智九三角隊(duì)
2009年10月1日,慶祝新中國(guó)成立60周年的盛大閱兵儀式在北京天安門廣場(chǎng)舉行??贞戃姟⒑\姾完戃姾娇毡娘w機(jī)和直升機(jī)空組成了12 空中等梯隊(duì),氣勢(shì)磅礴地穿過(guò)了天安門廣場(chǎng)空,接受了人民的檢閱,向全世界展示了中國(guó)的空中等實(shí)力。這次閱兵將在參考要素、裝備類型、裝備數(shù)量、裝備水平等方面創(chuàng)造我國(guó)閱兵史上的新紀(jì)錄。閱讀飛行有哪些門道,外行看熱鬧?
隊(duì)形:展示力量,塑造形象
游行活動(dòng)通常分為游行和行列式。閱兵是一種儀式,在這種儀式中,部隊(duì)按照規(guī)定的隊(duì)形和禮儀接受閱兵領(lǐng)導(dǎo)通過(guò)隊(duì)列。行列式是指部隊(duì)按照規(guī)定的隊(duì)形和禮儀依次通過(guò)檢閱臺(tái)(上空)并接受閱兵領(lǐng)導(dǎo)檢閱的儀式。要讀的航班是空。航空兵空部隊(duì)駕駛的飛機(jī)、直升機(jī)等航空器按照規(guī)定的隊(duì)形和禮儀依次通過(guò)檢閱臺(tái)空,接受國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人和部隊(duì)首長(zhǎng)的檢閱。
空中最具觀賞性的行列式是空中的隊(duì)形,它是由飛機(jī)之間的間隔、距離和高度差決定的。所謂間隔,是指相鄰飛機(jī)的翼尖在飛機(jī)水平軸線方向上的距離;距離是指縱向軸線方向相鄰飛機(jī)之間,前機(jī)后端與后機(jī)前端之間的距離;高度差是指上飛機(jī)最低點(diǎn)與下飛機(jī)最高點(diǎn)在垂直軸方向的距離。如果后面的飛機(jī)比前面的飛機(jī)低,就叫高度差,如果后面的飛機(jī)比前面的飛機(jī)高,就叫高度差。一般輕型戰(zhàn)斗機(jī)密集編隊(duì)的高度差在3米左右??盏貙拥拿芏扔蓪佣?、距離和高差決定,可分為超致密地層、致密地層、稀疏地層和疏散地層四種類型。為了提高觀看效果,在不進(jìn)入前機(jī)尾流、不發(fā)生碰撞的前提下,已讀飛行盡可能采取最小的間隔、距離和高度差,往往采用密集隊(duì)形。密集編隊(duì)間隔為1 ~ 2個(gè)翼展長(zhǎng)度,距離為1 ~ 2個(gè)機(jī)身長(zhǎng)度。一般高度差取下來(lái),也就是后機(jī)在前機(jī)下面,便于觀察。否則后面飛機(jī)的機(jī)頭部分會(huì)遮擋飛行員視線。本次閱兵殲11梯隊(duì)采用30×30米的陣型,殲8F梯隊(duì)為20×25米。
閱讀飛行采用什么樣的陣型主要由三個(gè)因素決定:一是觀察效果,是否能充分展現(xiàn)部隊(duì)的風(fēng)格和訓(xùn)練水平;二、安全考慮歸結(jié)為兩句話,即“防喚醒、防碰撞”;第三是飛機(jī)的性能和飛行員的飛行技能。常見(jiàn)的飛行隊(duì)形閱讀包括楔形隊(duì)、梯形隊(duì)、水平隊(duì)、圓柱隊(duì)、菱形隊(duì)、箭隊(duì)、方形隊(duì)和雙楔形隊(duì)。有些國(guó)家也喜歡展示他們特有的隊(duì)形,如英國(guó)紅箭的阿波羅隊(duì)和協(xié)和隊(duì)。楔形隊(duì)是最常用的閱兵隊(duì)形,典型的是3機(jī)楔形隊(duì),長(zhǎng)飛機(jī)在中間,僚機(jī)在兩側(cè)后方。楔形隊(duì)給人一種意氣風(fēng)發(fā)、有進(jìn)取心的感覺(jué),便于觀察、指揮和陣型維護(hù)。梯形隊(duì)一般適合四架以上的飛機(jī)編隊(duì)。僚機(jī)(組)都位于長(zhǎng)機(jī)的同側(cè)后方,排成一行。梯形隊(duì)伍給人整潔、嚴(yán)謹(jǐn)、自信的感覺(jué),動(dòng)作靈活,便于觀察和調(diào)整陣型。橫隊(duì)是僚機(jī)和僚機(jī)(群)沿橫向近似呈直線排列的陣型。多機(jī)交叉團(tuán)隊(duì)可以創(chuàng)造出轟轟烈烈的氣勢(shì),但在飛行中很難操作。僚機(jī)很難觀察到僚機(jī)的動(dòng)態(tài)和方向機(jī)動(dòng)。立柱是每個(gè)僚機(jī)(組)依次排列在長(zhǎng)飛機(jī)尾部后面的一種隊(duì)形,以一定的高度差和距離垂直排列。往往能營(yíng)造出抒情浪漫的氣氛,但不方便僚機(jī)觀察整個(gè)隊(duì)形。有些看似復(fù)雜的地層,實(shí)際上是由上述基本地層組成的。比如魯航之-9WA的9機(jī)三角隊(duì),可以認(rèn)為是由一個(gè)5機(jī)楔隊(duì)和一個(gè)4機(jī)十字隊(duì)組成。
保持編隊(duì)飛行不是一件簡(jiǎn)單的事情,因?yàn)榫庩?duì)的精度關(guān)系到國(guó)家和軍事實(shí)力。如果飛機(jī)之間的間隔和距離誤差為1米,相對(duì)于50米的間隔只變化2%,20米的間隔變化5%,地面人員會(huì)檢測(cè)到;此外,編隊(duì)中飛機(jī)較多,地面人員會(huì)根據(jù)編隊(duì)的對(duì)稱性發(fā)現(xiàn)編隊(duì)誤差。所以,“一米不差”。怎樣才能保持隊(duì)形準(zhǔn)確?基本方法是通過(guò)長(zhǎng)平面的視角和清晰度來(lái)判斷間隔和距離。密集隊(duì)形下雷達(dá)等傳感器達(dá)不到要求的精確值(完全依靠傳感器的無(wú)人機(jī)空加油在美國(guó)也處于試驗(yàn)階段)。為了進(jìn)一步提高隊(duì)形的準(zhǔn)確性,有必要采用劃線的方法進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。所謂劃線,就是在長(zhǎng)機(jī)特定部位畫出的明顯標(biāo)記,一般有兩條:一條叫主劃線,一條叫副劃線。當(dāng)僚機(jī)飛行員用特定的觀察線同時(shí)看到這兩條標(biāo)志線時(shí),說(shuō)明僚機(jī)和僚機(jī)之間的間隔和距離是好的,否則會(huì)出現(xiàn)偏差,必須及時(shí)操作飛機(jī)進(jìn)行修正。
守靈:編隊(duì)飛行的絆腳石
飛機(jī)或直升機(jī)在飛行中會(huì)產(chǎn)生尾流,編隊(duì)飛行時(shí)后方飛機(jī)很容易進(jìn)入前方飛機(jī)尾流。當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入尾流區(qū)時(shí),會(huì)發(fā)生滾轉(zhuǎn)、俯仰、抖動(dòng)、下沉、改變狀態(tài),甚至導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。如果是密集的地層,可能會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致碰撞。因此,以密集的形式進(jìn)入尾流意味著災(zāi)難性的后果。編隊(duì)飛行其實(shí)是一個(gè)對(duì)抗尾流的過(guò)程。
那么,什么是守靈?尾流是飛機(jī)(直升機(jī))不斷將其動(dòng)量傳遞給周圍空空氣的結(jié)果。飛機(jī)尾流由三部分組成:發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的噴流或螺旋槳產(chǎn)生的滑流;飛機(jī)表面周圍附面層產(chǎn)生的紊流:隨飛機(jī)升力產(chǎn)生的尾渦。Jet是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣,速度快,溫度高,方向一般與飛機(jī)縱軸一致。射流離開(kāi)尾噴管后,由于溫度降低和與周圍空氣體的能量交換,速度越來(lái)越小。對(duì)于一般噴氣式飛機(jī)來(lái)說(shuō),在未來(lái)100米左右的時(shí)間內(nèi),噴氣速度已經(jīng)降低到20 ~ 30 m/s。湍流是飛機(jī)表面邊界層在回流過(guò)程中形成的湍流。實(shí)踐證明,紊流只能向飛機(jī)后方延伸100 ~ 200米。尾渦是隨升力產(chǎn)生的翼尖渦,是一對(duì)旋轉(zhuǎn)方向相反的氣團(tuán),其強(qiáng)度與升力成正比。升力越大,尾流的強(qiáng)度越大。尾渦的影響距離比噴流和湍流的影響距離遠(yuǎn)得多,可以達(dá)到飛機(jī)尾部后幾百米到幾千米。作者估計(jì)A380飛機(jī)尾渦的延伸距離應(yīng)大于8 000米。直升機(jī)也有尾流問(wèn)題。當(dāng)直升機(jī)旋翼產(chǎn)生張力時(shí),空空氣通過(guò)旋翼盤向下排出,然后產(chǎn)生大約每秒10米的誘導(dǎo)氣流(滑流)。這種氣流與直升機(jī)向前的氣流結(jié)合,形成向后向下傾斜的氣流。
編隊(duì)飛行中,尾渦對(duì)飛機(jī)的影響最大。有多大?J-H -7尾渦最大周向速度在起飛時(shí)可達(dá)140 m/s左右,在讀數(shù)飛行時(shí)可達(dá)70 m/s。要知道12號(hào)臺(tái)風(fēng)的速度在35 m/s左右,毀滅性的17號(hào)臺(tái)風(fēng)只有60 m/s,可以毫不夸張的說(shuō),尾渦只是兩個(gè)拖在飛機(jī)后面的龍卷風(fēng),進(jìn)入這個(gè)龍卷風(fēng)的后果可想而知。作者的一位戰(zhàn)友,有一次在訓(xùn)練飛行中不小心進(jìn)入了前機(jī)尾流。他描述道:“飛機(jī)被掀翻,瞬間滾了200多米?!彪m然直升機(jī)的尾流沒(méi)有飛機(jī)的尾流那么強(qiáng),但直升機(jī)是一種非常害怕氣流的家伙。一旦進(jìn)入尾流,可能會(huì)造成葉片揮舞混亂、葉片赤緯、轉(zhuǎn)子渦環(huán)等嚴(yán)重現(xiàn)象,進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重事故。
尾流的形狀像兩個(gè)圓錐體(冰淇淋圓錐體)。圓錐體的頂部連接有兩個(gè)翼尖,圓錐體的底部連接有一個(gè)半徑相同的圓柱體。尾渦的影響僅限于錐體和柱體內(nèi)。現(xiàn)代噴氣式飛機(jī)尾渦的兩個(gè)核心之間的距離約為翼展的0.8倍,尾渦的寬度是核心之間距離的2倍,即翼展的1.6倍。蘇-27翼展14.3米,尾渦寬度23.52米。還有一個(gè)概念很重要,就是尾渦的滾距,也就是氣流從機(jī)翼后緣滾成一對(duì)完整的尾渦所需的距離,也就是錐體的高度。卷起距離取決于飛機(jī)的迎角。迎角越大,滾轉(zhuǎn)距離越小。蘇-27起飛時(shí)的上滾距離為14米,正常飛行時(shí)為120米。在滾距內(nèi),尾渦的影響局限在錐體內(nèi),外面氣流平靜,外國(guó)人稱之為“靜寂區(qū)”。密集隊(duì)形的秘訣在于選擇合適的間隔、距離和高低差,充分利用這個(gè)無(wú)聲地帶。右下圖為1999年國(guó)慶閱兵時(shí)H -6F領(lǐng)銜飛機(jī)和J -7EB護(hù)航飛機(jī)的編隊(duì)。兩架飛機(jī)之間的距離是20米,距離是25米。H-6的尾渦為263米,尾渦寬度為53米。殲7處于靜默區(qū),殲7的翼尖到H-6尾渦的距離為17米,完全可以保證安全。有些讀者可能會(huì)問(wèn),美國(guó)的“藍(lán)天使”有一個(gè)超密集的菱形團(tuán)隊(duì),機(jī)翼和機(jī)身疊放在一起。怎么回事?“藍(lán)天使”的F-18也在無(wú)聲區(qū)。雖然它的間隔和距離是負(fù)的,但它們通過(guò)選擇一定的高度差來(lái)避免尾渦錐。
集群活動(dòng)并不容易
國(guó)慶閱兵是大規(guī)模的綜合性閱兵,是典型的大型艦隊(duì)活動(dòng)。數(shù)百架不同性能、不同速度的飛機(jī)、直升機(jī),要毫無(wú)誤差地通過(guò)天安門廣場(chǎng)并不容易??梢韵胂螅瑑杀兑羲俚膽?zhàn)斗機(jī),體積巨大的專機(jī),時(shí)速只有200公里的直升機(jī),必須在不同的機(jī)場(chǎng)起飛,在指定的時(shí)間到達(dá)指定的地點(diǎn),從而進(jìn)入閱兵路線?!皽?zhǔn)時(shí)到達(dá)”是一個(gè)非常嚴(yán)重的問(wèn)題。如果差一秒,對(duì)于時(shí)速750公里的戰(zhàn)斗機(jī)來(lái)說(shuō)差200米以上,所以“一秒不差”。“一秒鐘還不錯(cuò)”?所有的環(huán)節(jié)都需要緊密聯(lián)系,準(zhǔn)確無(wú)誤。
先看起飛和組裝。當(dāng)艦隊(duì)起飛時(shí),飛機(jī)的停放位置是特定的。一般起飛較晚的飛機(jī)應(yīng)停在容易進(jìn)入跑道的位置;備用飛機(jī)停在最容易進(jìn)入跑道的位置。如遇特殊情況,備用飛機(jī)將立即更換。機(jī)群起飛時(shí)一定要有足夠的后續(xù)起飛間隔,否則后面的飛機(jī)會(huì)進(jìn)入前面飛機(jī)的尾流,一般殲7飛機(jī)15秒左右,H -6飛機(jī)40秒左右。一個(gè)梯隊(duì)的6架殲7飛機(jī)完成后續(xù)起飛需要75秒。如果以720 km/h的速度飛行,第一架飛機(jī)與第六架飛機(jī)的距離為15 km,給裝配帶來(lái)麻煩。因此,應(yīng)采取一定的措施,如編隊(duì)起飛和錯(cuò)開(kāi)出發(fā)點(diǎn)起飛,以抵消間隔時(shí)間的影響??眨畛S玫木奂椒ㄊ?80°轉(zhuǎn)彎聚集法。梯隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)上升到預(yù)定地點(diǎn)后,以預(yù)定的坡度和速度轉(zhuǎn)彎,后面的中隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)也開(kāi)始轉(zhuǎn)彎。起飛的飛機(jī)先向前轉(zhuǎn),起飛的飛機(jī)后向后轉(zhuǎn)。各中隊(duì)利用轉(zhuǎn)彎切線半徑縮短后續(xù)距離,最終完成集結(jié)。
看艦隊(duì)跟上隊(duì)形。待讀飛機(jī)通常以梯隊(duì)為單位,采用縱隊(duì)后續(xù)編隊(duì)。確定后續(xù)距離和高低差非常重要。首先要考慮后梯隊(duì)不受前梯隊(duì)尾流的影響,其次要考慮觀測(cè)效果。與單機(jī)相比,梯型尾流的影響范圍要大得多,梯型尾流一般有1 ~ 2°的下沉角。小型戰(zhàn)斗機(jī)的梯隊(duì)后續(xù)距離應(yīng)為1 100米,炸彈6應(yīng)為1 500米,伊爾-76應(yīng)為2 000米左右。是要把身高差拿下來(lái)還是把梯隊(duì)身高差拿下來(lái)?各有利弊。由于高度差,不容易進(jìn)入前梯隊(duì)尾流,便于調(diào)整距離。但是后續(xù)梯隊(duì)的高度越來(lái)越高,地面人員看到飛機(jī)的尺寸和角速度越來(lái)越小,觀看效果不好;去掉高度差后,前發(fā)動(dòng)機(jī)的尾流可以被后發(fā)動(dòng)機(jī)看到,符合習(xí)慣,便于觀察,觀察效果好,但是當(dāng)梯隊(duì)之間的危險(xiǎn)接近時(shí),幾乎沒(méi)有處置的余地。判斷梯隊(duì)之間的后續(xù)距離是機(jī)群最困難的技術(shù)動(dòng)作之一。為了準(zhǔn)確判斷后續(xù)距離,應(yīng)采用目視測(cè)距、雷達(dá)測(cè)距和固定光暈視距測(cè)距。
第三,看解散和登陸。和后續(xù)起飛一樣,解散和降落艦隊(duì)需要很長(zhǎng)時(shí)間。為了保證最后一架飛機(jī)著陸時(shí)有足夠的備用油,應(yīng)盡量縮短解散和著陸的時(shí)間,返航時(shí)應(yīng)調(diào)整速度差。第一中隊(duì)要加快返場(chǎng)速度,盡快降落,為后續(xù)中隊(duì)騰出時(shí)間。同時(shí)回場(chǎng)的中隊(duì)采用依次延遲轉(zhuǎn)彎的方法,在跑道上打開(kāi)空的距離;當(dāng)中隊(duì)在跑道上經(jīng)過(guò)空時(shí),編隊(duì)解散,離開(kāi)中隊(duì)的順序是轉(zhuǎn)彎方向由內(nèi)向外。比如解散5機(jī)楔子隊(duì)左邊路線的順序是4機(jī)、2機(jī)、1機(jī)、3機(jī)、5機(jī)。飛機(jī)依次降落時(shí),應(yīng)采取時(shí)間間隔,防止后方飛機(jī)進(jìn)入前方飛機(jī)的尾流;前機(jī)降傘的位置要盡量靠前,防止后機(jī)壓壞降落傘。
飛機(jī)尾流示意圖
在1999年的國(guó)慶閱兵式上,展示了6F領(lǐng)隊(duì)和殲-7EB護(hù)航飛機(jī)的編隊(duì)
180°轉(zhuǎn)彎收集方法示意圖
優(yōu)秀的技能和心理穩(wěn)定性
全國(guó)儀式萬(wàn)無(wú)一失。讀書(shū)飛行責(zé)任重大,關(guān)系到國(guó)家和軍隊(duì)的形象,不能容忍任何錯(cuò)誤。承擔(dān)閱讀飛行任務(wù)的飛行員不僅要忠誠(chéng)可靠,紀(jì)律嚴(yán)明,還要有高超的飛行技能和穩(wěn)定的心理素質(zhì)。
讀數(shù)飛行應(yīng)該是“儀表還不錯(cuò)”,沒(méi)有高超的飛行技巧是不可能的。以編隊(duì)偏差修正為例,讀數(shù)飛行屬于低空飛行,飛機(jī)受氣流影響較大。除了飛機(jī)本身的氣動(dòng)原因和發(fā)動(dòng)機(jī)原因,偏差是必然的,不可避免的。但要糾正偏差,保持隊(duì)形并不容易,因?yàn)槊芗?duì)形時(shí),隊(duì)形小,機(jī)動(dòng)空間小。如果稍微修正偏差,飛機(jī)可能會(huì)發(fā)生碰撞或進(jìn)入前面飛機(jī)的尾流。糾正時(shí)動(dòng)作要及時(shí)、準(zhǔn)確、輕柔,甚至要有預(yù)見(jiàn)性。就像葉問(wèn)的詠春拳,算不上什么大招,不過(guò)是一個(gè)克敵制勝的絕招。不能是高手玩的嗎?
任何一種飛機(jī)都有其固有的飛行品質(zhì),有的更容易飛行,有的更難操作。同一類型的飛機(jī)在不同的飛行條件下會(huì)表現(xiàn)出不同的工作特性。在綜合閱兵中,不同的飛機(jī)應(yīng)該以基本相同的速度和高度通過(guò)檢閱臺(tái)。當(dāng)然要互相遷就。比如1999年閱兵,飛行員梯隊(duì)是J7EB的領(lǐng)頭人,護(hù)航速度是550 km/h,不是J7EB飛行的最佳速度。被閱讀的飛行員最了不起的是,他能把困難的飛行變成自由飛行,沒(méi)有高超的技術(shù)和人機(jī)一體化,他無(wú)法執(zhí)行閱讀飛行。俗話說(shuō)“臺(tái)上一分鐘,臺(tái)下十年”。精湛的技藝來(lái)自于刻苦的訓(xùn)練,有些訓(xùn)練科目比常人想象的還要難。
閱讀飛行對(duì)飛行員的心理素質(zhì)要求很高。這種心理需求主要來(lái)自兩個(gè)方面:一是低空飛行,二是高心理負(fù)荷。
按照中國(guó)空陸軍的飛行規(guī)定,100m到1 000 m的航程為低空,讀數(shù)飛行一般為低空。低空飛行由于視線角度較小,容易產(chǎn)生透視判斷錯(cuò)覺(jué)和暗焦點(diǎn)錯(cuò)覺(jué),影響飛行員對(duì)高低距離比的判斷。錯(cuò)誤近得多,錯(cuò)誤低得多。低空消耗大量飛行能量,容易緊張疲勞。據(jù)調(diào)查,飛行員在高空飛行時(shí)心率是77倍,而在低空飛行時(shí)心率是116倍,應(yīng)激水平明顯升高。在過(guò)度刺激下,出現(xiàn)注意力范圍狹窄的現(xiàn)象,導(dǎo)致“錯(cuò)誤、遺忘、遺漏”。另外,在低空飛行中,由于地面物體運(yùn)動(dòng)的角速度增大,飛行員的視功能降低,一般飛行員在飛機(jī)下的視敏度降低到0.4以下。
閱讀飛行不僅是一項(xiàng)重要的軍事任務(wù),也是一項(xiàng)重要的政治任務(wù),受到全世界的關(guān)注和全國(guó)的關(guān)注。這種過(guò)度的“心理動(dòng)員”也會(huì)給飛行員造成很大的心理壓力。人做任何事都需要“提前心理動(dòng)員”,閱讀飛行是一種“高度動(dòng)機(jī)”的行為。過(guò)于強(qiáng)調(diào)責(zé)任和意義往往會(huì)使人的情緒更加緊張,進(jìn)而增加心理負(fù)擔(dān),反而影響操縱技巧的發(fā)揮,甚至出現(xiàn)“僵死運(yùn)動(dòng)”的現(xiàn)象。有些年輕讀者可能沒(méi)有經(jīng)歷過(guò)大場(chǎng)面。在某些環(huán)境下,人的心理壓力是不可想象的,沒(méi)有親身經(jīng)歷很難理解他們的品味。我曾經(jīng)遇到過(guò)一個(gè)機(jī)械師,他害怕在重大任務(wù)中出錯(cuò)。他居然一晚上起來(lái)七次檢查機(jī)庫(kù)門有沒(méi)有鎖,可見(jiàn)心理壓力有多大!
[作者王旭東]
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