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也谈中国的第二种四代战斗机

发布时间:2018-02-07  原作者:晨枫   点击数:

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  F-35的研制过程有很多经验教训,但认为F-35的问题是因为美国航空科技“掉链子”或者美国军方瞎指挥,那是错误的。这些错误可以说基本上都应了一句老话:“通往地狱的路是由好心铺成的”。F-35的很多问题都是由海军陆战队的短距起飞-垂直降落(简称STOVL)要求带来的,但即使去掉这一条要求,除了与发动机和升力风扇有关的特有问题,F-35研发道路上该有多少坑,还是有多少坑。

F-35B升力系统示意图
F-35B升力系统示意图

  人类是生活在陆地上的。不管是海军还是空军,最终都要能影响陆地上的事,才有存在的意义。因此,空军永远有对地攻击要求。但要能完成对地攻击要求,同时阻止敌人的对地攻击,必须首先控制天空。因此,对空军来说,制空权反而是第一要务。最先进的技术,最大的资源,总是首先用于制空战斗机。古今中外,概莫能外。

  对于四代制空战斗机来说,在技术上需要具有隐身、超巡、超机动。网络作战能力也是四代机必须的,但未必是四代机特有的,所以没有在这里列为四代机的特点。

  隐身的外形设计有诸多原则,隐身的实现还需要材质和细节的配合,勿需多言。应该说,中国在这方面已经取得相当的经验,设计第二种四代机在气动上没有问题。

  超巡不仅需要大推力发动机,还需要高推重比的发动机,一般需要9-11的发动机推重比,战斗机的军推推重比则需要0.7以上。中国在战斗机发动机方面正在步入快车道,但依然只在快车道的起点。WS-10“太行”、WS-15“峨眉”、WS-13“天山”(一说“泰山”)的加力推力、军推和推重比依然缺乏确切的公开数据,坊间只能猜测,但一般认为,9-11的推重比依然是重如泰山的挑战。

  超机动不仅需要优秀的气动设计,还需要推力转向的配合。在过失速和超音速飞行时,常规气动控制效率严重降低,需要推力转向帮忙。推力转向本身的技术难度和与飞控的整合且不去说它,推力转向是“吃”推力的。这进一步提高了对发动机的要求。以典型高机动三代机为参照,战斗机的加力推重比需要在1.1级别。

测试推力矢量喷管的歼-10战斗机
测试推力矢量喷管的歼-10战斗机
测试推力矢量喷管的歼-10战斗机

  但技术是为设计定位服务的,首先需要确定的是战斗机的用途和重量级。

歼-20无疑是中国的高端战斗机
歼-20无疑是中国的高端战斗机

  歼-20是中国四代高低搭配的高端,这个应该没有疑问。歼-20是重型四代,那低端只能是中四或者轻四(姑且统称为新歼),这样才谈得上高低搭配。

  歼-20是空战优先的,但歼-20的重量、成本是规定空战性能条件后最优化的结果,并无不必要的“赘肉”。在缺乏革命性技术跃进的情况下,新歼要在空战性能方面接近歼-20,很难在重量、成本方面与歼-20相差太多。但这就有违高低搭配的初衷了。

  三代机是高低搭配的成功例子,但三代机或许是特例。三代机为了追求机动性,采用低翼载、大推力、武器外挂的基本格局。低翼载提供巨大的剩余升力,大推力是低翼载发挥升力优势和以阻力换升力的动力基础,武器外挂则可根据任务需要灵活选择武器搭配,在重量和阻力上与任务达到最优匹配。

  低翼载、大推力、武器外挂是可以“按比例”缩放的,但武器系统就不容易随意缩放了。要超视距空战,就需要大口径雷达和中远程导弹。在三代机时代,要达到超视距和视距内兼优,F-15是“最轻小”的战斗机了。但只要求视距内格斗的战斗机就可以更加轻小,这就是F-16。

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