中国轰6K为何要在机身外捆绑钢索 真是强度不够吗

2016年12月13日 12:08 新浪军事 微博
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  近日中国空军战机又一次突破第一岛链,插入宫古海峡,深入西太平洋进行远海巡逻训练,并与日方的战机发生近距离对峙。据国防部新闻发言人12月10日透露,2016年12月10日上午,中国空军战机经宫古海峡空域赴西太平洋进行例行性远海训练,宫古海峡是公认的国际航道,中国空军有飞越自由,日方的航空自卫队出动1批2架F-15战斗机对中方飞机实施近距离干扰并发射干扰弹,日方军机的行为是危险的、不专业的,危害中方飞机和人员安全。中方飞行员迅即采取必要应对措施,并继续开展相关训练。

  有细心的读者发现,官方公布的空军轰-6K轰炸机的背脊上有一根钢索拉线,从驾驶舱后部的机身背部一直拉到垂尾的顶部,这是做啥用的呢?

  有些网友认为,这是因为轰炸机的机身结构强度不足,飞起后会发生垂尾折断、机翼折断、骨架变形等的问题导致坠机。所以加上钢索来增加强度,绷紧的钢索辅助机身承受的外力。你信么?

  也有网友回答,这是一根操作钢索,作用是用来操作舵面。老式飞机没有液压传动,操控操纵杆、脚蹬舵,靠钢索传到动力牵拉舵面,控制尾翼副翼的转动,控制飞机飞行。你信么?

上几张图,是查阅百度知道的截图,还真有好多个“最佳答案”,该钢索是为了加强机身强度,或控制尾翼副翼的“线传操作系统”。

  查阅百度知道,还真有好多个“最佳答案”,该钢索是为了加强机身强度,或控制尾翼副翼的“线传操作系统”。

  其实这些答案都不正确。

  轰-6K轰炸机机背上的钢索,学名叫“张线天线”,也叫拉线天线,或者叫拉索式天线。这是一种刚性天线,过去也有叫温顿天线的。是用于远程超视距通信的长波天线,用于提高传输增益。因为波长较长,所以尺度较大,不易安装,就设计成钢索的形式。目前在很多螺旋桨飞机,现代亚音速大型飞机上采用,具有结构简单、效率高、造价低等优点。

  刚性拉索天线,通常采用倾斜安装,从尾翼拉到机身的背部或两侧。之所以要纵向从机背拉到垂尾,就是那里空间闲置,另外考虑阻力问题,如果横向从机翼两端拉,阻力太大。拉索式天线也不能拉到机头的座舱玻璃,那样会阻碍飞行员视线。

  拉索式天线的缺点是气动阻力较大,若飞行速度960公里/小时,为克服气动阻力,对于30厘米长的天线杆和数米甚至十几米的天线,要求发动机付出大约200马力的增补功率。另外这种天线还存在结冰风险,绝缘子和天线上覆盖冰层,也加大了通信功率损耗。

  如图所示,这架二战时期的德国梅塞施米特BF109E战斗机,可以清晰看出飞机顶部安装了一根线天线,并且天线馈电点在中心偏左位置。

  一般情况下,在尺寸较小的低速飞机上,随意安装一两根金属线做天线,就可以满足无线电通信需求,一是因为飞机起飞后具有很好的高度优势,通信距离较远。二是因为其采用低波段通讯,抗干扰的能力较强。所以在飞机上安装天线时,首先需要考虑的关键因素应该是对飞机飞行性能的影响。

  对于中低速飞行的飞机而言,钢索拉线天线是最佳选择,二战以后的军民飞机,如美国的C130运输机,国产运七、运八和轰六等飞机,均使用无桅杆倾斜拉线天线,也有使用倒L形、T形及其他变形天线。早期的国产运七飞机安装的是类似于长线天线的端馈式天线,而轰-6轰炸机则安装的是偶极天线,在中间馈电点处垂下一根馈线。

  对于飞行速度较快的飞机而言,任何突出机身物体都会产生较大的阻力,这就使得必须把天线隐藏起来或安装于整流罩中,以减少空气阻力。

  因为电子技术的快速发展,固态技术已替代了大块头的电子管,无线电通信频率已迈向微波时代,这也相应缩小了天线外形尺寸。现在飞机在VHF波段均使用马刀式天线,其一般安装在飞机的机背上方或机腹下方等空气阻力较小的位置,天线外观像一个小翼面。

上图是国产歼-7G战斗机采用的盘状马刀天线。

  上图是国产歼-7G战斗机采用的盘状马刀天线。

  对于飞行速度接近于音速的飞机,由于外置天线所产生的空气阻力急剧增大。为了克服气动阻力,研制出了半外伸或非外伸式短波天线。这些天线的辐射器就是飞机的机身。利用飞机机身作为短波天线,采用一种能够把飞机蒙皮表面激励起高频电流的方法,也就是把飞机上的短波电台发射机输出端耦合到飞机蒙皮上,使得飞机蒙皮表面激励起高频电流面。例如波音737飞机,安装了三部VHF通信电台和一部HF设备,但机身外部未安装任何高频天线。

  我国的很多军民用飞机都安装有拉索式张线天线,例如以下几图:

  也有一些网友认为张线天线出现于第二次世界大战时期,到现在还在使用,说明原苏联/俄罗斯和中国的航空技术比较落后。其实这是误解,西方的老式和现代飞机上也都使用拉索式天线,只是由于此类天线由较细的钢索构成,远距离观察和拍摄不容易注意到。以下几张图是西方飞机上的拉索式天线:

  对于现代高性能战斗机和军用机,由于无线电应用形式复杂多样,因此在战斗机上通常安装各种无线电应用的专用天线,如马刀天线(电台)、罗盘天线(测向导航)、米波天线(半米波、全米波)、信标天线(着陆)、雷达天线等,每个天线分担着不同的通讯频率。

  也有网友问,轰-6K轰炸机是我国空军比较先进的作战飞机,2007年首飞,2015年9月3日才正式公开亮相。按理说如此先进的战机不应该还使用老式的拉索天线。这是因为轰6K轰炸机是在轰6轰炸机基础上改进而来,飞行速度没有提升,采用原来的天线对新飞机没有任何影响。而且此类天线技术非常成熟,在各种场合下维护简单,只需每年拆下进行油脂保护即可,所以飞机设计师肯定优先选用这种天线。

  也有网友甚至说这玩意的作用,是用来晾衣服的,这就需要开脑洞了。(作者署名:科罗廖夫)

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