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有F-35的例子在先,但或许可以不掉进同样的坑? # | O3 Q; N/ o0 c / ]: H8 j5 K# a: {5 d“鹘鹰”是按照外贸要求设计的,最终是否会获得中国空海军订购众说纷纭,既有信誓旦旦说一定会甚至已经订购的,也有斩钉截铁说绝不可能的。真相只有等时间证明了。一般说来,已经进入原型机研发和试飞而依然没有确切订购的情况较少。但中国的事情就是特色多。南昌的L-15早就完成基本研发和试飞了,并得到教练-10的正式型号,但长期只有厂家涂装的公开照片,具有中国空海军涂装和战术编号的图片却鲜有流传。这不是值得保密的新飞机,其中含义只能猜测。 # x5 o C6 J& x% c1 m& e* v) n. `' a7 O; I, L
中国需要第二种四代战斗机吗?这是一个不容易回答的问题。从高低搭配的角度来说,研制第二种成本较低、性能依然很高的四代战斗机是有必要的,这是实现全四代化的基础。从均摊风险角度来说,拥有两种四代战斗机有助于避免万一歼-20有什么大面积问题就一下子没有四代机可用的尴尬。如果第二种四代机落户沈飞,还有助于维持南北两大航空科研与工业基地。 4 _. V; @3 ~2 t, Y 0 y0 q1 @ g @0 `1 Y7 M$ O) o但需要与可行性是双生的,缺乏可行性的需要或者缺乏需要的可行性都是没有意义的。一般认为,中国要研制第二种四代机的话,要避免美国在F-35研制过程中的弯路。具体来说,需要: & s' X. P# H" L8 v; F. z1. 保持近似高端(对美国来说,就是近似F-22;对中国来说,就是近似歼-20)的空战性能6 g% b; d' z4 Z( D- v& p) S
2. 具有优良的对地攻击性能- j/ ?# g8 ^: B, |
3. 具有显著更低的成本, f" M/ M p! b# M ~( k8 q0 r& x9 a
也就是说,依然是空战优先的思路。 4 Q, s! f1 W2 z- f % q. X; i- K7 U2 y1 c" hF-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。 2 O: \- _7 ^# \# V+ G, p& d6 i$ M; {2 _
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。 9 J4 u) j& @; Y: h x9 r4 y4 j, T3 ~" k; P, R
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。+ N& F6 e9 v! q
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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。' L# D. E, Y, d; {
( b! }$ _ l% x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。4 R. c' R7 n9 j5 l3 |! }- o
2 }. R8 j2 k3 R8 _6 ^& a ^; t8 d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。 3 V* {9 U1 \* F2 u" y* q, {9 a3 X8 p2 u. C
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。 3 a. p$ R3 t5 Z + V3 [/ B) o2 f& d: K/ t 1 `% h) h8 n$ g歼-20无疑是中国的高端战斗机- [* J4 k1 z2 d: B! a
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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。7 _! P2 I C, y+ y+ m
/ e1 @7 u3 q |) ?7 d% H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。 " Q8 i, Z: y0 b9 K 3 b( _+ j, F5 Y/ n0 z2 V3 [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。+ W, z7 ^) Z0 k! I* i
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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。4 K* t" {& y' }9 i
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在三代机研制的时代,超视距空战还属于“理想很美好,现实很骨感”的境界。“麻雀”中程空空导弹的战绩始终令人失望,直到AIM-120主动雷达制导中程空空导弹出现后,超视距空战才达到足够的毁伤率,但这是F-16首飞快20年后的事情了,所以F-16的视距内格斗定位并无错误。% T2 _4 o# L* N
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三代机中,F-15和F-16是高低搭配的完美典范,但这或许是不可重复的特例, ~+ G. a2 ~" i
1 c$ d6 _, P D由于基本尺寸和重量限制,后期F-16虽然有一定的超视距空战能力,能发射AIM-120,超视距空战能力依然和F-15不是同一等级的,但对美国空军的二线空战能力够用了,对躲在美国空军背后的盟国空军也够用了。这是F-16达到“足够”空战性能的原因。 ; [6 U2 U+ ~. N9 `# d, j& A, m: U2 T
但放宽机动性要求的话,低翼载、大推力使得大量外挂武器成为可能,这是F-16后来成为优秀战斗轰炸机的基础。由于F-16兼具优秀的视距内格斗和对地攻击能力,不仅成为美国空军的主力战斗轰炸机,还成为盟国空军的主力“全能”战斗机。 * Q- W1 x% `5 W; E G1 w/ z* H. L4 p
但这样的好事在隐身时代难以实现。在隐身时代,超视距与视距内的关系是一个复杂的题外话,但两者不可偏废,科幻式的万人迷YF-23落选的原因之一就在于此。但继续像F-16一样定位于视距内为主就是错误的目标。然而,同样追求超视距的话,F-35没法与F-22拉开性能与成本差距,也就没有存在的理由,因此只能在空战性能上缩水,放弃超巡和超机动,转而强调对地攻击。被誉为F-35之父的美国空军缪尔纳少将在1995年就指出:F-35是70%空对地,30%空对空,当然那时美国空军还计划装备442架F-22,不需要F-35顾虑太多的空空作战问题。 : a( | A" H! s6 M% I( a$ q& L1 Z- n: w1 s3 z5 @
这决定了F-35的机内武器舱的尺寸必须足够容纳当前和未来主要空地武器,也就决定了F-35很难成为F-16那样的轻型战斗机(F-16其实也不轻了,只是相对于F-15算轻型而已)。F-35的大部分苦恼来自于这里,STOVL只是雪上加霜。& \3 c) ]% i0 C. a
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对于中国新歼,F-35的坑可以绕过去一些,比如用双发中推,而不是在单发大推一棵树上吊死,但重量和成本的坑是绕不过去的。$ k3 `! s- j) E& O- {) o' O
9 ?' t* b7 ^/ s X) Y4 L! z; Q% F. ?如前所述,新歼要在空战能力上接近歼-20,不仅要在武器携带量上接近,还要在雷达口径上接近,这就决定了机头锥的大体尺寸和电力要求,以及一系列由此而来的气动外形、重量和动力要求。换句话说,很难做到在重量和成本上与歼-20拉开差距。最低限度,轻四是不可能了,必须是中四。 3 f& L2 ^5 C8 a6 A 1 K/ @: ~# p* c9 T1 E8 A* X# ?% H作为中四,即使空重控制在12吨级,正常起飞重控制在18-19吨级,最大起飞重控制在25吨级,为了达到战斗机军推推重比0.7,发动机的军推要达到70kN级(约7200公斤);为了达到加力推重比1.1,加力推力需要达到110kN级(约11200公斤)。战斗机的机体结构、发动机、燃油、航电、武器占正常起飞重量的比例有一定之规,过度偏离必将导致机体强度不足、机内燃油不足、航电偏弱、武器不足等问题,因此战斗机军推推重比0.7、加力推重比1.1也间接规定了发动机推重比要达到9以上。 z1 ]- B2 ^% P: \& q/ X# H- O r. g1 B w8 _2 Z( }
“天山”如果是参照RD33设计的,那基准军推为50kN,加力推力81.3kN,推重比6.5(计入附件,按照俄罗斯不计附件的算法可达7.9,但那没有意义)。也就是说,所有主要指标都要提高约40%。这几乎是不可能的任务。否则就只有大幅度降低机内燃油量,打造隐身米格-29,这显然是不适合“首战用我、攻防兼备”的新时代中国空军的要求的。 ) C9 q s4 ]6 ?7 E5 {/ z + E' ?. D) f8 t3 {+ D“太行”在推力方面超过要求,重量大、耗油大、成本高,而且推重比还是缺一点,容易陷入添水加面的怪圈。另外,双“太行”的中四已经危险地接近重四了,难以与歼-20拉开距离,反过来危及自身的生存。 T4 x U% n J