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五代战斗机:军力发展的必然选择

2011-11-15查长松李大光

国防科技工业 2011年3期
关键词:超音速战斗机战机

□ 查长松 李大光

发展先进战斗机是维护国家安全的需要

空中打击已成为各国优先考虑的一种战争手段和形式,而要有效地组织实施,各类飞机就不可或缺,战斗机则是夺取制空权主要的航空兵器。现代战争已经由过去的单一兵器的对抗转变为海、陆、空军三位一体全方位的较量,而其中最重要的则是制空权的争夺。通过空中打击夺取战场制空权,可以直接达成国家政治目的,或是夺取战争主动权,从而加速战争的进程,赢得战争最后的胜利。从海湾战争到科索沃战争,再到阿富汗战争和伊拉克战争,都表明夺取现代战争制空权的重要性。

第五代战斗机是当今世界最先进的一代战斗机。它具有“超强隐身能力、超强机动能力、超视距探测攻击、超音速巡航”——这是隐身战机“四S”能力的设计标准。“超强隐身能力”是五代机最显著的特征,这也是人们常说的隐身飞机。隐身飞机主要是雷达隐身和红外隐身,前者尤其重要。降低雷达波特征的隐身技术,是以合成结构材料和特种涂料吸收、改变和消耗雷达探测电磁波的能量;改变外身获得既保证气动要求、又获得最小雷达反射面的效果;阻抗加载,产生辐射场,改变目标本身的辐射特性,降低散射截面,减小武器装备本身的电磁辐射程度等。

雷达是靠物体对电磁波的反射来工作的,要想实现对雷正“隐身”,就必须降低反射信号的强度,在“隐身飞机”的设计中主要靠两条途径去实现——首先是尽量优化机身上最容易反射雷达信号的结构,其次是尽量把无法消除的反射信号“折射”到雷达收不到的方向去。现有的隐身战斗机外形都特别简洁,几乎没有突出结构和外部部件,就是源于这样的设计思想,甚至还需要把暴露在外面的外挂武器都弄到机身内去,就是“内置弹舱”,这样,雷达反射信号就大大减弱了。隐身性能的另一重点是对发动机进气道的“遮盖”,因为发动机叶片是一个巨大的雷达信号反射源。通常的办法是S形进气道设计——把进气道“扭弯”,从前面看是看不到叶片的。如果“S”形进气道再结合了DSI——进气道前部有一个“鼓包”,就不仅可以优化进气质量、减轻飞机重量,也可以部分挡住发动机叶片的雷达信号。除此之外,为了提高隐身性能,第五代战斗机舱门的边缘可设计成“锯齿状”,挡风玻璃上还会镀金,以及大量采用复合材料来吸收耗散雷达波。

能否实现超音速巡航也是第五代战机的一个重要性能指标。目前,很多战斗机都能超音速飞行,但都不“持久”,往往是靠发动机在加力状态下的“爆发力”来维持,用“爆发力”长时间巡航,发动机扛不住,油耗更是吓人。能够为超音速巡航提供可靠动力,是隐身战斗机研发中的关键。另外,“超强机动能力”也是建立在先进发动机基础之上才拥有的战技术性能。这种超强机动能力是指战机在高速飞行过程中可以实施跃升、跃降和侧移,主要是用于机动归避来袭导弹的攻击。

“超视距探测攻击”是指战机拥有超视距雷达和精确制导武器。即战机雷达能够看得足够远,精确制导武器打得足够远,这样才能实现远程打击。其中,有源相控阵雷达(AESA)是五代机的核心技术之一。在这一点上只有美国和俄罗斯才拥有有源相控阵雷达。

全球鹰无人机

缩小与发达国家空中军事实力差距的需要

自20世纪50年代初第一代喷气式战斗机问世至今,超声速喷气式战斗机已发展到了第五代。出于维护国家安全利益的需要,当今世界各国纷纷加速发展本国的先进战斗机。目前,在全世界范围内,除了美国的F-22、F-35和俄罗斯的T-50、苏-47、米格1.42外,其他国家也开始研制具有本国特色的五代战机,如日本的“心神”战机、韩国的KF-X 等。

美国作为当今世界上唯一的超级大国,其武器装备具有先进性和多样性的特点,这也体现在主战飞机上。目前,美国拥有当今世界最先进的F-22“猛禽”战斗机。F-22“猛禽”战斗机是美国洛克希德、波音以及通用动力公司合作研制的新一代战斗机,是第五代战斗机技术标准的确立者。F-22是美国于21世纪初期的主力重型战斗机,属于第五代超音速战斗机。在不开加力的前提下就可以维持超音速巡航,在发动机不开加力的情况下在1.58马赫的速度下能连续飞行30分钟;特别的外形、结构设计和隐身涂层、复合材料的使用使其具备优良的隐身性能,其雷达反射面与2张A4纸的面积相当;强大的发动机和超过1的推重比使其具备短距起降能力从而降低对战时机场跑道的要求;矢量推力发动机尾喷管使其具备了更优秀的机动性;所使用的“发射后不管”的新一代空空导弹使战机在视距外就可以进行精确打击。F-22采用了有源相控阵雷达、推重比10一级的矢量喷口发动机、特殊的气动外形、隐身涂层等顶尖技术,是世界上第一种集低可探测性(即隐身性)、高度机动性和敏捷性、不开加力即可作超音速巡航(老型号飞机只有在发动机开加力时,才能进行短时间超音速飞行)、有效载重大和大航程等特点于一身的战机。该机装备美军187架后停产。

美国的F-35“闪电Ⅱ”有“世界战斗机”之称,是一种单发动机战机。与F-22相比,F-35没有超音速巡航能力,隐身性能也不如F-22。世界上共有8个国家与美国合作,参与F-35的研制。设计之初,美军希望其是一种通用低成本的、多用途的轻型战斗机,单价在3000万美元左右。但随着研制的进展,该机单架成本疯涨,曾一度飙升到1.22亿美元。让许多国家感到花天价买这种飞机不值,表示将削减其采购数量。

俄罗斯承认,在五代机的研制上,美国确实领先一步。但俄罗斯的T-50就是将F-22“猛禽”作为目标,其技术性能将全面超越F-22。T-50采用新型双向推力矢量发动机和全数字飞行线控系统,具有非常高的机动性能;装备了全新的大推力航空发动机,能以1200公里/小时的超音速巡航速度飞行;使用先进的导弹,既可打击空中预警机和战略轰炸机,也可以攻击地面重要战术目标乃至航母编队。T-50采用的隐形技术也十分超前,美制F-22的雷达反射截面积只有0.1平方米,和一只小鸟接近,现有的雷达很难发现它。而俄空军总司令米哈依洛夫则放出豪言:“T-50根本不会被雷达发现。”

俄制苏-47是采用前掠翼的战机。前掠翼飞机在全世界航空发展史上都非常独特,仅少数机种采用。俄罗斯S-37“金雕”前掠翼战斗机,于1997年进行首次试飞,后被正式称为苏-47。俄罗斯著名试飞员沃金采夫对苏-47赞不绝口。他表示,每次试飞他都非常小心,因为全世界只有一架苏-47。苏-47具有很大的潜力,但因缺乏经费,无法制造第二架样机,因此所有的试飞任务都落在这一架飞机身上。

俄米格1.42成为俄罗斯未能升空的隐形机。该机是俄罗斯米高扬设计局研制的多功能歼击机,造出了原型机,并于1994年12月进行了地面快速滑行试验。但由于经费严重短缺,研制工作被迫搁浅,该机未能飞上蓝天。

日本“心神”战机已进行了隐身测试。日本“心神”隐形战斗机,是一种形体大小与瑞典萨伯公司研发的“鹰狮”战机相类似的战机,装备两台带加力燃烧室的IHIXF5型矢量推力发动机。在美国拒绝售予日本F-22战机之后,日本在2007年推出了“心神”战机计划。该机研制进度很快,其模型已被运到法国,接受了一系列隐形效果的测试。

KF-X战机是韩国未来两年内推出的原型机。韩国自2000年开始自主研发KF-X型战机,预计于2020年前列装,以取代日益老旧的F-4和F-5战机。这是一种单座双引擎隐形战机,预计于2012年下半年推出原型机。韩国军方称,该机的作战能力将超过法国“阵风”和欧洲“台风”,但弱于美制F-35。

2010年12月印度与俄罗斯签署了以T-50为基础联合开发五代战机的协议。其他的亚太国家和地区,特别是台湾,现在可能不得不重新考虑他们空军力量现代化的长期规划,以期应对中国在这个十年内步入隐形战机俱乐部的新情况。

目前,世界范围内唯一服役的五代战斗机是美国的F-22“猛禽”战斗机,这也是目前世界上最先进的战斗机。此外,还有俄罗斯的五代战机T-50已经试飞。作为世界上第一款投入服役的第五代战斗机,F-22在航空史上具有划时代的意义,在当代是极为先进的,而且在今后一段时间内也难以超越。

研发先进战机标志着航空工业的现代化

研发新型先进战机,是一个国家航空工业发达的标志。瑞典虽然是一小国,但当年瑞典军方向国内企业订购一款战斗机时,提出要性能优异(胜过当时的所有三代战斗机)、价格低廉、皮实耐用、可在公路起降 如此等等,条件十分苛刻。但他们的公司就敢接招,而且在短时间内完全按要求完成。于是一款四战机诞生了。也许当时瑞典军方下单时漏掉了“隐身”这一项,否则他们是否就能得到一款五代战机呢?这体现了什么?这体现了瑞典航空工业的强大。

再让我们看看F-22的研制过程。F-22作为一款目前最先进的战斗机,其研制过程并不复杂,时间也不长。军方先确定需要一款什么样的战机,然后向两家航空公司公开招标。两家公司各自拿出图纸后,在军方指定的地点和指定的时间装配一架样机,然后是测试、评估、比较,并选中其中一款,根据军方要求稍加改进之后,F-22就出世了。这里面没有多少技术难题、科技攻关,全是现成的技术成果。这体现了什么?这体现了异常强大的航空工业实力。似乎只要他们想造,就能造出任何战机。

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