【简介:】本篇文章给大家谈谈《飞机的未来发展趋势包括三个方面》对应的知识点,希望对各位有所帮助。本文目录一览:
1、航天飞机未来将如何发展?
2、军用飞机的发展方向是什么?
3、可
本篇文章给大家谈谈《飞机的未来发展趋势包括三个方面》对应的知识点,希望对各位有所帮助。
本文目录一览:
- 1、航天飞机未来将如何发展?
- 2、军用飞机的发展方向是什么?
- 3、可从哪些方面讨论未来战斗机的发展趋势?
- 4、飞机的的发展趋势是怎样的?
- 5、直-20之后,中国直升机的未来之路该怎样走呢?
- 6、航天飞机有着怎样的未来前景?
航天飞机未来将如何发展?
目前美国国会已经批准在2010年让所有航天飞机退役。而美国宇航局设想的下一代“载人探索航天器”将安装在运载火箭顶端。航天飞机将逐渐告别世界载人航天的舞台。
军用飞机的发展方向是什么?
航空装备行业主要企业:中航沈飞(600760.SH)、中航飞机(000768.SZ)、中航重机(600765.SH)、中直股份(600038.SH)、洪都航空(600316.SH)等
本文核心数据:中国国防支出、中国军用飞机数量、中国军用飞机机型结构
国防支出增长带动军机需求上升
2015-2021年,中国国防支出持续上升;根据2022年3月发布的《关于2021年中央和地方预算执行情况与2022年中央和地方预算草案的报告》,2022年我国的国防支出预算为14504.5亿元。由于国际局势和地缘政治的不稳定性和不确定性,预计未来我国国防支出还将在很长一段时间内保持持续增长态势。考虑到空军在现代战争中的战略意义,我国军用飞机市场需求也将持续增长。
军机数量持续上升 与美俄仍有一定差距
截至2021年底,中国在役军机数量为3285架,较2020年增加约25架;约占全球军机数量的6.1%,较2020年上升约0.1个百分点。
尽管近年来中国空中力量快速发展,但我国在军机数量上与美国和俄罗斯这两个传统军事强国相比还是存在一定的差距,截至2021年底,俄罗斯军机数量超过4000架,而美国更是高达13000余架。
战斗机与武装直升机为主要机型
从隶属部队上来看,截至2021年底,中国军用飞机有61%隶属于中国空军,26%隶属于中国陆军,另外13%隶属于中国海军。
从机型上来看,截至2021年底,中国战斗机和武装直升机的数量分别为1581架和912架,分别占军机总数量的48%和28%,是我国军用飞机的主要机型。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国航空装备行业深度调研与投资战略规划分析报告》。
可从哪些方面讨论未来战斗机的发展趋势?
高品质的发动机
高效可靠的发动机是战斗机的心脏。很多国家战斗机的设计制造往往局限于没有高品质的发动机。俄罗斯飞机设计专家在提出第五代战机的设计要求时,列出了“4S”标准,即超高机动性,超高音速巡航,超视距攻击和隐身能力。其中的高机动性和巡航速度很大程度上都依赖于优秀的发动机。
大推重比,现役的战斗机上装配的发动机的推重比大多在8~10之间,美国的F119发动机推重比为10.8,欧洲英德意西四国联合研制的EJ2000发动机推重比为9.5。要满足战斗机在进行超音巡航和超音突防、拦截的战斗任务,应尽可能提高发动机不开加力时的单位推力,这就要求发动机的推重比要提高20%左右,即推重比12~15一级,而目前,这一技术中涉及的一些关键技术包括降低涵道比,提高冷却系数,减少发动机级数还并没有较大的突破,解决了这些问题,大推重比发动机的研究将会有一个很大的飞跃。
矢量推力,在俄罗斯军方2006年初研制的第五歼击机AL41上,使用了世界上最先进的矢量推力发动。这也代表了矢量推力技术将成为未来发动机的一个发展趋势。推力矢量控制是指通过改变发动机尾喷流的方向,提供俯仰、偏航和横滚力矩以及反推力,用于补充或取代常规由气动力面产生的气动力来进行飞行控制。应用了这种技术,战斗机就可以轻松实现很多高机动性的动作,以及过失速机动和短距起飞。目前,高效、轻质、低成本矢量喷管的研制是飞机推力矢量技术的核心和最大技术难点。
冲压发动机,冲压发动机是一种新型的航空动力装置,和普通的燃气涡轮发动机不同,进入冲压发动机燃烧室的空气是利用高速飞行时的冲压作用来增压的。美国和澳大利亚都曾经进行过冲压发动机飞机的试飞实验。这种发动机有质量轻,推力大的特点,美科学家曾预言利用这种发动机可使飞机实现10倍甚至15倍音速的飞行,但由于冲压发动机在静止状态下不能自行启动,且尚存在低速性能不好,高空燃烧不稳定的问题,因此目前还出于研制阶段。一旦这些问题被解决,将带来人类飞行史上最大的速度突破。
新的气动外形
前掠翼,一方面,前掠翼可以为飞机提供更好的结构连接和气动外形,为飞机提供较好的低空操纵性和过失速的机动性,另一方面,前掠翼能提供更大的升力,从而满足短距起降和近距空战的要求。然而,前掠翼也存在着气动偏差和结构发散的缺点,高速飞行时机翼受到较大的扭矩,从而发生结构破坏,因此,前掠翼技术的应用很大程度上依赖于高强度的复合材料的发展,一旦突破了这个瓶颈,前掠翼将会在战斗机外型设计上占有不容小视的地位。
无尾翼,飞机的垂直尾翼,保证了飞机的稳定、安全飞行和方向控制,但它增加了飞机的重量并易暴露目标,还是妨碍增加飞机其他功能的障碍。无尾翼技术则减轻飞机重量,增加飞机功能,改善隐身性能。所以,无尾翼飞机成为多国研究的热点。
信息技术与电子对抗
数字化信息化体系,未来的战斗机不应仅仅是一个独立的作战平台,而是建立在以信息化为基础的飞行器,把飞机变成数字化网络里面一个接点,一方面能够把自己发现的敌人目标实时地传到系统网络,为整个系统实施有效打击提供决策依据;另一方面还可以在网络里获取自己需要的任何信息,从而最大限度的发挥其应有的作战效能。
电子对抗,电子侦察与反侦察、电子伪装与反伪装、电子干扰与反干扰、隐形与反隐形及反辐射导弹摧毁,电子技术在战斗机上越来越多的应用预示着未来的空战可能成为火力攻击的硬杀伤和电子对抗的软杀伤相结合的战争。
隐身技术,未来的战机应该具有良好的隐身性能,一方面,战斗机要尽量减少自身的雷达反射面积,早期的隐形飞机F117以牺牲气动来达到隐身效果。另一方面,除了传统的隐身方法,一些新技术的出现将给隐身提供新的思路。俄罗斯目前正在研制的一种“等离子体隐形技术”,主要是通过等离子体云来实现隐形,规避探测系统。这种技术必须设计好等离子体云的特征参数。另外,随着“智能蒙皮”技术的发展,一种新的目视隐身的概念将更广泛的应用于未来飞行器上。这种蒙皮通过加载不同的电压根据环境改变自身颜色,在林区飞行时变为绿色,在沙漠则变为黄色,这样就增加了飞机低空飞行时的安全系数,减少了被地面人员目测发现的危险。
防护装置和救生系统
飞行员头盔系统,头盔是飞行员个体防护装置的一个重要组成部分,未来飞行员头盔发展的趋势是要研制功能强大、集综合性防护于一体的头盔系统。由于头盔显示器完全满足了肉眼态势感知的需求,所以JSF甚至可以取消平显,而增加了下显的面积以加强电子态势感知的显示空间。这种使座舱变得透明而不阻碍飞行员视野的“玻璃座舱”概念将是未来的头盔系统的发展趋势。
弹射救生系统,作为飞行员紧急逃生的保障装置,弹射座椅在未来的发展中要求更高的可靠性和可操纵性能。美国正在研究将利用微波辐射改变推力方向的技术用于弹射座椅的可能性。由于采用了无源姿态信号技术,座椅不需要发射机,减少了一些零部件,增加了可靠性,降低了成本,而且可在任何高度上工作。另外,未来的弹射座椅应有更大的性能包线以适应战斗机更快的飞行速度和未来战场更复杂的战斗情况,保证飞行员在不利的情况下逃生的可靠性。
无人战机
由于无人作战飞机成本低、攻击能力和自我生存能力强且因为飞机无人驾驶,也就不需要复杂的生命保障系统,从而使飞机可以在大载荷下机动,因此在未来的空战中,无人战斗机将占据一个很重要的部分。但是,由于受现有技术条件,无人战机并不具备成为战争主体的能力,它还不能完全取代有人驾驶的作战飞机,而是一种优势互补。未来的空军编队中,可能会出现无人和有人战机混排,无人机扩大了人的作战范围和作战能力,最终形成人和计算机的协同作战。
现代化改进
英国空军曾计划于1990年代裁减美洲虎,但鉴于在海湾战争的良好表现,于是决定美洲虎继续服役直到被台风取代。英国空军整个美洲虎机队在诺福克科提肖空军基地重组为三个中队,期间美洲虎被持续被派往热点地区,参与了伊拉克禁飞行动和巴尔干半岛巡逻行动。此时美洲虎的标准涂装改为全机灰色。
皇家空军在美洲虎的进一步现代化上付出了可观的努力,1990年代内连续实施了一系列复杂繁多的升级计划。1994年英国国防部颁布了“紧急作战需求”,为一部分美洲虎配备GEC-马可尼TIALD200目标指示吊舱,TIALD吊舱在头部集成了前视红外和激光目标指示器,该吊舱已在波斯尼亚上空经过验证。此次升级还涉及到对美洲虎进行MIL-STD1553B数字总线的改造、改进HUD、安装12.5cmX12.5cm平板式多功能下视显示器以及一个控制TIALD头部转动的操纵杆。
经过TIALD升级的美洲虎型号改成了“GR.1B”,并且在1995年初投入到对波斯尼亚的11天连续轰炸中,通常与鹞GR.7伴随行动,并为其指示目标。TIALD要占用美洲虎一个内侧机翼挂架,所以只能在另一侧翼下挂载一枚激光制导炸弹,在中线挂架挂载副油箱。但是在波斯尼亚的实战结果是在中线挂TIALD,翼下挂两具副油箱,让其他飞机携带激光制导炸弹效果更好。
TIALD升级的成功使英国空军继续美洲虎机队下两个阶段的升级计划。第一阶段是“美洲虎96”计划,基本上按GR.1B标准实施:支持TIALD、MIL-STD1553B总线、新HUD和TIALD操纵杆,但是并不是所有的美洲虎96都安装了GR.1B的多功能下显。美洲虎96还安装了HOTAS操纵杆,并改进导航攻击系统,在FIN1064系统内嵌入一个洛克维尔-柯林斯GPS接收机,此外还安装了英航宇系统与装备公司的地形匹配系统,该系统使用雷达高度计获得地形图,并与数据库中的已知地形图做对比,从而得知精确位置。类似的地形匹配技术已成功应用于战斧巡航导弹上。TERPROM也提供接地警告能力,这对于要在低空操作的飞机来说是一个很实用的功能。一个运行在PC上的任务规划系统可以用来为作战任务制定详细计划,并下载到美洲虎的航电中。
“美洲虎97”计划在美洲虎96的基础上进一步改进:安装一个20cmX15cm大型彩色多功能下显,更先进的TERPROM任务计划系统,座舱布局与夜视镜兼容,还采用了GEC-马可尼和霍尼维尔联合研制的头盔瞄准系统。HMSS可以引导武器攻击偏离轴线的目标,也可用于导航。美洲虎96与美洲虎97之间的唯一看得见的区别就是座舱盖中央的HMSS头部位置传感器。
第一架美洲虎96于1997年交付,美洲虎97在2000年首次交付。美洲虎96的正式型号是“美洲虎GR.3”,美洲虎97是“GR.3A”,美洲虎T.2也按美洲虎96/97的部分标准进行了升级,型号也改为“T.4”。
英国空军计划将61架美洲虎单座型升级到GR.3A标准,18架双座型升级到T.4标准。但是美洲虎的升级计划还未停止,皇家空军又实行了“连续技术改进项目”以继续增强美洲虎的能力。经过改进,美洲虎可以挂载新研制的武器与吊舱,其中最重要的是BAe研制的“先进短程空空导弹”,ASRAAM是一种离轴发射导弹,意味着飞行员不需要将机头指向目标以获得锁定,可以配合HMSS使用。
另一个新外挂是云顿GP“电子-光学”侦察吊舱,使用完全数字化的光学和红外线成像装备,取代了老式的BAC胶片摄像机吊舱,曾在巴尔干上空试用过。
最近升级的飞机使用阿杜尔106替换了阿杜尔104发动机。阿杜尔106采用了T-45苍鹰教练机上阿杜尔811的核心机和加力燃烧器,以及数字发动机控制系统。与104相比,阿杜尔106简化维护,提高可靠性,并且推力增加了6%。所有阿杜尔106都翻新自阿杜尔104。
60架美洲虎计划换装阿杜尔106,到2005年全部换装完毕,这距2008年美洲虎的预定退役年限仅剩3年,但发动机的升级仍具成本效益,阿杜尔104简直是后勤的噩梦。
事实上美洲虎在迟暮之年还可能接受几次升级,候选方案包括“综合数据MODEM”,内置FLIR,集成瑞典BOL箔条-曳光弹发射器的翼上挂架,以及可以使用硫黄石导弹。
虽然早在1990年代初英国空军就计划退役美洲虎,但它还是顽强生存到今日并不断接受升级,所以如果在2008年后仍看涂有皇家空军标志的大猫请不要惊讶。
飞机的的发展趋势是怎样的?
竞争前景:产业链集群化,未来发展的必经之路
航空制造产业尤其是大飞机产业是国家战略产业,不仅关系到一般意义上的经济发展,而且关系到中国在关键领域的技术能力爬升。需要通盘考虑产业链整合,系统创新,形成中国大飞机的国际产业竞争力。
世界大飞机产业的发展历程证明,由于大飞机产业的特殊性,大飞机产业的集群化是必经之路。法国的图卢兹、美国的西雅图、加拿大的蒙特利尔和巴西的坎普斯都是飞机产业集聚的地区,是大飞机产业集群化战略发展的典型范例。这些飞机产业集群不仅使世界着名的飞机公司,如空客、波音、庞巴迪以及安博威更加壮大,而且也使产业群内大量的中小飞机企业和配套企业得以蓬勃发展,产生了巨大的产业聚集效应。大飞机产业集群发展可以使企业的原材料采购和零部件销售规模化,能够把具有产业关联的各个企业连结成紧密联系的团队。大飞机产业集群产生的“邻近效应”,不但使飞机技术创新所需要的大量经验类知识通过面对面交流在飞机产业的企业群体内部共享,更促进企业间的人才交流和技术交流,促使企业间竞争意识的增加。
国家一定会大力培养国内民机产业链,推进国内零部件企业和分包商的研发和管理水平,加强企业协作,吸引多种体制企业加入民机产业队伍,培养出一大批能够生产出符合国际适航认证标准的原材料和零部件的厂商,逐步实现发动机、机载设备和先进复合材料的国产化,这样生产成本才有可能降低,产品才有可能在市场上有竞争力。产业集群发展战略对大飞机产业发展有利效应,因势利导,通过产业政策的引导,形成比较有影响的若干大飞机产业集群是我国政府一定会选择的道路。
——更多数据参考前瞻产业研究院发布的《中国飞机制造及修理行业市场前瞻与投资规划分析报告》。
直-20之后,中国直升机的未来之路该怎样走呢?
发展进步迅速,还是在补课
我国直升机发展历史可以追溯至上世纪50年代,根据苏制米里-4型直升机仿制的直-5直升机于1958年首飞成功,从此打开中国直升机工业发展的第一章;此后我国开始致力于直升机自主设计和研制直升机,先后研发了直-6、直-7直升机的研制工作,最终因各种原因并没有装备部队;上世纪80年代末,直-8型13吨级直升机列装部队,在三年后引进消化的直-9直升机也实现首飞,自此直升机发展基本形成了以直-8和直-9直升机为基干的发展态势,各种改进型运用拓展到了陆海空三军。
进入本世纪,我国直升机发展迈入一个全新的发展阶段,国产化进度加快,直-11、直-15直升机相继研制成功,直-10第一代专用武装直升机也研制成功,并同步推出了直-19武装(侦察)直升机,结束了我国长期依赖外国改进机兼当武装直升机的历史,同步形成了高低搭配的低空、超低空对地火力突击的打击体系。历经八年的艰辛研制,直-20战术通用直升机首飞成功,至此以直-11型2吨级轻型直升机、直-9、直-19型4吨级直升机、直-10型6吨级武装直升机、直-20型10吨级战术通用直升机以及直-8型13吨级运输直升机为产业链条的军用直升机体系基本形成。
从客观的角度来看,直-20、直-10系列直升机的研制成功填补了我国在直升机发展领域的空白,解决了有无的问题。以武装直升机为例,我国目前武装直升机主要以4吨级的直-9和直-19以及6吨级直-10为主,缺乏国际上主流的10吨级武装直升机,相较重型武装直升机,现役的三款武装直升机在机载航电、武器装备负荷等方面有明显的差异,例如美国AH-64阿帕奇武装直升机可以挂载16枚反坦克导弹,而我们的武装直升机只能携带8枚反坦克导弹,在数量上相差了一倍。直-20定位大致与美国黑鹰一致,但迄今黑鹰衍生出的型号胜不胜数,而我国直-20仅仅只是一个开始,后续的拓展还需要一个时间周期。
由此可以清晰地看出,我国近些年在直升机领域的发展取得显著的成绩,但实质上只是解决了有无的问题,填补了该领域发展的空白,在型号的选择性以及装备数量上都与国际水平尚有一定的差距,这条路还需很长一段时间去走。
直-20的进步在哪里?
直-20是我国研制的最新的一款直升机,大量的使用了国内最先进的技术,主要有以下几点进步:第一个就是解决了动力包问题,发动机是直升机的动力核心,一个实例就足以说明问题,那就是我国在研制直-10的时候曾在工程末期进行过一个减重作业,主要原因就是设计超重,现有的发动机很难达到设计指标,故而不得已全面进行了减重设计,包括牺牲了武装直升机必不可少的装甲防护。直-20使用国产涡轴-10大功率发动机,输出功率超过1600KW,达到国际水平,最大输出功率甚至可以达到2000KW,充沛的动力解决了一个困扰多年的技术瓶颈。
第二个,掌握了飞控技术。直-20是国内首款采用电传飞控系统的直升机,
电传飞控系统相对于机械飞控系统最大的特点就是改善了直升机的操纵性,降低了飞行员的操纵负荷,操纵的灵敏性大幅提升、操作响应速度也大幅缩减,从而增强了直升机的机动性。
电传飞控系统的核心是电传计算机,飞行员只要通过操纵杆,飞控计算机就会根据飞机的飞行状态计算出合适的操纵指令,带动飞机改变飞行姿态。最早运用飞控的是阿波罗号飞船,保证了飞机能在低空或者超低空飞一些特殊的动作,对于高原和未来作战都具有非常大的意义。这也是国际上直升机未来发展的主要方向之一。
第三个,解决了高原环境使用问题。我国拥有较为广袤的高寒作战地域,这也是上世纪80年代在经济不充裕的情况下引进24架美制S-70直升机的核心所在,至今仍然在部队超期服役。直-20使用了旋翼除冰技术,保证了直升机在高寒地区以及冻雨等恶劣环境下正常使用,这是我国军用直升机发展的一个特征之所在。其实直-10在研发初始,就确立了保证高原飞行的能力,直-20真正实现了这一目的,不仅仅具备高寒地区使用的能力,同时保证了较大的运载能力。
此后,路在何方?
直-20成功后,摆在眼前的首要问题就是如何实现直-20战术通用直升机的功能拓展问题,要知道直-20基础型号是根据陆航运输型来开发的,我国在海军、空军都有很大的缺口。参照美国黑鹰直升机,先后发展了舰载型、通信中继型、武装运输型、特战型等等,尤其在海军领域现役舰载直升机直-9C太小,直-8和引进的卡-28因为载重以及构型问题限制了大量使用,直-20成为最佳选择,10吨级舰载直升机高清图片此前已经在网络上曝光,后期应该尽快实现相应型号的拓展改进工作。
第二,重型武装直升机发展迫在眉睫。直-10武装直升机的出现填补了我国长期缺乏专用武装直升机的空白,但在载弹量等领域还是与重型直升机有较大的差距,陆航还需一款10级的重型武装直升机。有分析说,直-20使用的涡轴-10型1600KW大功率动力包具备兼顾拓展使用的能力,果真如此的话,国产10吨级重型武装直升机将在不久面世。另外今年天津直博会上展出了一款外形科幻的超级大白鲨翼身融合新概念高速武装直升机,该型机飞行速度达到650公里/小时,或许会成为未来的发展方向之一。
第三,重型运输直升机。我国已经启动与俄罗斯联合研制重型运输直升机的合作项目,重型直升机研制工作正式起步。目前国际上,现役的重型运输直升机只有美国的CH-47和俄罗斯的米-26两种型号,尤其是CH-47型运输直升机在战争中的作用有目共睹,我国也曾引进过几架米-26重型运输直升机,这个领域是目前唯一的一个空白。
航天飞机有着怎样的未来前景?
航天飞机具有航天飞行器特有的优势,为人类航天活动开辟更为广阔的前景。到21世纪初,航天飞机将占据空间运载系统的主导地位。人们设想,要让它的往返运输功能单一化,将运送人员和运送货物的功能分开。
关于《飞机的未来发展趋势包括三个方面》的介绍到此就结束了。