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“能量机动”战术背后的物理原理

时间:2022-09-27 09:23:52 作者:leyu最新版 来源:leyu官网app

  朝鲜战争后期,中美空军进行了一番较量。中国空军发展较晚,从训练时间来看,1950年8月,中国空军才开始换装米格-15,并在苏联教官的带领下进行战前训练,飞行员平均飞行时间仅22个小时;美军飞行员普遍具备数百小时飞行经历,最多高达3000小时,且一半以上飞行员具备实战经验。从战机性能来看,米格-15的主要对手是F-86,二者性能各有优势:米格-15更轻巧灵活、垂直机动性较强、推重比较大(0.54对0.42)、火力毁伤概率较高;而F-86在低空水平机动性能、水平加减速能力、滚转速度、高速飞行的稳定性、火力命中概率等方面则占有优势。可以说,双方各有所长,不分仲伯。在实战过程中,中国飞行员擅长在战争中学习战争,创造出“回旋”战术(又称“摇-摇”战术),多次重创F-86机群,打出了中国空军的威名,并在朝鲜天空开辟了著名的“米格走廊”。

  “回旋”战术又分为“高强势回旋”(高“摇-摇”)和“低强势回旋”(低“摇-摇”)。

  “高强势回旋”,是指我机在高速状态下攻击敌机的战术,目的是防止我机因速度太快而冲到敌机前面。具体方法是把我机的速度转换为高度,把动能转换为势能,始终保持敌机在视野内,直到机头指向敌机,构成攻击条件。

  与此相反,“低强势回旋”,是指在速度不如敌机的情况下所采用的一种能量机动战术,目的是追上敌机,同时防止敌机借助水平机动摆脱攻击。具体方法是把高度转换成速度,把势能转换为动能,不单纯依赖发动机而大幅提高飞机速度,为攻击敌机创造条件。

  由此可见,“回旋”战术的本质是利用“动能与势能可相互转换”的物理定律。当速度过快时,通过向上机动,将动能“储存”为势能,同时达到减慢速度的目的。这种方式是通过“储能”的方式“省力”,为后续战术行动创造有利条件。当速度过慢时,通过向下机动,将“储存”的势能“释放”出来,达到提升速度的目的。这种方式是通过“释能”的方式“借力”,来达成战术加速的目的。根据牛顿“万有引力”定律和爱因斯坦相对论,这种根据作战需求灵活调整“能量状态”、扬长避短从而对敌形成优势的“能量机动”战术,本质上就是顺应和利用地球万有引力或时空的扭曲,对战机能量进行转换、储存和适时释放,既省力又借力,从而灵活应对不同空战态势,实现作战效益最大化。

  值得一提的是,“回旋”战术与“能量机动理论”有颇多相通之处。“能量机动理论”由美国空军传奇人物约翰 博伊德于1960年建立,其认为战机狗斗的本质是动能与重力势能的转换效率,而一架飞机的狗斗性能就是其能量转换的能力,具体到飞机性能参数则由“单位重量剩余功率(SEP)”表示。博伊德认为:战斗机在飞行包线(飞行包线,是指以飞行速度、高度、过载、环境温度等参数为坐标,表示飞机飞行范围和飞机使用限制条件的封闭几何图形,能够反映飞机的总体飞行性能。)内任何一点,SEP较高的一方占优势;而更高的SEP值需要更大的推力、更快的速度。

  能量机动理论指出,速度与机动性是飞机的两大要素,但决定胜负的往往是后者。该理论打破了上世纪60年代“唯速度论”的战机研发原则,基于这一理论,博伊德将数学概念引入空战,使空战可以量化,进而影响了美空军F-15、F-16等第三代主力空优战机的设计,使空战产生了革命性的变化。这深刻表明,无论陆军、海军还是空军,战术的发展水平受制于武器装备,而武器装备的研发则取决于基础理论。博伊德建立“能量机动理论”,然后美空军遵循这一理论研发先进战机,最终确立了世界范围内的先进地位。

  时至今日,在“隐形超视距作战”作为主流战术的今天,空战的交战距离越来越远,但近距空中格斗训练仍然是各国飞行员的必训科目。一方面,空战往往发生在视距外,但在未命中对方的情况下,随着距离的拉近,很容易发展到视距内格斗;另一方面,近距格斗训练对于飞行员增强态势感知能力、掌握战斗机性能、提高战斗意识仍具有重要意义。更重要的是,“能量机动理论”对于飞行员洞察空战本质、提升战术素养具有重要的启示意义。

  作者:毛炜豪,国防科大军事学硕士,新加坡南洋理工大学战略学硕士,作战理论科普专家,陆军指挥学院讲师,主要从事联合作战、合同战术等方面的研究,先后在《报》《光明日报》《中国国防报》《指挥控制与仿线余篇。


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