李椿萱院士：軍事與航空密不可分！

（文章來源《院士講科學》，該書由《知識就是力量》雜誌社總策劃，科學普及出版社出版）

前段時間，中國第一款自主研製並嘗試打入國際市場的大型客機C919成功首飛，在不久的7月，國產水陸兩棲飛機AG600也即將首飛，中國航空業迅猛發展，不斷地給我們驚喜。相信同學們對航空也充滿了興趣，今天，我們就來跟隨李椿萱院士的腳步，了解一下軍事與航空業發展密不可分的關係！

李椿萱院士，圖片來源網路

主講人：李椿萱

空氣動力學、航空航天飛行器設計、高速碰撞力學專家，中國工程院院士，北京航空航天大學教授。

早年曾參與美國太空梭、導彈相關預研工作，並涉及超高速碰撞力學等領域的研究工作。1980年回國後，主要從事飛行器空氣動力學的研究工作，在天地往返運輸系統氣動力、熱特性，飛行器、推進系統一體化氣體熱動力，以及飛行器動態特性等研究中取得了一批成果。1987—1997年先後任「863」計劃航天領域主題專家組成員及專題組組長。

軍事需求促進航空進步

1903年，萊特兄弟發明了飛機。僅僅不到10年，1911—1912年義大利與土耳其之間的軍事衝突，就讓人們看到了飛機的軍用價值。

第一次世界大戰在1914年爆發，4年半的戰亂促進了各參戰國航空技術的急速發展。從1918年戰爭結束，到作為第二次世界大戰歐洲戰場起點的1939年9月1日納粹德國進攻波蘭的21年間，被認為是航空史上的一個「黃金時代」。

在此期間，歐美各國著手實施各種創紀錄飛行，比如查爾斯·林德伯格飛越大西洋，日本與美國飛行員飛越太平洋的競爭，以及美國女飛行員阿梅莉亞·埃爾哈特的環球飛行等，都發生在這一時期。第二次世界大戰爆發之後，世界各國又迎來了一個航空技術的急速發展期。到大戰後期，德國和英國空軍都裝備了先進的噴氣式飛機，而德國甚至開始了對下一代噴氣式飛機和超音速飛機的研發工作。

簡而言之，在20世紀的上半葉對大部分飛行器的研發都同兩次世界大戰有關；也就是說，國防急需促進了航空技術的發展。第二次世界大戰以後，美蘇爭霸又延續了航空技術高速發展的趨勢，使現代飛機變成了一種高技術的集成體。

隨著人類進入太空時代，研發高超聲速飛行器和空天飛機成為航空航天領域的新目標，屬於材料、力學、信息、電子、控制、動力等多種學科的高技術組合以航空器乃至航天器為核心，各個學科的研發成果，帶動了各個高技術產業的發展，從而推動了整個國家國民經濟的發展。

軍機推動航空技術演進

從第二次世界大戰結束直到今天，美蘇爭霸和大量的局部戰爭，讓軍用飛機仍然維持了高速發展的態勢。以戰鬥機為例，目前，美國的超聲速戰鬥機已經發展到了第四代，而第三代戰鬥機也在改型升級之後，與第四代戰鬥機混用。俄羅斯的戰鬥機也進入了第四代（根據俄式標準是第五代），其代表T-50被認為是與美國F-22、F-35比肩的第四代戰鬥機。

在戰略轟炸機領域，美國的戰略轟炸機機隊大體上是3種飛機的混合；俄羅斯的戰略轟炸機隊目前已經全是圖波列夫設計局的產品；中國在戰略轟炸機領域比較滯後，相比於美國和俄羅斯在這個領域的實力仍有差距。

軍隊也很需要運輸機，特別是大型的戰略運輸機來運輸重型武器裝備。美國的戰略運輸機主要有C-17和C-5，它們可以運輸美國軍隊目前擁有的所有軍事裝備前往全球各地。俄羅斯與烏克蘭繼承了蘇聯時期戰略運輸機的遺產，擁有伊爾-76、安-124等戰略運輸機，特別是世界上最大且唯一的戰略運輸機安-225。歐洲比較有影響力的戰略運輸機，是空中客車公司生產的A400。除了這些巨型戰略運輸機，還有一種比較有影響力但比較小的戰術運輸機，是美國的C-130，由於其漫長的服役期和眾多改型而為人熟知。

軍隊呼喚大型飛機（運輸機），是因為它們有更多的改裝空間。解放軍使用運-8和伊爾-76運輸機以及圖-154機，改裝成了不同類型的預警機或者電子戰飛機。在美國，發達的民航客機工業，使美軍會使用多種波音公司的客機改為電子戰用途，比如波音707被改為E-3「望樓」預警機，波音747和波音767都有被改為空中指揮所的案例。這些大飛機提供給軍隊更多的戰略選擇，但它們能夠問世，很大程度上取決於國家航空工業的實力。

目前的軍事理論認為，未來戰爭的制高點可能是太空，也就是說，太空軍事化會成為一種必然。另一種趨勢，則是認為戰鬥機可能會走向無人化，因為無人戰鬥機不需要考慮飛行員的位置，可以進一步縮小體積，而且允許更大的過載。

因此，在未來的戰場上，無人機和傳統戰鬥機共同出戰，或許會成為一種常態。美國目前研製的X-47，就是一種無人戰鬥機。新一代的航空母艦傑拉爾德·福特號，已經裝備彈射力度可調的電磁彈射器，也是為搭載大量精密設備的無人戰鬥機上艦做準備。

互動問答

Q:英國著名的「鷂」式垂直起落飛機，是如何實現垂直起降的？

李椿萱：「鷂」式飛機是英國研製的垂直起落攻擊機，後來，美國購買了一些出口型用以取代本國老舊的艦載攻擊機，並改進了這些出口型。「鷂」式的垂直起降和短距起降功能，是通過它的「飛馬」發動機實現的。這種發動機的噴口可以旋轉，讓「鷂」式飛機能實現垂直起落，適應一些狹窄的環境，比如航空母艦的甲板。但垂直起落的代價也是很大的，這個過程會消耗大量燃料，嚴重削減飛機的作戰半徑。美國的F-35戰鬥機，其中一種正在測試中的改型F-35B，也具有垂直起落能力，這是通過升力風扇、發動機噴管下偏、調姿噴管這三種技術共同作用來實現的。

編輯：魯凡英

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