无论是战斗机还是民航客机,其配平问题关乎飞行安全。众所周知民航客机的飞行检查单十分重要的一项就是配平检查,先计算机身内部货仓、客舱的人员重量与货物重量,然后再调节机翼油箱内的燃油荷载量确保气动重心中立,在空中飞行的过程中,民航飞机飞行员手边也有一个配平手轮,用手转动即可微调飞机的配平。民航客机如此,战术飞机也不例外,只不过由于战斗机没有民航飞机需要携带那么多乘客与行李,在不带外挂的情况下配平相对简单,在地面只要配平油箱,在空中只要设定好油箱的使用次序即可。
战斗机两侧机翼一旦出现了重量不相等的情况那产生的升力的合力就不会作用到战斗机重心,这个时候就会出现一个力矩,这对战斗机来说是灭顶之灾。这个力矩会让战斗机立马失控陷入翻滚,甚至是失速,最后坠毁。其实现代战机已经通过先进的飞控系统配合计算机奖这个问题完美解决了,一旦飞机发射导弹,飞控系统立马反应,自动偏转控制飞机翻滚的襟翼提供力矩抵消机翼两遍不平衡带来的偏心距。
战斗机在两侧对称挂载导弹,一边的导弹发射后,必然会出现两边重量不平衡的情况,但不会影响飞行。
与一般直觉相反,即便不考虑挂载的因素,战斗机左右两侧的受力往往也并不平衡。世界上几乎所有的战斗机,外形都左右对称,那么按常理揣测,战斗机的飞行状态也应该是四平八稳,左右的受力十分平衡,然而实际飞行中,由于飞行姿态、气流流场等因素,战斗机左右两侧机体产生的升力往往并不一致,一边升力略大、一边升力略小才是常态。不仅如此,升力的这种不平衡还很随机,可想而知驾驭这样的飞机会十分困难。为此,设计师采用了一些特别的手段,譬如主翼上反,在一侧升力略大、有上抬趋势时,高升力一侧机翼的投影面积会“自动”减小,形成负反馈,从而维持飞行姿态的基本稳定。
我们先来说说大型的如轰炸机和运输机怎么配平,这些大型飞机一般机身周边都有相当多的邮箱,每个油箱之间都有通道连接,如果飞机抛射出去炸弹或者物资导致机身不平衡,就可以通过调节油泵将重载一边的油抽到平载一边,以此来维持平衡。 而战斗机机身较小,一般没有这么多油箱来调节,所以一般采取两种方法。第一种就是混合挂载,如果飞机一侧挂有重磅炸弹或者导弹,则在另一侧挂一个对应的副油箱,当一侧导弹发射出去的同时把另一侧的副油箱给扔出去,这样就能保持相对的平衡了。第二种方法就是通过调节飞机的襟翼,通过机翼角度来维持一个力的大致平衡。 当然了,不管是什么飞机,在以前相对落后的科技下,都是通过飞行员的手工操作和经验来判断以及确认平衡。而在电传操作系统普及的今天,飞机所有传感器都与中央计算机相连,一旦出现失衡,计算机就会迅速计算并主动调节飞机状态来保持平衡,所以说科技不仅改变了生活,更改变了战争的形态。
随着技术进步,飞控技术也越来越先进,对于四代机、五代机来说,战机配平已经可以通过软件控制程序自动调平,所以非对称挂载也好,对称挂载也罢都没什么大问题。例如,法国的“幻影2000”已经具备这种能力。据当时参与试飞过“幻影2000”的飞行员报告说:“我们对幻影2000高度自动化的电传飞控印象颇深,我们试飞了非对称挂载情况下的幻影2000,当时战机一侧不带外挂物,一侧挂载“魔术”空空导弹,飞行过程中我们根本无需干预,飞机自动保持平衡,根本感觉不到一侧有外挂物”。
随着航空工业的发展,科技进步,电传动操控系统系统的出现,让这个问题的解决得到进一步优化。其实现代战斗机几乎都是采用静不稳定设计,也就是说在飞行过程中飞机是在不断自我修正飞行状态的,否则根本无法正常飞行。当电传操作系统出现以后,飞机的平衡问题只需要计算机稍微照看一下就可以解决,完全不用飞行员费心,飞行员想打哪一枚导弹就打哪一枚。