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主流民航干线客机(涡扇发动机)的巡航速度在850公里/小时左右、支线客机(包括涡桨发动机支线客机)的巡航速度要略低一些,大概在650公里/左右;目前世界主流三代军用战斗机的经济巡航速度均低于音速,基本上都是高亚音速巡航,也就是900公里/小时左右,一旦需要可以打开发动机加力实现超音速飞行;而第四代战斗机可以实现超音速巡航,其配备的高性能涡扇发动机可以在不开加力的情况下实现超音速飞行,巡航速度可以达到1200公里/小时以上。
在平流层巡航的民航客机 F-18战斗机突破音障
民航客机领域最强大的两大巨头是美国的波音公司和欧洲的空中客车公司。以波音公司最新的波音-787“梦幻”客机为例,其装备2台通用公司的GEnX大涵道比涡扇发动机,巡航速度为0.85马赫(音速的0.85倍),也就是约850公里/小时,巡航模式下最大航程超过15000公里。
波音-787“梦幻”客机
俄罗斯Su-30战斗机是三代战斗机的典型代表之一,其装备了2台AL-31F涡扇发动机,虽然最大飞行速度超过2.2马赫,而其不能实现超音速巡航,巡航速度一遍在900公里/小时左右,最大航程可达到3600公里;而
美国的F-22战斗机是世界上第一款实现超音速巡航的四代战斗机,装备2台F-119涡扇发动机,最大速度超过2.2马赫,公开资料显示其巡航速度可以达到1.1马赫(约1200公里/小时)。Su-35战斗机首架量产型试飞
F-22战斗机突破音障进行超音速巡航
其实对于巡航速度,民航客机最看重的是经济性和环保,而战斗机是考虑机动性,经济性往往不是首要因素。民航客机航线固定、飞行平稳,注重巡航速度的要求;战斗机作战要求多变、巡航速度的重要性不如民航客机高,当然在满足机动性和作战指标要求的前提下,巡航速度越高自然越好!
威呐解析
世界上绝大多数喷气式客机,其实和绝大多数战斗机的巡航速度差别不太大。这是因为能超巡的战斗机并不多。目前世界上所有现役客机,都是亚音速客机。波音747算是飞得比较快的客机,最大速度不超过0.92马赫,经济巡航速度约0.855马赫。飞得比战斗机还快的客机也有,比如协和和图144,这两型客机以2马赫巡航,在巡航段,绝大多数战斗机都追不上。要想拦截这两型客机,惟一的办法是提前占位。
图一:苏联图144客机,不用怀疑,这货飞起来绝大多数战斗机都追不上。
战斗机超巡需要付出很大的代价,需要有优秀的发动机,需要有优秀的气动布局。F-22是世界上第一种有真正意义上超巡能力的战斗机,据称能以高达1.7马赫的速度超巡。其它拥有真正超巡能力的一只手数得过来,包括苏57和歼20。
米格25和米格31,以及英国的闪电,拥有的是伪超巡能力。通过加大发动机推力,维持半小时左右的超音速飞行能力。代价就是燃油消耗极快,对发动机寿命也有很大影响。为了拉一次风,报废两台发动机这种事,苏联没少干。
图二:图144并不是照抄协和,苏联不至于弱到抄欧洲的飞机。
美军现役的F-15、F-16,俄罗斯现役的苏27和米格29,法国的幻影2000和阵风,都没有超巡能力,它们的巡航速度和老式的米格21没有本质区别,跟波音747这种非常接近音速的客机也没有本质区别。这些标称为2马赫的战斗机,实际上只是短时间内的冲刺速度,打开加力2马赫飞行犹如嗑药,药效维持三五分钟,然后就变成亚音速飞机。
在实战中也是如此,以美军的F-15和F-16编队纵深打击为例,一般起飞后转入中高空,以高亚音速飞行,从而尽量节省油料。低空高速飞行非常耗油,只有在接近目标或是对目标发起突击时才这么干。F-15遇到敌机后,就会打开加力提升速度,爬升高度,维持能量优势,这时一般会打开5分钟左右的最大加力,视情是否突破音速。
图三:涡桨客机要比喷气式客机慢一截。
至于涡桨客机,速度要慢一些,跟C-130之类的军用运输机差不多。C-130并不会因为涂了美军的军徽,就能超音速巡航。涡桨飞机先天就跟超音速飞行不太搭边,要比喷气式客机慢一截。典型的ATR72,巡航速度只有区区510千米/小时。
厉兵
不同型号的民航客机,巡航速度不一样,一般都在每小时900~1000公里。
那么战斗机呢,说到这,朋友们知道么,看起来庞大笨拙的民航客机,巡航速度却胜过轻巧灵活的战斗机,如果不开加力,战斗机都追不上民航客机,是不是很意外?
之所以会这样,一句话,民航客机和战斗机的任务不一样,设计的侧重点也不同。
民航客机,既然是商业化的运营,经济性就是最重要的指标,怎样能飞得又远又省燃料,就怎样来,为此民航客机都采用高升力、适合亚音速巡航的流体翼型,这种设计的巡航能力很强,机动性就很差了,战斗机则侧重机动性、飞行速度,机翼十分的单薄,巡航效率就比较差。
另外还有一个原因,空气动力学上讲,越大的飞机巡航起来越沾光,同样的动力水平,大飞机就是要比小飞机飞得快。
飞行时,阻力近似与机体尺寸成二次方关系,推力却近似与尺寸成三次方关系,尺寸大一倍的飞机,阻力变成原来的四倍,推力却接近变成原来的八倍,力气更足,自然可以飞的更快。
所以可以见到,和推重比动辄1.0以上、发动机推力比自身重量还高的战斗机相比,民航客机的推重比只有0.3、甚至0.2这么低,但巡航速度照样比战斗机高,除非战斗机开加力、用油耗超高的加力燃烧方式飞行,才能在速度上扳回一城。
但是开加力飞行,非常耗油,支持不了多远就没油啦。
而巡航速度则是“最经济”的航速,携带同样多的燃油,战斗机在巡航速度下可以飞的最远。
常见的战斗机,巡航速度各不相同,重型机的巡航速度高一些、轻型机低一些,具体数据会随大气条件和战机的翼型、挂载、飞行高度而变,大概的数据,苏-27不到每小时780公里,F-16大约每小时650公里,三角翼的歼-10则接近时速750公里,米格-25更接近每小时900公里。
敲黑板,上面说的都是巡航速度,而不是战斗机不开加力时的最大速度。
巡航速度可以让战斗机最省油、飞的最远,如果不差油钱、只追求快,加油门到最大推力,甚至开加力,现代战斗机的最大速度一般都在每小时2000公里以上。
但是这样的冲刺,无法持久,和民航客机的一口气巡航到目的地是没法比的。
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