1971年
苏联试飞垂直起落飞机 雅克-38型“铁匠”垂直起落飞机是雅克夫列夫设计局于1967年开始设计的。原型机于1971年试飞,1976年首次出现在“基辅”号航空母舰上。该机采用小面积下单翼,机翼后掠角为45°。主发动机为一台推力为80千牛的喷气发动机,进气道位于前机身两侧,可旋转的两个喷管位于后身两侧,为飞机悬停和低速飞行提供动力。升力发动机为两台推力为35千牛的喷气发动机,位于座舱下机身内。在垂直起飞时,主发动机可转动喷管向前下方偏转100°,与升力发动机构成“V”形矢量推力。
雅克-38型“铁匠”垂直起落飞机
中国空警-1型预警机首飞 空警-1型(又称“空警一号”,KJ-1)预警机是中国研制的第一架预警机,以苏联图-4型轰炸机作为载机,搭载四台涡桨-6发动机,装备“843”雷达,雷达旋转天线罩直径7米,厚2米,中型目标探测高度1 500米,探测距离220千米;目标高度1 000米,探测距离208千米;目标高度500米,探测距离200千米。小型目标高度10 000米,探测距离269千米。该机于1971年首次试飞后,因种种原因未能继续发展下去。
中国“空警一号”预警机
美国国家跨音速实验设备内部
兰利中心研制成功低温高雷诺数风洞 从20世纪60年代起,风洞雷诺数不足的问题越来越暴露出来,使航空界承担了很高的代价。通过提高尺寸、增加驱动功率来提高雷诺数,风洞的造价和运行费用变得越来越高。美国宇航局兰利中心根据法国力学家马戈里的低温风洞思想,于1971年建造了一座0.28米×0.18米低温风洞,在此基础上于1973年又建造了一座0.3米低温跨音速风洞,为低温风洞研制积累了经验。早期的低温风洞采用注入氟利昂的技术使气流温度降低。后来又发展了注入液氮技术。目前,全世界已有20多座低温高雷诺数风洞,其中以美国国家跨音速实验设备(NTF)最大,性能也最高。NTF于1982年建成,1984年投入使用。它的试验段尺寸为2.5米×1.5米,采用开缝壁式,速度范围M0.2~M1.2,雷诺数高达12×107。这个雷诺数已经很接近实际飞行中的雷诺数了。
1972年
美国空军阿诺德中心的4.88米跨音速风洞试验段
阿诺德中心[美]建成当时最大的高雷诺数跨音速风洞 20世纪60年代,美国发生多次因普通低雷诺数风洞实验数据不准,导致出现严重的飞机设计问题的事例。这些沉痛的教训使人们认识到建造高雷诺数风洞的重要性。美国对这些事故高度重视,1971年调查了各次事故,广泛征求意见,达成了建设高雷诺数风洞的共识。美国空军阿诺德中心建造的4.88米跨音速高雷诺数风洞是当时世界最大的,其雷诺数为9.6×106,功率为2.95×105千瓦,造价3亿美元。随着技术的发展,后来又出现了雷诺数更高的跨音速风洞。
美国总统尼克松(中)和宇航局局长弗莱彻(左二)及宇航员合影
美国政府批准实施航天飞机计划 “阿波罗”登月计划实施之后,美国宇航局开始研究未来载人航天发展计划,初步构思了可重复使用的航天飞机计划。经过几年的努力,美国宇航局终于说服了美国最高层的同意。1972年1月5日,尼克松(Richard Milhous Nixon,1913—1994)在白宫新闻发布会上正式公布了研制航天飞机的决定。美国提出这项计划的主要目的是降低航天发射的成本,增强轨道救援、轨道搜索、轨道核查、卫星修理和回收的能力。航天飞机预计可重复使用100次,共制造了5架,发射成本可望降到火箭的十分之一。当时计划投资50亿美元,预计1978年实现首次载人轨道飞行。为降低研制成本,原计划采取两级均可重复使用的方案,后改为轨道器、固体助推器和外贮箱三位一体布局。美国航天飞机计划的提出标志着航天技术发展方向的转变,更加强调航天活动的经济性和应用性。
美国F-15型战斗机试飞 F-15型战斗机是美国第三代超音速战斗机。美国空军根据越南战争的经验,提出空中优势战斗机设计思想,即战斗机能同时执行空战格斗、夺取空中优势和对地攻击任务。1965年开始论证方案,通用动力公司设计方案中标。该设计采用常规后掠翼方案、双发双立尾布局。其载弹量可达7 260千克,突出特点是机动性好。1972年7月27日,F-15原型机首次试飞。该机自1975年服役后,一直是美国空军的主力重型战斗机。后有多种改型,其中F-15E型在保持空战能力不变的情况下,突出强调纵深攻击能力,故称“双重任务战斗机”。该机的载弹量提高到10.6吨,于1986年首次试飞,1988年投入使用。
美国F-15型战斗机
1973年
现代无人机在以色列首飞成功 无人驾驶飞机出现于20世纪初,经过50余年的发展,它的主要功能是,战时限于遥控炸弹,和平时用于靶机和航空气动研究,均属于遥控飞机。20世纪50年代末,鉴于越南战争中飞行员的损失巨大,美国空军曾制订计划,研制用于战场的无人机。1960年,U-2型战斗机被苏联击落,飞行员被俘,进一步促使美国加大了战斗无人机研制的步伐。1964年,美国在越南投入了瑞安147型“火蜂”、瑞安AQM-91型“飞火”以及洛克希德D-21型无人机,主要用于执行远程侦察任务。20世纪60年代后期,以色列也开始使用无人机对阿拉伯国家进行侦察。1973年,以色列在赎罪日战争(第四次中东战争)中使用无人机作为诱饵,使阿方浪费大量昂贵的防空导弹防范以色列的无人机。1973年,以色列的“马斯拉夫”无人机首飞成功,它被认为是第一个现代战场的无人机。该机飞行控制与数据系统强大,能够实现飞机与地面实时视频联络。此外,以色列无人机能够配合有人驾驶飞机执行多种任务,包括侦察、通信、电子干扰、电子欺骗、电子支援等,为其他国家研制和使用现代无人机提供了样板。以色列在1982年第五次中东战争中,尝到大量使用无人机的“甜头”。在著名的“贝卡谷地”之战中,以色列使用无人机扰乱叙利亚的防空雷达,随后加以猛烈袭击,令叙利亚苦心经营10年、耗资20亿美元才建立起来的19个防空导弹阵地变成了废墟。20世纪末至21世纪,无人机得到了各国高度重视,而且发展出可以用于直接攻击的无人机。
美国瑞安AQM-91型“飞火”无人机
洛克希德D-21型无人机
以色列“马斯拉夫”无人机
1974年
通用动力公司F-16型战斗机的原型机首次试飞 1972年初,美国空军提出“轻型战斗机原型机计划”,发展和验证可在轻型战斗机上采用的新技术,但当时并未要求研制新型战斗机。在提出技术和性能指标的同时,还规定采用新的设计方法和先进技术来提高空战能力。1972年,美国空军从投标的公司中选中通用动力公司的YF-16方案和诺斯罗普公司的YF-17方案。F-16的原型机(YF-16)首飞时间是1974年1月20日。在进行了大量对比试飞后,于1974年4月选定YF-16方案继续发展,使之成为与F-15型战斗机高低搭配的轻型战斗机。1976年12月,F-16预生产型首次试飞,1978年装备部队。该机总体设计先进,气动设计上采用了边条翼、翼身融合体、空战襟翼等新技术,大大提高了机动性。它首次大规模采用主动控制技术,包括电传操纵系统、放宽静稳定性、机动载荷控制、控制增稳技术等,是典型的第三代战斗机。它的生产量约4 400架,被许多国家用作主要制空战斗机。它还被广泛用作美国新技术试验平台。
美国F-16型“战隼”式战斗机
B-1B型变后掠翼超音速战略轰炸机
变后掠翼超音速战略轰炸机(B-1)试飞 B-1型轰炸机计划源于20世纪60年代后期美国空军的“先进有人驾驶战略飞机计划”。B-1的设计与B-52不同,突出强调同时具有高空高速和低空突防轰炸能力。其改进型是以作为巡航导弹载机和低空高亚音速突防为主导思想设计而成。B-1型采用带边条可变后掠翼布局,改善了起降性能。1974年12月23日首次试飞。后来,由于战略作战思想的变化而不断变化。当20世纪80年代初它作为“三位一体”核战略的组成部分得以保留后,生产型B-1B于1984年10月18日首次试飞。它的重大改进是突出了隐身性能。美国空军订购了100架,1988年交付完毕。
“空中客车”A300B2型客机
欧洲第一架宽体客机“空中客车”A300B2投入航线 1964年,英国政府提出由欧洲国家合作振兴欧洲航空工业,同美国厂商抗衡。最初的合作是英法间进行的,之后原西德等国陆续加入,组成欧洲空中客车公司。1966年初,英国、法国和西德政府官员举行第一次会议,通过了建立参加空中客车计划的三方伙伴公司。会议还提出第一架空中客车飞机的方案,这就是后来的A300的原型。1966年秋,A300尺寸又重新修改,直径提高到6.4米,超过了波音747飞机。其基本设计思想是安全、可靠、经济,主要用于最繁忙的中短途航线。1972年10月28日,原型机A300B1首次试飞,1974年交付并投入航线。最初A300的销路不好。1978年后,A300以其良好的经济性很快赢得大批订单。空中客车公司后来又推出系列新客机,逐渐形成美国波音、麦道和欧洲空中客车三足鼎立的局面。
直升机变弯度桨叶翼型出现 旋翼是直升机最关键的动力部件、升力部件和控制部件。以往桨叶翼型是不变的,不能满足各种条件下的性能要求。一些国家利用非定常空气动力学理论模型对旋翼后行桨叶气流分离和由气流诱发的颤振,以及超越颤振边界飞行速度下的前行桨叶的桨尖特性进行了研究,发展了一系列变弯度桨叶翼型,取代了过去普遍采用的对称桨叶翼型。根据后掠翼能有效推迟压缩效应这一原理,将旋翼桨叶外段后掠,改善了前行桨叶的桨尖特性。1974年后美国的S-76、UH-60、AH-64等直升机应用这些设计原理,不仅提高了飞行品质,同时也改善了直升机前飞时的速度稳定性和悬停性能。
中国运-8型运输机首飞 运-8型运输机是中国陕西飞机工业(集团)有限公司生产的中型运输机,源自对苏联制造的安-12型飞机的仿制,1969年初在西安飞机设计所(现在与上海飞机设计所联合组建了中国航空第一研究院)开始研制,1974年首次试飞,1980年2月被批准设计定型,并投入批量生产。1996年进行气密型改造,性能超过美国“大力神”运输机。运-8装备了多种电子系统,用于电子对抗、电子侦察、海上巡逻、反潜、空中指挥、预警、航测等军用和民用任务。运-8还改装作为空中预警机系统平衡木(相控阵雷达)的测试工作。改装后的预警机称为空警-200,现已装备海军航空兵。
中国运-8型运输机
1975年
法国AS365“海豚Ⅱ”型直升机首飞 该直升机由法国宇航公司(现并入欧洲直升机公司)研制,属多用途中小型直升机。这种直升机的最大技术特征是采用了涵道式尾桨,能够减轻或消除常规尾桨所带来的安全性、维护性和占位空间大等问题。该直升机还大量使用复合材料,减轻了质量。该直升机的军用版是AS365N2。由于AS365“海豚Ⅱ”型直升机性能出色,因而生产量和出口量都较大。
AS365N3“海豚Ⅱ”型直升机
1976年
惠特科姆[美]提出翼梢小翼概念 飞机在飞行时,由于机翼展弦比有限,因而会产生诱导阻力。如何降低诱导阻力,是飞机设计师和空气动力学家始终关注的问题。通过增加展弦比可以降低诱导阻力,但会增加机翼质量,降低飞机机动性。受鸟的翅膀尖部小翅的启发,惠特科姆首次提出翼梢小翼概念。翼梢小翼是安装在机翼尖梢部的直立或斜置小翼面,有单上小翼、上下小翼等多种形式。这种简单的装置可以起到多种作用,包括降低诱导阻力、分散翼尖涡、改善分离特性、提高升阻比、改善稳定性。翼梢小翼能减小20%~35%的诱导阻力。美国宇航局根据惠特科姆的设想,首先在里尔28/29型飞机上加装翼梢小翼进行了试验。KC-135型加油机加装翼梢小翼后,提高了承载能力并改善了经济性。此后,探索在干线和支线飞机上采用翼梢小翼的研究工作广泛展开,效果十分显著,证明翼梢小翼对高亚音速后掠翼大型运输机也有很大的应用价值。空中客车A310-200、A330/340系列、伊尔-96、MD-11和波音747-400都安装了翼梢小翼。
典型的翼梢小翼(波音747-400)
典型的翼梢小翼(空客A319)
瓦里和肖特希尔提出光纤陀螺原理 20世纪60年代末,美国海军研究实验室即开始光纤陀螺的原理探索工作。1976年,美国科学家瓦里(Victor Vali)和肖特希尔(Richard Shorthill,1928—2012)在《应用光学》上发表文章《纤维回路干涉测量仪》,明确阐述了光纤陀螺的基本原理和结构设想。他们认为,可以用光纤回路取代激光回路,研制光纤陀螺。该陀螺既有激光陀螺的优点,同时消除了闭锁现象,且质量可以大大减轻。光纤陀螺原理提出后,受到国际上的广泛关注。1981年在美国召开了第一次光纤陀螺学术会议。此后,各国包括中国都投入了大量人力、物力研究开发光纤陀螺。
典型的光纤陀螺
1977年
波音E-3A型预警机交付美国空军 20世纪50年代,美国的防空警戒体系是由地面雷达和预警机组成的。60年代初期,由于轰炸机速度的提高,低空突防方式的采用和远距离空地导弹的出现,原有防空警戒系统从预警距离、预警时间和低空搜索方面都不能满足需要。1962年,美国空军开始考虑新的预警系统,1963年提出空中警戒和控制系统的研究计划。E-3A型预警机就是波音公司根据“空中警戒和控制系统”计划研制的全天候远程空中预警和控制飞机,1966年签订研制合同,1970年选中设计方案。该机是在波音707的基础上研制的。原型机于1975年首次试飞,1977年开始交付美国空军使用。除美国外,它被许多国家所采用。
波音E-3A型预警机
苏-27型战斗机的原型机首次试飞 苏-27型战斗机是典型的第三代战斗机,由苏霍伊设计局研制,是双发重型制空战斗机,研制过程中强调具有长续航能力。其主要任务是国土防空、为深入敌后进行攻击的飞机护航、海上巡逻和拦截,续航时间长达5小时。该机1969年开始研制,共造了12架原型机(T-10),第一架原型机1977年首次试飞。1981年4月生产型首次试飞,1984年服役。该机的设计特点是:翼身融合体布局,充分利用边条翼提供高机动升力。发动机采用二元进气道,置于机身下。该机机动性极强,首创“普加乔夫眼镜蛇机动”,飞机在迎角为110°~120°时仍保持平稳飞行并可恢复水平状态。其技术水平和作战能力优于同期发展的米格-29。苏-27改型很多,包括陆上型和舰载型,出口多个国家。
苏-27型战斗机
“蝉翼秃鹰”号人力飞机
人力飞机首次完成“8”字飞行 1961年1月,英国发明家、实业家克莱默(Henry Kremer,1907—1991)设立了一项奖金5 000英镑的奖项,奖给第一个完成“8”字飞行的人力飞机。到1967年,世界范围内已出现了20余架人力飞机,但没有一架能完成“8”字飞行。克莱默决定将奖金提高到10 000英镑,1973年又增加到50 000英镑。围绕这笔奖金,飞机设计师和飞行家们展开了竞争。1976年,美国工程师麦克里迪(Paul Beattie MacCready,1925—2007)制成一架人力飞机,取名“蝉翼秃鹰”号。这架飞机在设计上与以往人力飞机不同,它用一块挡板代替流线型座舱罩,前面伸出一根铝管装着鸭翼控制飞机。该机翼展27米,重仅32千克。1977年8月23日,布莱恩·埃伦(Bryan Lewis Allen,1952—)驾驶这架人力飞机在加利佛尼亚成功地进行了1.6千米的“8”字飞行,飞行总航程2 173米,因此获得了5万英镑的奖金。
米格-29型战斗机
米格-29型战斗机的原型机首次试飞 米格-29型战斗机是苏联20世纪70年代初提出研制的双发高机动性制空战斗机,可执行截击、护航、对地攻击和侦察多种任务。1972年制定的设计任务书明确要求米格-29在近距离作战和超视距作战性能上要超过美国的F-16和F/A-18型战斗机。1974年苏联开始详细设计,1977年原型机首次试飞,1982年投入批量生产,1983年装备部队。该机的设计特点是:带有较宽的机翼前缘边条;装有计算机控制的全翼展前缘缝翼;机翼后缘装有简单襟翼和内插式副翼。米格-29是苏联第三代战斗机,生产量超过1 600架,出口很多。
1978年
幻影-2000型战斗机
法国幻影-2000型战斗机首次试飞 法国长期以来重视自主研制战斗机,但由于发动机性能不佳,其战斗机与同期美国战斗机相比存在一定差距。为了尽快追上美国并吸引国外客户,1975年底法国政府决定研制幻影-2000作为20世纪80年代中期以后的主力战斗机,执行防空截击、制空战斗、近距支援、纵深攻击以及侦察等任务。设计上要求尽可能减轻结构质量,并用电传操纵系统,并用主动控制技术提高气动特性和飞行性能,采用新型发动机,提高续航能力等。1978年,幻影-2000的原型机进行了首次试飞。1978年~1980年,五架原型机进行了大量试飞,1983年生产型开始交付。它有多种改型,出口许多国家。
美国F/A-18型“大黄蜂”战斗攻击机首飞 为了与F-14型舰载战斗机搭配使用,美国海军主导进行F/A-18型战斗机的研制,由原麦道公司设计生产。这是一种舰载对空/对地全天候多功能战斗机,兼有战斗机与攻击机的能力。1978年11月18日,F/A-18原型机进行了首次试飞。该机的起飞质量低于F-14,但在许多性能包括机动性能上超过了F-14。它与F-14高低搭配,成为美国舰载战斗机的主力。
F/A-18型战斗机
“太阳一号“太阳能飞机
第一架太阳能飞机研制成功 太阳能飞机是利用光电池将太阳能转化为电能,通过电动机驱动螺旋桨旋转产生飞行动力。英国太阳能飞机研究小组设计制造了第一架太阳能飞机——“太阳一号”。飞机翼展20米,重仅103千克。750块太阳能电池装在机翼表面,并将转换的电能贮存在蓄电池里。1978年,“太阳一号”设计师戴维·威廉(Britons David William,1921—2012)驾驶它进行了一次跳跃飞行。1979年6月13日,该机在英国汉普郡进行了飞行表演,飞行员是肯·斯泰沃(Ken Stewart,1943—),速度达到每小时65千米,飞行距离1 200米。
气球飞越大西洋取得成功 气球高空和远距离飞行探险早在18世纪就已经开始,能够长距离飞越大西洋则是在20世纪后50年才实现的。1978年8月11日,美国探险家阿布鲁佐(Benjamin Abruzzo,1930—1985)、安德森(Max Leroy Anderson,1934—1983)和纽曼(Larry Newman,1947—2010)乘坐“双鹰2号”气球从美国缅因州佛里斯科岛起飞,经过6天共137小时的飞行,于11月17日到达法国诺曼底,首次完成了横跨大西洋的飞行。为准备这次飞行,他们花费了几千小时研究资料和掌握飞行技术。“双鹰2号”是一只氦气球,用尼龙和轻质人造橡胶制成,直径20米,高30米。球体上部涂成白色,在白天反射太阳光,以免把气球内的氦气烤得过热;下半部涂成黑色,夜晚可以从海洋中吸收热量,以保持气球内的温度。气球的吊舱底部做成双船身结构,一旦坠海也可以在海面上漂浮。这次飞行实现了人类乘气球飞越大西洋的梦想,创造了载人气球飞行距离最远、留空时间最长的纪录。
1979年
倾转旋翼机问世 普通定翼机和直升机在飞行原理和性能上差别明显。美国贝尔公司在20世纪40年代末开始研究倾转旋翼技术,其特点是将定翼机和直升机结合起来,使之具有垂直起降和高速度的特点。该机是在固定的机翼尖上各安装一台涡轴发动机和旋翼组件。在起飞和悬停时,旋翼组件处于垂直位置,起到普通直升机旋翼的作用。当转换到水平飞行状态时,旋翼组件倾转到水平位置,起到固定翼飞机螺旋桨的作用。1953年,贝尔公司制造了XV-3型倾转旋翼机,并于1955年进行首次试飞。由于发生事故,飞行计划停止。1973年,贝尔公司根据美国陆军和宇航局的要求,开始研制倾转旋翼试验机XV-15(贝尔301)。其第一架原型机于1977年进行了首次悬停飞行,1979年首次完成了由直升机方式到定翼机方式的转换飞行,标志着倾转旋翼机问世。XV-15研制成果对于后来发展实用型倾转旋翼机V-22型“鱼鹰”起到至关重要的作用。
贝尔XV-15型倾转旋翼机
人力飞机首次飞越英吉利海峡 1978年,英国实业家克莱默宣布设立有10万英镑巨额奖金的奖项,奖给能够驾驶人力飞机成功飞越英吉利海峡的第一人。美国发明家麦克里迪对以前的“蝉翼秃鹰”号进行了改进,增加了机翼面积,从结构和材料上进一步减轻质量,研制出“蝉翼信天翁”号人力飞机。该机翼展近30米,最大起飞质量97.5千克。1979年6月2日,埃伦驾驶这架飞机完成了横越英吉利海峡的飞行,用时2小时49分,平均时速12.7千米,航程37千米,创新人力飞机新的纪录并赢得了这项10万英镑大奖。
“蝉翼信天翁”号人力飞机
1980年
中国运-10大型喷气式客机
中国研制的运-10型客机首次试飞 20世纪70年代初,中国决定在工业基础比较好的上海开展航空航天产品的研制工作,运-10型飞机就是以上海地区为主导研制,航空工业部门进行技术支持的成果,总体研制单位是上海飞机制造厂。运-10是中国第一架自行设计制造的大型喷气式客机。主要设计指标是:航程大于7 000千米,时速900千米以上,升限12 000米,载客100人左右,并要求安全性、舒适性好。研制过程中采用了10项国内领先的技术。1980年9月26日,运-10进行了首次试飞。此后,该机先后转场北京、合肥、哈尔滨、广州、乌鲁木齐、昆明、成都,并7次飞抵拉萨。运-10是中国研制的大型喷气式客机的首次尝试,后来由于种种原因,该研制工作未能继续下去。