09阅兵 解析2009年国庆大阅兵受阅飞行 队形好看也讲科学

智九三角队

2009年10月1日，庆祝新中国成立60周年的盛大阅兵仪式在北京天安门广场举行。空陆军、海军和陆军航空兵的飞机和直升机空组成了12 空中等梯队，气势磅礴地穿过了天安门广场空，接受了人民的检阅，向全世界展示了中国的空中等实力。这次阅兵将在参考要素、装备类型、装备数量、装备水平等方面创造我国阅兵史上的新纪录。阅读飞行有哪些门道，外行看热闹？

队形:展示力量，塑造形象

游行活动通常分为游行和行列式。阅兵是一种仪式，在这种仪式中，部队按照规定的队形和礼仪接受阅兵领导通过队列。行列式是指部队按照规定的队形和礼仪依次通过检阅台(上空)并接受阅兵领导检阅的仪式。要读的航班是空。航空兵空部队驾驶的飞机、直升机等航空器按照规定的队形和礼仪依次通过检阅台空，接受国家领导人和部队首长的检阅。

空中最具观赏性的行列式是空中的队形，它是由飞机之间的间隔、距离和高度差决定的。所谓间隔，是指相邻飞机的翼尖在飞机水平轴线方向上的距离；距离是指纵向轴线方向相邻飞机之间，前机后端与后机前端之间的距离；高度差是指上飞机最低点与下飞机最高点在垂直轴方向的距离。如果后面的飞机比前面的飞机低，就叫高度差，如果后面的飞机比前面的飞机高，就叫高度差。一般轻型战斗机密集编队的高度差在3米左右。空地层的密度由层段、距离和高差决定，可分为超致密地层、致密地层、稀疏地层和疏散地层四种类型。为了提高观看效果，在不进入前机尾流、不发生碰撞的前提下，已读飞行尽可能采取最小的间隔、距离和高度差，往往采用密集队形。密集编队间隔为1 ~ 2个翼展长度，距离为1 ~ 2个机身长度。一般高度差取下来，也就是后机在前机下面，便于观察。否则后面飞机的机头部分会遮挡飞行员视线。本次阅兵歼11梯队采用30×30米的阵型，歼8F梯队为20×25米。

阅读飞行采用什么样的阵型主要由三个因素决定:一是观察效果，是否能充分展现部队的风格和训练水平；二、安全考虑归结为两句话，即“防唤醒、防碰撞”；第三是飞机的性能和飞行员的飞行技能。常见的飞行队形阅读包括楔形队、梯形队、水平队、圆柱队、菱形队、箭队、方形队和双楔形队。有些国家也喜欢展示他们特有的队形，如英国红箭的阿波罗队和协和队。楔形队是最常用的阅兵队形，典型的是3机楔形队，长飞机在中间，僚机在两侧后方。楔形队给人一种意气风发、有进取心的感觉，便于观察、指挥和阵型维护。梯形队一般适合四架以上的飞机编队。僚机(组)都位于长机的同侧后方，排成一行。梯形队伍给人整洁、严谨、自信的感觉，动作灵活，便于观察和调整阵型。横队是僚机和僚机(群)沿横向近似呈直线排列的阵型。多机交叉团队可以创造出轰轰烈烈的气势，但在飞行中很难操作。僚机不容易观察到僚机的动态，很难在方向上机动。立柱是每个僚机(组)依次排列在长飞机尾部后面的一种队形，以一定的高度差和距离垂直排列。往往能营造出抒情浪漫的气氛，但不方便僚机观察整个队形。有些看似复杂的地层，实际上是由上述基本地层组成的。比如鲁航之-9WA的9机三角队，可以认为是由一个5机楔队和一个4机十字队组成。

保持编队飞行不是一件简单的事情，因为编队的精度关系到国家和军事实力。如果飞机之间的间隔和距离误差为1米，相对于50米的间隔只变化2%，20米的间隔变化5%，地面人员会检测到；此外，编队中飞机较多，地面人员会根据编队的对称性发现编队误差。所以，“一米不差”。怎样才能保持队形准确？基本方法是通过长平面的视角和清晰度来判断间隔和距离。密集队形下雷达等传感器达不到要求的精确值(完全依靠传感器的无人机空加油在美国也处于试验阶段)。为了进一步提高队形的准确性，有必要采用划线的方法进行准确判断。所谓划线，就是在长机特定部位画出的明显标记，一般有两条:一条叫主划线，一条叫副划线。当僚机飞行员用特定的观察线同时看到这两条标志线时，说明僚机和僚机之间的间隔和距离是好的，否则会出现偏差，必须及时操作飞机进行修正。

守灵:编队飞行的绊脚石

飞机或直升机在飞行中会产生尾流，编队飞行时后方飞机很容易进入前方飞机尾流。当飞机进入尾流区时，会发生滚转、俯仰、抖动、下沉、改变状态，甚至导致发动机停机。如果是密集的地层，可能会进一步导致碰撞。因此，以密集的形式进入尾流意味着灾难性的后果。编队飞行其实是一个对抗尾流的过程。

那么，什么是守灵？尾流是飞机(直升机)不断将其动量传递给周围空空气的结果。飞机尾流由三部分组成:发动机产生的喷流或螺旋桨产生的滑流；飞机表面周围附面层产生的紊流:随飞机升力产生的尾涡。Jet是喷气发动机排出的废气，速度快，温度高，方向一般与飞机纵轴一致。射流离开尾喷管后，由于温度降低和与周围空气体的能量交换，速度越来越小。对于一般喷气式飞机来说，在未来100米左右的时间内，喷气速度已经降低到20 ~ 30 m/s。湍流是飞机表面边界层在回流过程中形成的湍流。实践证明，紊流只能向飞机后方延伸100 ~ 200米。尾涡是随升力产生的翼尖涡，是一对旋转方向相反的气团，其强度与升力成正比。升力越大，尾流的强度越大。尾涡的影响距离比喷流和湍流的影响距离远得多，可以达到飞机尾部后几百米到几千米。作者估计A380飞机尾涡的延伸距离应大于8 000米。直升机也有尾流问题。当直升机旋翼产生张力时，空空气通过旋翼盘向下排出，然后产生大约每秒10米的诱导气流(滑流)。这种气流与直升机向前的气流结合，形成向后向下倾斜的气流。

编队飞行中，尾涡对飞机的影响最大。有多大？J-H -7尾涡最大周向速度在起飞时可达140 m/s左右，在读数飞行时可达70 m/s。要知道12号台风的速度在35 m/s左右，毁灭性的17号台风只有60 m/s，可以毫不夸张的说，尾涡只是两个拖在飞机后面的龙卷风，进入这个龙卷风的后果可想而知。作者的一位战友，有一次在训练飞行中不小心进入了前机尾流。他描述道:“飞机被掀翻，瞬间滚了200多米。”虽然直升机的尾流没有飞机的尾流那么强，但直升机是一种非常害怕气流的家伙。一旦进入尾流，可能会造成叶片挥舞混乱、叶片赤纬、转子涡环等严重现象，进而引发严重事故。

尾流的形状像两个圆锥体(冰淇淋圆锥体)。圆锥体的顶部连接有两个翼尖，圆锥体的底部连接有一个半径相同的圆柱体。尾涡的影响仅限于锥体和柱体内。现代喷气式飞机尾涡的两个核心之间的距离约为翼展的0.8倍，尾涡的宽度是核心之间距离的2倍，即翼展的1.6倍。苏-27翼展14.3米，尾涡宽度23.52米。还有一个概念很重要，就是尾涡的滚距，也就是气流从机翼后缘滚成一对完整的尾涡所需的距离，也就是锥体的高度。卷起距离取决于飞机的迎角。迎角越大，滚转距离越小。苏-27起飞时的上滚距离为14米，正常飞行时为120米。在滚距内，尾涡的影响局限在锥体内，外面气流平静，外国人称之为“静寂区”。密集队形的秘诀在于选择合适的间隔、距离和高低差，充分利用这个无声地带。右下图为1999年国庆阅兵时H -6F领衔飞机和J -7EB护航飞机的编队。两架飞机之间的距离是20米，距离是25米。H-6的尾涡为263米，尾涡宽度为53米。歼7处于静默区，歼7的翼尖到H-6尾涡的距离为17米，完全可以保证安全。有些读者可能会问，美国的“蓝天使”有一个超密集的菱形团队，机翼和机身叠放在一起。怎么回事？“蓝天使”的F-18也在无声区。虽然它的间隔和距离是负的，但它们通过选择一定的高度差来避免尾涡锥。

集群活动并不容易

国庆阅兵是大规模的综合性阅兵，是典型的大型舰队活动。数百架不同性能、不同速度的飞机、直升机，要毫无误差地通过天安门广场并不容易。可以想象，两倍音速的战斗机，体积巨大的专机，时速只有200公里的直升机，必须在不同的机场起飞，在指定的时间到达指定的地点，从而进入阅兵路线。“准时到达”是一个非常严重的问题。如果差一秒，对于时速750公里的战斗机来说差200米以上，所以“一秒不差”。“一秒钟还不错”？所有的环节都需要紧密联系，准确无误。

先看起飞和组装。当舰队起飞时，飞机的停放位置是特定的。一般起飞较晚的飞机应停在容易进入跑道的位置；备用飞机停在最容易进入跑道的位置。如遇特殊情况，备用飞机将立即更换。机群起飞时一定要有足够的后续起飞间隔，否则后面的飞机会进入前面飞机的尾流，一般歼7飞机15秒左右，H -6飞机40秒左右。一个梯队的6架歼7飞机完成后续起飞需要75秒。如果以720 km/h的速度飞行，第一架飞机与第六架飞机的距离为15 km，给装配带来麻烦。因此，应采取一定的措施，如编队起飞和错开出发点起飞，以抵消间隔时间的影响。空，最常用的聚集方法是180°转弯聚集法。梯队队长上升到预定地点后，以预定的坡度和速度转弯，后面的中队队长也开始转弯。起飞的飞机先向前转，起飞的飞机后向后转。各中队利用转弯切线半径缩短后续距离，最终完成集结。

看舰队跟上队形。待读飞机通常以梯队为单位，采用纵队后续编队。确定后续距离和高低差非常重要。首先要考虑后梯队不受前梯队尾流的影响，其次要考虑观测效果。与单机相比，梯型尾流的影响范围要大得多，梯型尾流一般有1 ~ 2°的下沉角。小型战斗机的梯队后续距离应为1 100米，炸弹6应为1 500米，伊尔-76应为2 000米左右。是要把身高差拿下来还是把梯队身高差拿下来？各有利弊。由于高度差，不容易进入前梯队尾流，便于调整距离。但是后续梯队的高度越来越高，地面人员看到飞机的尺寸和角速度越来越小，观看效果不好；去掉高度差后，前发动机的尾流可以被后发动机看到，符合习惯，便于观察，观察效果好，但是当梯队之间的危险接近时，几乎没有处置的余地。判断梯队之间的后续距离是机群最困难的技术动作之一。为了准确判断后续距离，应采用目视测距、雷达测距和固定光晕视距测距。

第三，看解散和登陆。和后续起飞一样，解散和降落舰队需要很长时间。为了保证最后一架飞机着陆时有足够的备用油，应尽量缩短解散和着陆的时间，返航时应调整速度差。第一中队要加快返场速度，尽快降落，为后续中队腾出时间。同时回场的中队采用依次延迟转弯的方法，在跑道上打开空的距离；当中队在跑道上经过空时，编队解散，离开中队的顺序是转弯方向由内向外。比如解散5机楔队左线的顺序是4号、2号、1号、3号、5号，飞机依次降落时，要采取时间间隔，防止后面的飞机进入前面飞机的尾流；前机降伞的位置要尽量靠前，防止后机压坏降落伞。

飞机尾流示意图

在1999年的国庆阅兵式上，展示了6F领队和歼-7EB护航飞机的编队

180°转弯收集方法示意图

优秀的技能和心理稳定性

全国仪式万无一失。读书飞行责任重大，关系到国家和军队的形象，不能容忍任何错误。承担阅读飞行任务的飞行员不仅要忠诚可靠，纪律严明，还要有高超的飞行技能和稳定的心理素质。

读数飞行应该是“仪表还不错”，没有高超的飞行技巧是不可能的。以编队偏差修正为例，读数飞行属于低空飞行，飞机受气流影响较大。除了飞机本身的气动原因和发动机原因，偏差是必然的，不可避免的。但要纠正偏差，保持队形并不容易，因为密集队形时，队形小，机动空间小。如果稍微修正偏差，飞机可能会发生碰撞或进入前面飞机的尾流。纠正时动作要及时、准确、轻柔，甚至要有预见性。就像叶问的咏春拳，算不上什么大招，不过是一个克敌制胜的绝招。不能是高手玩的吗？

任何一种飞机都有其固有的飞行品质，有的更容易飞行，有的更难操作。同一类型的飞机在不同的飞行条件下会表现出不同的工作特性。在综合阅兵中，不同的飞机应该以基本相同的速度和高度通过检阅台。当然要互相迁就。比如1999年阅兵，飞行员梯队是J7EB的领头人，护航速度是550 km/h，不是J7EB飞行的最佳速度。被阅读的飞行员，值得注意的是，他能把困难的飞行变成自由飞行，没有高超的技术和人机一体化，他无法进行阅读飞行。俗话说“台上一分钟，台下十年”。精湛的技艺来自于刻苦的训练，有些训练科目比常人想象的还要难。

阅读飞行对飞行员的心理素质要求很高。这种心理需求主要来自两个方面:一是低空飞行，二是高心理负荷。

按照中国空陆军的飞行规定，100m到1 000 m的航程为低空，读数飞行一般为低空。低空飞行由于视线角度较小，容易产生透视判断错觉和暗焦点错觉，影响飞行员对高低距离比的判断。错误近得多，错误低得多。低空消耗大量飞行能量，容易紧张疲劳。据调查，飞行员在高空飞行时心率是77倍，而在低空飞行时心率是116倍，应激水平明显升高。在过度刺激下，出现注意力范围狭窄的现象，导致“错误、遗忘、遗漏”。另外，在低空飞行中，由于地面物体运动的角速度增大，飞行员的视功能降低，一般飞行员在飞机下的视敏度降低到0.4以下。

阅读飞行不仅是一项重要的军事任务，也是一项重要的政治任务，受到全世界的关注和全国的关注。这种过度的“心理动员”也会给飞行员造成很大的心理压力。人做任何事都需要“提前心理动员”，阅读飞行是一种“高度动机”的行为。过于强调责任和意义往往会使人的情绪更加紧张，进而增加心理负担，反而影响操纵技巧的发挥，甚至出现“僵死运动”的现象。有些年轻读者可能没有经历过大场面。在某些环境下，人的心理压力是不可想象的，没有亲身经历很难理解他们的品味。我曾经遇到过一个机械师，他害怕在重大任务中出错。他居然一晚上起来七次检查机库门有没有锁，可见心理压力有多大！

[作者王旭东]