黑字传奇 第七百九十七章 课堂之能量机动一

第七百九十七章 课堂之能量机动一

从最基本的观点来看，伯伊德的这个理论主要是回答这么一个问题：飞机在一个给定的高度、速度和过载下．究竟能够多快地获得能量，或者能够多快地失去能量?

而且，这个答案必须能够应用到所有的飞机上去．这样就能比较空战中双方的飞机，在各种条件下，到底谁能够更快地获得能量，或是能够更快地失去能量?这个能量必须和飞机的重量无关才有意义。

因而伯伊德认为，这里所说的能量实际上是单位能量，即飞机的总能量除以飞机的重量。

伯伊德和克里斯蒂透过艰苦的努力，终于发现飞机增加或是减少单位能量的速率可以用这个公式来表示，SEP=(T-D)·V／W

其中T是发动机的推力，D是飞机的阻力，W是飞机的重量，V是飞机的速率。

这个公式的量纲是速率，而其物理意义表达的是能量改变的速率。

能量改变的速率是功率，在空战中有意义的是有用的单位能量，因而这个公式计算的结果就被称为单位剩余功率，通常记为SEP，或是Ps，这就是能量机动理论的核心。

知道这个公式之后，我们可以运用能量空战的观点进一步将空战战术分为两大类：角度战术和能量战术。

角度战术就是用最快的速度取得对敌机位置的绝对优势，一般指机头指向敌机尾部，为了达到这一点，通常都要损失能量，在适合采用角度战术的情况下，往往是能够更快减少自己能量的一方先获得位置优势，因此角度战术也可以称为负能量战术，利用上面的公式，我们可以设计出一些尽快减速的机动动作。

而能量战术则不同，这种战术强调首先建立相对敌机的能量优势，然后再把这种能量优势转化为位置优势，上期所讲的滚转剪刀就是一种常用的将能量优势转化为位置优势的战术。

在你拥有足够的能量优势后，强迫敌机进入滚转剪刀，通常一两次滚转后你就能获得射击机会，这里的关键是在进入滚转剪刀之前要获得相对敌机的能量优势。

一种常用的做法是诱使敌人使用更高的过载，从而更快地损失能量，当然在这时你不能让敌人有太多的位置优势，可以想像的是．如果你的飞机有着比敌机更高的SEP，事情就好办得多。

究竟采用哪种战术，需要战时的随机应变及平时的良好训练，在实战中这两种战术通常是交替使用的。

能量机动理论可以说是一种全新的飞行理论，不过在此之前．人们其实早就在用能量的方法研究飞行了。最简单的例子是所谓的最速降线，如下图所示--

飞机从从A点飞到B点最快的路线并不是连线两点的直线，而是类似图中所画的曲线，这是因为一开始用较陡的斜率下降可以使飞机更快地达到大速度，即使飞行路线长一些，也可以用更短的时间飞完。

1954年爱德华兹空军基地的鲁托斯基曾用能量的方法发展了一种最最佳化理论，可以求出最快到达指定高度的飞行路线，该路线被称为鲁托斯基曲线。

类似的研究最优飞行路线的数学论文还有几篇，伯伊德和克里斯蒂借鉴了这些工作，但是从一个完全不同的出发点将它们进一步发展到包括大过载机动飞行的领域，从而可以为空战战术和战斗机设计提供理论基础。

整个工作的最后一步是试飞验证，伯伊德和克里斯蒂利用埃格林空军基地的F-100，F-105和F-4作了一系列的试飞，试飞的结果完全验证了能量机动理论的正确。

现在伯伊德可以放心地用能量机动理论分析飞机的效能了，由上所述，角度战术可以用合适的机动来完成，而SEP值高的飞机则在能量战术上明显占优。

事实上，飞机的加速、爬升和稳定盘旋等效能和SEP直接相关，因而在某个给定高度、速度和过载的点，SEP越高，说明飞机在此点的机动效能越好。

伯伊德一开始的动机是给每一种美国战斗机都绘出完整的SEP包线图，后来被称为E-M图，以便完整地理解美国战斗机在整个飞行包线上的效能，不过他很快意识到还可以给苏联的战斗机做同样的工作，这样就可以详细比较美苏战斗机效能的优劣了。

要计算SEP值，需要得到飞机的重量、推力、升力系数和升力极曲线，这是飞机在不同迎角下由升力系数和阻力系数绘成的曲线，因而透过升力系数和升力极曲线可以求出各种迎角下的阻力系数的准确资料。

这些资料是高度机密的资料，都储存在莱特-帕特空军基地的飞行力学实验室里，这回伯伊德得到了埃格林基地一位将军的帮助，他给伯伊德取得这些机密资料出示了证明，伯伊德驾驶着一架T-33径直来到了莱特-帕特空军基地。

这个以莱特兄弟命名的空军基地有着美国空军从事基础研究的两个实验室——推进实验室和飞行力学实验室，基地里不少人都是有着各种博士、硕士头衔的科学家或是工程师。

他们对一个战斗机飞行员跑来要这么学术性的资料觉得很好笑．不过还是把资料给他了，伯伊德把资料拿回埃格林后立即开始计算，很快他就发现结果有点问题，莱特-帕特那帮家伙没有把正确的资料给他。

伯伊德这回是真的愤怒了，他跑到那个帮助他的将军那儿告了一大状，将军也觉得很奇怪，毕竟莱特-帕特和埃格林属于同一个空军。

他看着愤怒的伯伊德，似乎明白了什么，说：“约翰，你该注意一下外交辞令。”不过他还是安慰伯伊德，他将解决这个问题，伯伊德从来不懂外交辞令，不过他最终还是拿到了正确的资料。

令人惊讶的结果出来了，伯伊德的计算表明，当时美制战斗机在大多数区域的机动效能都比苏制战斗机差。

伯伊德看着这些E-M图，意识到可以利用能量机动理论来改进战斗机的设计，从而得到机动效能优异的战斗机，只要把设计稍微修改一下，然后比较修改前后的SEP值。

如果SEP值提高了．就保留这个修改，如果降低了就抛弃，然后重复这个过程——永远保持提高的修改，抛弃降低的修改——直到最后再也不能提高为止。

这是一个不断试错的过程，伯伊德将其称为Trade-off分析。

因此，Trade-off分析使得能量机动理论不仅可以用来最佳化空战战术，也可以用来最佳化战斗机的设计。