历史是一本奇怪的书
——对 F-35 空战能力的质疑
晨枫
原载西西河
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F-35 可算是新闻里的战斗机了,不仅在美国是新闻,在加拿大也是新闻,因为加拿大政府决定不经竞标就订购 F-35。F-35 计划的超支和拖延早已臭名昭著,但 F-35 的空战能力也饱受质疑,现在又有爆料说 F-35 的航程可能也有问题,这对需要跨越很长距离的西太平洋战场或者加拿大北方荒原特别重要。洛克希德-马丁的试飞员对 F-35 的性能充满了赞扬,尤其是对第三代战斗机(指 F-14、F-15、F-16、F-18,现在美国也改称第四代)的优越性,但这不能作为 F-35 空战能力的可靠依据,就像没有人会因为 4S 店对所经销汽车的吹嘘就照单全收一样。对于 F-35 技术性能的详细分析汗牛充栋,但追溯一下 F-35 的历史,或许可以对 F-35 的现状和未来增加很多理解。对人来说,出身论是要不得的;但对于科技来说,身世决定了设计基础,而设计基础决定了技术性能和发展潜力。 一般认为,F-35 来自于美国空军、海军、海军陆战队对接替 F-16、F-18 和 AV-8 下一代战斗机要求。这当然是对的,但又没有那么简单。在 80 年代,美国空军、海军、海军陆战队各有一个下一代战斗机计划。海军陆战队需要研制 AV-8“鹞”式的下一代,海军需要研制 A-6 的下一代,空军需要研制 F-117 的下一代。但 F-35 在很大程度上是受到 AV-8 替代计划的主导。
“肥电”背负了美国三军的太多期望 AV-8 是美国引进生产和改进版的英国“鹞”式垂直起落战斗机,这是西方唯一实战化的垂直起落战斗机,也是迄今世界上最成功的垂直起落战斗机,优于仅有的对手雅克-38。英国是“鹞”式的家乡,对先进短距起飞-垂直降落(Advanced Short Take Off and Vertical Landing,简称 ASTOVL)技术早就开始研究,在 60 年代就是把亚音速的“鹞”式作为过渡机型研制和部署的,只是因为英国财力拮据和国防研发政策调整,已近瓜熟蒂落的霍克 P.1154 超音速垂直起落战斗机夭折了。几十年来,英国不断推出更加先进的垂直起落或者 ASTOVL 战斗机方案,但这些统称“金斯敦方案”(以英国宇航专责垂直起落技术的研发中心所在地命名)的研究方案一个也没有走出纸上谈兵的阶段。80 年代以后,英国的战斗机研发经费全部投到欧洲“台风”,更加无力顾及 ASTOVL。美国海军陆战队长期和英国合作,但尚缺乏明确的需求或者订单,再加隐身技术尚且高度保密,不能和英国分享,所以 ASTOVL 研发在 80 年代后期搁浅。
P.1154 超音速“鹞”
霍克 P.1216 ASTOVL 方案
霍克 P.1214 ASTOVL 方案 90 年代时,美国国防先进研究局(DARPA)推动新一代 ASTOVL 研究,其中使用升力风扇的方案可以代替“鹞”式的围绕飞机重心的偏转喷口,既可以避免高温燃气喷射到地面回弹后重新进入进气道和烧熔地面的问题,也增加了悬停装态下的姿态控制力矩。更有意思的是,如果取消升力风扇,就可以把多出来的空间用于增加燃油,增加航程,使 ASTOVL 和常规起落(Conventional Take Off and Landing,简称 CTOL)战斗机共用平台成为可能,避免了 ASTOVL 作为小众机型而固有的高成本问题。这就是 DARPA 的通用低成本轻型战斗机(Common Affordable Lightweight Fighter,简称 CALF)计划。不过 ASTOVL 的要求也限制了 CALF 只能是单发。在垂直起落阶段,各喷管的垂直推力必须保持绝对同步和平衡,否则将在瞬间发生倾覆,导致失事。最大推力状态下,双发非常难做到推力的绝对同步,其影响还随垂直升力的喷口(或者升力风扇)相距增大而放大。不仅如此,由于两台发动机中任意一台发生故障的可能性是单台发动机的两倍,双发 ASTOVL 的可靠性实际上反而下降到单发的一半,所以 ASTOVL 只能使用单发。由于战斗机的基本重量和性能要求,这对发动机的推力提出很高的要求,最终由于重量和推力水涨船高,造成 F135 发动机在今天世界上单台推力最大但依然推力不足的尴尬局面。
F135 发动机 |
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