操作功能，可以在?27.4?米宽的跑道上进行?180?度的回转，也能在?2.25g?的情况下，于倾斜度?2%?的斜坡上后退。反向推力装置在飞机静止时也可以启动，不会有发动机过热的问题。?C-17运用了吹气襟翼技术，发动机的排气流会被导入机翼下，通过襟翼铰链，流向襟翼的上、下方。根据在?YC-15?上飞试的结果，襟翼向下偏折时，发动机的排气流会产生反作用升力（reaction?lift）和环流升力（circulation?lift），使飞机能以较低的进场空速（每小时?215?公里），和较大的下降速率（每秒钟?4.6?米）迅速落地；前缘缝翼全幅伸展时，可提供最大的升力及失速特性。?C-17?和将被它取代的?C-141?有一项特别的不同之处：在必要的情况下，可以在未整修的路面上短场紧急降落，原型机试飞员曾表示：C-17?的落地就和战斗机一样，因此起落架必须格外坚固与耐震。主起落架减震支柱除了传统的油气压式减震外，还采用前后双支柱配置，每根支柱搭配三个主轮，落地时由后方较长的减震支柱三主轮先着地，当受压成?90?度时，前方减震支柱三主轮再落地。?C-17?的主起落架没有转向功能，左右各有六个轮胎，起飞后收进低风阻的起落架舱内；鼻轮有二个轮胎，具转向功能，起飞后收放于机身内。?C-17?飞机的机组只需?3?个人，即正副驾驶员和货物装卸员。用人如此少，因为座舱采用先进数字式航空电子系统，包括?4?个阴极射线管显示器和两个通用电气公司电子部的平显仪，集中显示各种信息，减轻了驾驶员的工作负担。机上采用通用电气公司的数字式电传操纵系统、汉尼韦尔公司的复式大气数据计算机。发动机以及飞行操纵数据也可由多功能显示器显示。导航通信可全频率调谐。任务和通信显示器具有频率和频道预先存储能力，它既可人工操纵又可使用预先编好程序的磁带来改变正在进行的飞行计划而不干扰导航系统。采用特里达因公司的操纵警告系统，主警告器可自动提供主系统的监控，并可在显示屏上显示可见监控信号，还可在机内通话系统中发出声响或语音信号。另外装有德尔科电子公司的航空电子设备，包括任务计算机和电子操纵系统；汉密尔顿标准公司的飞机和发动机数据管理系统计算机；汉尼韦尔公司的自动测试设备和辅助系统数据采集和控制系统；特列丰尼克公司的无线电管理系统。除了正常的飞行信息外，显示系统还可提供飞机各系统的状态、必要的应急程序和常规的检查项目表等。?C-17?容战略和战术空运能力于一身。在货舱设计上，尽管?C-17?外形尺寸和?C-141?差不多。但其货舱尺寸却与外形尺寸比?C-17?大的?C-5“银河”相当。按能在货舱中两排布置?6?辆卡车的要求，货舱宽度为?5.49?米，长?26.82?米，高?4.11?米。吉普车可?3?辆并列，也可装运?3?架?AH-64?攻击直升机。各种被空运的车辆可直接开入舱内。机舱中心线和机舱两壁可装折叠式座椅。空投能力包括空投?27,215～49,895?千克货物，或空降?102?名伞兵。为了装载陆军最重的装备——55?吨重的?M1?主战坦克，货舱地板由铝合金纵梁加强，达到了?60?吨的最高承载能力。有消息说，陆军最新的?62?吨的?M1A2?型主战坦克也可顺利承载。地板上布置了系留环、导轨、滚珠、滚棒系统等设施，这些设施延伸到可在飞行中放下的货桥上，货桥上有货物降落伞拽出装置。每个系留环可承受?11,340?公斤拉力。C-17?货舱门关闭时，舱门上还能承重?18,150?千克，几乎是C-130全机的装载量，而一般的运输机舱门通常只能堆放轻的货物。机身尾部两侧各有一跳伞舱门。尾部机身顶上和机翼前的机身顶上分别有两个水上降落应急出口。

展望

1995?年?7?月，C-17?完成了一项重要的里程碑：通过美国空军的可靠度、维修度、妥善率评估（Reliability，?Maintainability?and?Availability?evaluation）。在为期一个月的评估中，12?架?C-17?依照预定的装载和飞行路线，执行了?513?架次的全球性飞行任务，以评估包括：飞机、机员、基地、基础设施、装载量、装卸速率、战争仿真、...等的表现。评估的结果令美国空军非常满意，C-17?的载运量是?C-141?的二倍，C-130?的四倍，但?C-17?的可靠度高达99%，任务完成率为?91%；C-17?飞行返航后，例行检修外的额外检查率只有?2%，100?架次中只有二次，而?C-5?和?C-141?则高达?40%。?事实上，由于研发制造过程中风波不断，加上价格昂贵屡受国会抨击，原本国防部只打算采购?40?架的?C-17，但由于?C-17?在这次评估中优异的表现，国防部才最后确定了?120?架的采购量。

C-17空中霸王运输机(18张)2001?年?6?月?28?日，波音公司向英国政府交付了首批?4?架中的两架?C-17。英国是首家?C-17?外国客户。英国并非购买?C-17，而是采用租用方式，租期?7?年。合同明确规定不论任何原因，如果英国损失了?C-17，必需按合同对波音公司进行赔偿。这一方式也是以往军用采购中所罕见的。C-17?将布置在英国最大的作战基地布莱兹诺顿。该基地建造了能容纳?5?架?C-17?飞机的巨大机库。作为与波音和美国空军签定合同的一部分，英军第一批四名飞行员和四名装卸长从年初开始，在俄克拉何马州的阿尔特斯空军基地进行模拟和作战飞行培训。?目前潜在的客户还包括日本和沙特。分析家称如果日本改动宪法，开始执行各种国外的军事任务，可能采购?C-17。沙特阿拉伯作为传统的美国武器进口国，也可能青睐?C-17。?2002?年?6?月美国空军开始计划在夏威夷和阿拉斯加的两个空军基地部署?C-17，各布置?8?架，以加强太平洋空军的新型空运能力。以太平洋为基地的?C-17?运输机能根据战略空运需要，在?24?小时之内赶往太平洋的任何地区。司令部认为部署需要大约?4?到?4.25?亿美元，同时需要增加两个基地的人员。今年审查之后将决定需要的资金和人员，资金在?2004?财年到?2007?财年到位，飞机最早在?2006?财年交付。?2002?年?8?月，波音公司获得国防部总额达?97?亿美元的订货合同，用于生产?60?架?C-17?运输机，在?2008?年以前交付。由于美国民用航空业境况不佳，订货数量急剧减少，波音的商用航空业务也受到了极大影响。911?事件以来，该公司的产量削减了一半。波音已向大约?3?万名工作人员发出了解雇通知单，因此?剖视图

[4]波音一直急于得到这份合同。同时汉密尔顿·桑得斯特兰德公司从波音公司获得一项总额?9,000?万美元的合同，为新生产的?C-17?提供飞行系统，将提供电源系统、冲压空气涡轮应急动力系统、发动机电子控制装置、燃油流量表以及飞机/推进数据管理计算机。此外，该公司还制造该机的主燃油泵。?2003?年?1?月美空军加快实施为?C-17?运输机安装新型导弹防御系统的项目，为?12?架?C-17?安装诺·格公司大型运输机红外干扰（LAIRCM）系统。原计划于?2006?年完成，目前已经提前到?2004?年?3?月完成。C-17?已经装有用于对抗红外制导导弹的?AN/ALE-47?干扰系统，得到?LAIRCM?后将更加安全可靠。诺·格公司将确保大型运输机红外干扰（LAIRCM）系统与?ALE-47?兼容，并能与之联合使用。ALE-47?系统由?BAE?系统公司制造，它可以利用可编程的诱饵对抗所有的红外和雷达制导导弹威胁。计划还将在?79?架?C-17?和?C-130?上安装该系统。最后美国?900?多架空中机动指挥飞机也将安装大型运输机红外干扰（LAIRCM）系统。首架安装?LAIRCM?系统的?C-17?运输机将在今年夏天推出，全部完成将在?2004?年?3?月。合同将由两部分组成，第一部分价值?1,840?万美元将给予波音公司。合同的第二部分价值?720?万美元，将授予诺·格公司。诺·格公司将负责尽快为?C-17?运输机设计、开发、测试和交付红外干扰能力。LAIRCM?项目不包括商业应用，美国将采用其他方法保护商用客机免遭例如以色列客机所遭受的攻击。?2003?年?12?月?10?日美国空军一架?C-17?军用运输机（SN：9900057）从巴格达国际机场起飞后不久遭遇肩扛地空导弹或?RPG?射击，发动机发生爆炸，此后被迫返回机场紧急着陆。似乎是对?LAIRCM?系统的最大支持。?2004?年?6?月，美国空军和波音公司表示正在努力推进?BC-17?民用运输机计划。波音公司官员估计，大型设备、飞机发动机和钻井机械之类的运输市场对?C-17?的需求量将达到?20?到?30?架。BC-17X?计划始于?2000?年?12?月，但由于当时缺乏客户，再加上"9·11"事件对航空运输业的影响，一度造成该计划踌躇不前。该计划将减少军用型?C-17?的采购成本，从而使空军可采购更多的?C-17?飞机。空军正在论证对?C-17?飞机的需求，目前已经订购了?180?架?C-17，估计论证结果将增加采购量。波音目前已交付了?120?架?C-17?飞机，估计到?2008?年按合同交付剩余的?60?架。熟悉该计划的人员称，BC-17X?计划将有助于空军将老型号的?C-17?卖给客户，继而采购更多即将从波音下线的新型?C-17?飞机。目前已有几家航空公司，如长青国际航空公司、联邦快递航空公司表示考虑购买?C-17?作为它们的货机，另外也有公司表示这种型号飞机不适用于它们的业务。业内人士评论，BC-17X?将要面对安-124?和波音?747-400?货机的竞争局面，如果没有足够的政府补贴是否可行值得怀疑。

翼展?50.29米?

机长?53.04米?

机高?16.79米?

机翼面积?353.0平方米?

前缘后掠角?25度?

货舱?26.82米×5.49米×4.11米（长×宽×高）?

容积?592立方米?

使用空重?125645千克?

最大载重?77292千克?

最大起飞重量?265352千克?

巡航速度?M0.77（高度8535米）?

低空巡航速度?648千米/小时?

海平面空投速度?213～463千米/小时?

进场速度?213千米/小时?

实用升限?13715米?

起飞场长?2286米?

着陆场长?915米（使用反推力装置）?

航程?4630千米

一、飞行原理

飞机在空气中运动时，是靠机翼产生升力使飞机离陆升空的。机翼升力是怎样产生的呢？这首先得从气流的基本原理谈起。在日常生活中，有风的时候，我们会感到有空气流过身体，特别凉爽；无风的时候，骑在自行车上也会有同样的体会，这就是相对气流的作用结果。滔滔江水，流经河道窄的地方时，水流速度就快；经过河道宽的地方时，水流变缓，流速较慢。空气也是一样，当它流过一根粗细不等的管子时，由于空气在管子里是连续不断地稳定流动，在空气密度不变的情况下，单位时间内从管道粗的一端流进多少，从细的一端就要流出多少。因此空气通过管道细的地方时，必须加速流动，才能保证流量相同。由此我们得出了流动空气的特性：流管细流速快；流管粗流速慢。这就是气流连续性原理。

实践证明，空气流动的速度变化后，还会引起压力变化。当流体稳定流过一个管道时，流速快的地方压力小。流速慢的地方压力大。

飞机在向前运动时，空气流到机翼前缘，分为上下两股，流过机翼上表现的流线，受到凸起的影响，使流线收敛变密，流管（把两条临近的流线看成管子的管壁）变细；而流过下表面的流线也受凸起的影响，但下表面的凸起程度明显小于上表面，所以，相对于上表面来说流线较疏松，流管较粗。由于机翼上表面流管变细，流速加快，压力较小，而下表面流管粗，流速慢，压力较大。这样在机翼上、下表面出现了压力差。这个作用在机翼各切面上的压力差的总和便是机翼的升力（见图）。其方向与相对气流方向垂直；其大小主要受飞行速度、迎角（翼弦与相对气流方向之间的夹角）、空气密度、机翼切面形状和机翼面积等因素的影响。当然，飞机的机身、水平尾翼等部位也能产生部分升力，但机翼升力是飞机升空的主要升力源。飞机之所以能起飞落地，主要是通过改变其升力的大小而实现的。这就是飞机能离陆升空并在空中飞行的奥秘。

二、飞机的主要组成部队及其功用

自从世界上出现飞机以来，飞机的结构形式虽然在不断改进，飞机类型不断增多，但到目前为止，除了极少数特殊形式的飞机之外，大多数飞机都是由下面六个主要部分组成，即：机翼、机身、尾翼、起落装置、操纵系统和动力装置。它们各有其独特的功用。

（一）机身

机身主要用来装载人员、货物、燃油、武器和机载设备，并通过它将机翼、尾翼、起落架等部件连成一个整体。在轻型飞机和歼击机、强击机上，还常将发动机装在机身内。

（二）机翼

机翼是飞机上用来产生升力的主要部件，一般分为左右两个翼面。

机翼通常有平直翼、后掠翼、三角翼等。机翼前后缘都保持基本平直的称平直翼，机翼前缘和后缘都向后掠称后掠翼，机翼平面形状成三角形的称三角翼，前一种适用于低速飞机，后两种适用于高速飞机。近来先进飞机还采用了边条机翼、前掠机翼等平面形状。

左右机翼后缘各设一个副翼，飞行员利用副翼进行滚转操纵。即飞行员向左压杆时，左机翼上的副翼向上偏转，左机翼升力下降；右机翼上的副翼下偏，右机翼升力增加，在两个机翼升力差作用下飞机向左滚转。为了降低起飞离地速度和着陆接地速度，缩短起飞和着陆滑跑距离，左右机翼后缘还装有襟翼。襟翼平时处于收上位置，起飞着陆时放下。

飞机的机翼的变化

在飞机诞生之初，机翼的形状千奇百怪，有的像鸟的翅膀，有的像蝙蝠的黑翼，有的像昆虫的翅膀；有的是单机翼，有的是双机翼。到第二次世界大战时，虽然绝大多数飞机"统一）到单机翼上来，但单机翼的位置又有上单机翼、中单机翼和下单机翼之分，其形状有平直机翼、后掠机翼、三角机翼、梯形机翼、变后掠角机翼和前掠角机翼之别。

（三）尾翼

尾翼分垂直尾翼和水平尾翼两部分。

1．垂直尾翼

垂直尾翼垂直安装在机身尾部，主要功能为保持飞机的方向平衡和操纵。

通常垂直尾翼后缘设有方向舵。飞行员利用方向舵进行方向操纵。当飞行员右蹬舵时，方向舵右偏，相对气流吹在垂尾上，使垂尾产生一个向左的侧力，此侧力相对于飞机重心产生一个使飞机机头右偏的力矩，从而使机头右偏。同样，蹬左舵时，方向舵左偏，机头左偏。某些高速飞机，没有独立的方向舵，整个垂尾跟着脚蹬操纵而偏转，称为全动垂尾。

2．水平尾翼

水平尾翼水平安装在机身尾部，主要功能为保持俯仰平衡和俯仰操纵。低速飞机水平尾翼前段为水平安定面，是不可操纵的，其后缘设有升降舵，飞行员利用升降舵进行俯仰操纵。即飞行员拉杆时，升降舵上偏，相对气流吹向水平尾翼时，水平尾翼产生附加的负升力（向下的升力），此力对飞机重心产生一个使机头上仰的力矩，从而使飞机抬头。同样飞行员推杆时升降舵下偏，飞机低头。

超音速飞机采用全动平尾，即将水平安定面与升降舵合为一体。飞行员推拉杆时整个水平尾翼都随之偏转。飞行员用全动平尾来进行俯仰操纵。其操纵原理与升降舵相同。

某些高速飞机为了提高滚转性能，在左、右压杆时，左、右平尾反向偏转，以产生附加的滚转力矩，这种平尾称为差动平尾。

有些飞机的水平尾翼放在机翼前边，这种飞机叫鸭式飞机。这时放在机翼前面的水平尾翼称为鸭翼或前翼。也有一部分飞机没有水平尾翼，这种飞机称为无尾飞机。

现在有些飞机还采用了三翼面的布局方法，也就是说既有机翼前面的前翼，也有机翼后面的水平尾翼。

（四）起落装置

起落装置的功用是使飞机在地面或水面进行起飞、着陆、滑行和停放。着陆时还通过起落装置吸收撞击能量，改善着陆性能。

早期陆上飞机起落装置比较简单，只有三个起落架，而且在空中不能收起，飞行阻力大。现代的陆上飞机起落装置包含起落架和改善起落性能的装置两部分，且起落架在起飞后即可收起，以减少飞行阻力。改善起落性能的装置主要有起飞加速器、机轮刹车、减速伞等。

水上飞机的起落架由浮筒代替机轮。

（五）操纵系统（飞行控制系统）

飞机操纵系统是指从座舱中飞行员驾驶杆（盘）到水平尾翼、副翼、方向舵等操纵面，用来传递飞行员操纵指令，改变飞行状态的整个系统。早期的操纵系统是由拉杆、摇臂（或钢索）组成的纯机械操纵系统。现代飞机在操纵系统中采用了很多自动控制装置，因而，通常把它称为飞行控制系统。

（六）动力装置

飞机动力装置是用来产生拉力（螺旋桨飞机）或推力（喷气式飞机），使飞机前进的装置。采用推力矢量的动力装置，还可用来进行机动飞行。现代的军用飞机多数为喷气式飞机。

喷气式飞机的动力装置主要分为涡轮喷气发动机和涡轮风扇发动机两类。

三、飞机的操纵方式

千变万化的飞行动作都是在飞行员以杆、舵、油门为主的操纵下完成的。主要有俯仰操纵、横侧操纵和方向操纵。

（一）俯仰转动

俯仰转动是通过飞行员前推或后拉驾驶杆，从而使升降舵面上偏或下偏来实现的。如飞行员向后拉杆时，升降舵上偏，相对气流作用在升降舵面上，使整个水平尾翼产生一个向下的附加力，对飞机重心构成一个使机头上仰的操纵力矩，在这个力矩的作用下，飞机绕横轴做上仰运动。

当飞行员向前推杆时，升降舵向下偏转，相对气流作用在升降面上，在水平尾翼上产生一个向上的附加力，对飞机重心构成了使机头下俯的操纵力矩，飞机便绕横轴做下俯运动。

（二）横侧转动

横侧转动是通过飞行员在左右压杆，使左右机翼上的副翼发生偏转来实现的。如飞行员向左压杆，左副翼上偏，右副翼下偏。相对气流作用在左右副翼上，使左机翼产生向下的附加力，右机翼产生向上的附加力，对飞机重心构成左滚力矩，飞机便绕纵轴向左滚转。相反，如果飞行员向右压杆，飞机右副翼上偏，左副翼下偏，对飞机重心构成右滚力矩，飞机便向右滚转。

（三）方向偏转

方向偏转是通过飞行员左、右蹬舵，使垂直尾翼上的方向舵左、右偏转来实现的。如飞行员蹬左舵，方向舵左偏，相对气流作用在方向舵面上，使垂直尾翼上产生一个向右的侧力，对飞机重心构成了一个使机头左偏的方向操纵力矩，飞机向左发生偏转同样，飞行员蹬右舵，机头就会向右偏转。

当然，飞行员在做飞行动作时，不仅在于进行某种单一的操纵，而是几种操纵同时进行的。如做特技飞行中的急上升转弯（战斗转弯）的动作时，飞行员不但要加油门向后拉杆，增加仰角，还要压杆增大坡度，同时还要蹬舵消除内侧滑，使飞机绕三轴同时转动。可见，飞行远远不象我们看到的"自由翱翔"那么简单，飞机所呈现出的各种简单与复杂的飞行状态，都出自飞行员灵巧的双手和双脚。

四、飞行的基本状态和复杂的特技动作

（一）基本状态

1．平飞：是最基本的飞行动作，通常是指飞机在等高、等速的条件下做水平直线飞行。这时，飞机的升力（Y）与重力（G）平衡，拉力（P）与阻力（X）平衡，即：Y=G、P=X。当然，还有加速平飞和减速平飞，所不同的是：加速平飞时P＞X，而减速平飞时P＜X。

2．上升：飞机沿一条倾斜向上的轨迹所做的飞行（爬高）。上升轨迹与水平面的夹角称上升角。上升分等速和变速上升。

3．下滑：飞机沿向下的倾斜轨迹所做的飞行称下滑。下滑轨迹与水平面之间的夹角，叫下滑角。下滑分加速下滑（迅速下降高度）、减速下滑（着陆阶段）和等速下滑。

4．侧滑：飞机对称面与相对气流方向不一致的飞行称侧滑。飞行中，飞行员只蹬舵，不压杆，或只压杆不蹬舵，都会使飞机产生侧滑。相对气流与飞机对称面之间的夹角叫侧滑角。

这是几种最基本的飞行状态，飞行学员在最初的"起落航线"阶段就会遇到。

（二）起落航线飞行

所谓起落航线飞行，就是在机场上空周围按规定的高度、速度和预定的转弯点组成五边（或四边）航线进行起飞着陆的飞行。要求飞行员在有限的时间内，完成观察座舱内外的各种信息变化，并及时操纵以保持正确数据；目测判断和修正飞机的状态、飞行高度、速度及前后机距离；完成收放起落架和襟翼动作等。分起飞上升、航线建立和下滑目测着陆等阶段。

1．起飞：是指飞机从开始滑跑到离陆并上升到一定的高度（通常为25米）和达到一定速度的过程。正常起飞分三点滑跑、两点滑跑、离陆、小角度上升和上升5个阶段（图1-27）。高速飞机由于发动机功率大，离陆后可不经过小角度上升而直接进入上升阶段。

2．着陆：是指飞机从一定的高度下滑并降落于跑道，直到停止滑跑，脱离跑道（滑出跑道）的过程。通常分为下滑、拉开始、拉平、平飘、接地和着陆滑跑6个阶段。一般飞机的着陆速度比起飞离陆速度大，为了缩短着陆滑跑矩离，高速飞机落地时除了使用刹车减速装置外，还使用着陆减速伞，作用在于缩短滑跑距离。

（三）特技飞行

飞行员操纵飞机按一定的动作形式和轨迹做高度、速度、方向和状态不断变化的飞行叫特技飞行。它是歼击机飞行员的必修课目。是充分发挥飞机性能，利用各种飞行动作进行空中机动以有效地攻击敌方并避开敌方攻击的重要手段。

特技有简单特技、复杂特技和高级特技之分。简单特技主要动作有：盘旋、俯冲、横滚、跃升、急上升转弯等。复杂特技有：最大允许坡度盘旋（大坡度盘旋）、半滚倒转、斤斗、半斤斗翻转、斜斤斗等（图1-30）。高级特技有：上下横"8"字、竖"8"字、草花形斤斗、双上升转弯、上升横滚、跃升盘旋、翻转横滚、多次上升横滚和多次下滑横滚等。

（四）超机动能力

超机动能力是从1989年苏-27战斗机表演了"眼镜蛇"机动动作后开始出现的飞行新概念，这是一个全新的、非常规的机动动作。"眼镜蛇"机动简单的说是一个低速、大迎角机动，飞机能够在2.5秒之内使俯仰角变化90度到100度。而且在整套动作中飞机没有任何失控趋势的动作。"眼镜蛇"机动说明，苏-27已具有很好的上仰操纵能力，动、静态横侧稳定性和操纵性，以及良好的下俯控制能力。由于苏-27的良好飞行性能，使它成为公认的第三代超音速战斗机的优秀代表，与美国的F-16和F-15并驾齐驱。

继苏-27之后，苏霍伊飞机设计局又推出苏-37战斗机。苏-37是在苏-27M战斗机基础上发展的型号,其外形与苏-27很相似。该机不仅能够作"眼镜蛇"机动，而且还可以在"眼镜蛇"机动动作后接一个360度的滚转、尾冲，在垂直平面内作360度转向的圆形机动，高速盘旋时可以大角度攻击目标，甚至可以在大迎角情况下以接近零速的状态下飞行。因此，苏-37被称为当今超机动性或超高机动性战斗机。

苏-37为什么有这么好的机动特性，主要是因为它装备了一种功能独特的动力装置，即两台AL-37FU涡轮风扇发动机。这种发动机不但推重比大，可为战斗机提供强劲的飞行动力，而且采用了先进的转向喷口设计，使飞机具有推力矢量控制能力，可实现超常的高难度机动飞行。超机动能力是对战斗机机动性能提出的新的更高的要求，但是有些非常规机动的实用价值如何，目前还较大争议。

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