APP下载

由“歼—31”、“苏—35S”说开去

2015-01-17

现代军事 2014年12期
关键词:机动性气动空战

本届珠海航展,最大的明星当属中航工业的隐身战斗机“歼-31”和被誉为“终极侧卫”的俄罗斯“苏-35S”战斗机,两者分别依照不同代次的设计思想而设计,其技术性能也各有侧重。两者均在这次航展上进行了精彩的飞行表演,但表演内容差异很大。要想通过飞行表演对两者进行深度解读,最佳人选无疑就是航空专家傅前哨。航展期间的老傅异常忙碌,马不停蹄地接受各类媒体不间断的采访,一个招呼都插不进去,而航展结束后的某天,终于有时间能与老傅坐下来就“歼-31”、“苏-35S”、隐身能力、机动性、未来战机发展等话题进行深入地探讨。

记者:“歼-31”首次公开亮相就选择珠海航展,而且进行了飞行表演,您如何评价其表现?

傅:从这次表演情况看,“歼-31”的表现已经相当不错了,它甚至已经做了一些常用的空战动作。按照一般的惯例,处于这样研制状态的飞机通常是不做机动动作的,一般飞1~2个通场就可以结束了。美国F-22、F-35研制阶段参与航展都只是进行很简单的飞行,追求惊鸿一现的效果。只有到了技术相当成熟,甚至装备部队以后,才会在航展上做一些高难度的动作。“歼-31”从首飞到现在才2年时间,还有很多试飞科目没有完成,而且目前样机也只有这1架,从安全角度来说,做一些简单动作不但要稳妥得多,也能够达到其亮相的目的,因为研制中的隐身战机首次在公众面前亮相这个意义已经不小了。可以说“歼-31”的这次表演远远超出了这样的要求,不但飞了,还做了很多机动动作,而且这些机动动作完成的非常好。

“歼-31”飞行表演的大致流程是:起飞以后以60°仰角拉升,达到几百米高度后做一个半滚倒转,接着做了个俯冲动作,此后是大表速通场,通场过程中横滚,飞回来后做水平8字,接大坡度盘旋、小表速通场,当然这样的低速并非是其最小速度,必须要留有一定安全余量。最后进行小航线降落。整套动作类似于“歼10”战斗机第七届航展首次露面时做的动作,而那时“歼10”批量已经装备部队,是很成熟的机型了。而“歼-31”在试飞阶段就可以做这样的动作,非常不简单。由此我们可以有这样的结论:

首先是这架飞机的试飞比较顺利,因此敢于在尚未完成试飞的时候,做这样大过载机动动作,表现比较完美。试飞顺利,说明我们的技术工艺,研制方式都是正确的,后续试飞周期也会缩短。

其次,综合世界这几种四代机的研制,歼-31的研制周期是最短的,首飞上天不过2年。这说明我们的技术成熟,研究人员的经验丰富,我们的技术储备也是充足的。在研发过程中很可能还采用了很多世界最先进的设计理念,设计技术,加工制造技术和工艺,才能够保证这一点。没有这些,我们的周期不可能这么短。

记者:追求隐身必然会对气动性能有所牺牲吗?

傅:这是肯定的!因为在飞机研制阶段,隐身性能和气动性能必然会发生矛盾,举个例子,美国在最初开始搞四代机时,提出过很多鸭式布局方案,虽然搞得很早,但最终还是欧洲国家跟进,搞的几个机型(“台风”、“阵风”、“鹰狮”)都采用鸭式布局。当然这种布局的隐身能力相对较弱,但飞机的机动性、航程、载弹量等指标都要比前一代提升很多。美国回到了常规的后尾式布局,更多的是从隐身角度考虑,其机动性就受到了限制。对此,美国人解决办法就是采用推力矢量,例如F-22A。需要指出的是最新研制的F-35还没有使用推力矢量,因此也变成了性能非常中庸的飞机,美国国内有人撰文称,F-35的飞行性能不如越战时期的F-105战斗机,这显然是夸大其词,但F-35的机动性不如F-16则是肯定的。

我们国家既要考虑机动性,又要考虑隐身,比如“歼-20”的气动布局就体现了这样的设计思想。俄罗斯的T-50也是如此,强调高机动性,因此从改善气动能力的角度出发,设计了一个庞大的活动边条。气动能力改善了,隐身方面肯定会稍作一些牺牲,这种取舍既要满足关键能力需求,又要有整体的权衡。美国最初选择YF-22而未选择YF-23,完全是出于机动性方面的考虑。因为无论从超声速巡航还是从隐身方面来说,YF-23明显要比YF-22强,但前者只强调中距空战,近距空战能力很弱。当然这款飞机也使用了二元喷口,但并非出于提高机动性的考虑,而是为了改善红外隐身特性和后向雷达反射截面的。虽然其隐身效果、超声速零升阻力都要比F-22好,但其机动性上的明显短板还是使美国最终选择了更为均衡的YF-22。与F-22相比,中国和俄罗斯的方案对机动性则强调得还要更多一些。

记者:基于这样的判断,那么我们是不是可以得出这样的结论:这次亮相的“苏-35S”代表着当今世界战斗机机动能力的最高水平。因为 “苏-35S”完整地继承了“苏-27”优异的气动外形,不但没有因为隐身考虑而牺牲气动性能,而且还采用了大量能够显著提升机动能力的新技术设备,比如采用推力提高15%的117S发动机,使用全新的电传飞行控制系统,配备性能优异的三维推力矢量喷口等。

傅:一点没错!“苏-35S”的确代表着当今世界战斗机机动性的顶尖水平,即便是F-22A也达到不了这样的水平。比如F-22推力矢量喷口是二元喷口,只能在一个方向上偏转,与之相比,无论是“苏-35S”还是“米格-35”都采用三维矢量喷口,可以全向偏转,在大迎角和低速状态下的表现都一定比F-22好,当然这种圆形的矢量喷口对于隐身是不利的,必须采用一些特别的措施进行处理,例如类似F-35,喷口边缘采用锯齿状。

这次“苏-35”的表演动作可以更多地理解为其对矢量喷口性能的展示,因为在低速甚至零速度情况下,机翼几乎没有作用,其翼面无升力,尾翼面无舵效。此次,俄罗斯“勇士”飞行表演队也进行了精彩的表演,其“苏-27”飞机也做了尾冲动作,但其与“苏-35S”的表现就有着明显的不同,前者做尾冲动作时必须要向后掉一段距离,直到有一定气流,产生一定的舵效之后才能改出。而后者就不用往下掉,直接悬停一会儿后,一低头就可以飞走了,这就是推力矢量带来的影响。从“苏-35S”表演的其他动作来看,也明显比“苏-27”有所改善,如小半径筋斗、小半径盘旋,“苏-35S”机动的半径也就是几十米的水平,地面上看的感觉就像是原地打滚,原地转弯。相比而言,“苏-27”小半径筋斗的直径约在几百米的水平,大坡度盘旋的直径也达到500~600米左右。还有比较典型的是“苏-35S”的尾旋,就是以立尾为轴,做类似平螺旋的动作。这个动作说明,飞机有了推力矢量喷口后,不怕进入失速和螺旋状态,之所以此前进入这种状态后很多飞机改不出来,是因为飞机几乎没有前进速度,而是绕轴旋转,尾翼上的速度非常小,来流方向也不对,其翼面没有舵效。而有了推力矢量喷口后,即便进入深度失速或螺旋状态,喷口给一个力飞机就改出了。由“苏-35S”的飞行表演也可以得出这样的结论,推力矢量技术无论对于三代机还是四代机,都是至关重要的技术。如果四代机具备了隐身性能,如果再配和推力矢量,其能力就更为全面了。但即便有推力矢量,气动设计仍然是相当重要的。比如说高速飞行状态下,推力矢量意义就不大了,因为气动舵面的效率足够了,而推力矢量喷口本身重量也比较大。endprint

从这次飞行表演看,“苏-35S”所能做的动作,特别是低空,甚至是近距离格斗情况下,已经超越了F-22的水平。但也有这种说法,“苏-35S”表演得很漂亮,但已经过时了,因为当今乃至未来空战,都大量使用中距拦射。“苏-35”在隐身上肯定要差一些,即便采取了很多技术措施,如隐身涂料、座舱镀膜,其雷达反射面积也不会小,即便比“苏-27”低一个数量级,那么其雷达反射面积也会达到约2~3平米。而且该机没有内弹仓,所有武器都挂在机身和翼下,其雷达反射面积还会有大幅度的提升。如果很早被别人发现,被别人导弹锁定、击中,那么就根本没有机会进行近距离格斗。当然,中距空空导弹的实战杀伤概率目前还没有定数,特别是交战双方技术水平、训练水平、电子对抗能力势均力敌情况下,中距空空导弹的杀伤概率更难以评估,如果其杀伤概率达不到预期水平,那么近距离格斗发生的概率就增大了,应该说中距空战和近距离格斗不可偏废,都要考虑。

记者:对雷达隐身过于执着的追求是否存在这样的风险:随着技术的发展进步,针对隐身目标的各种探测手段都在发展,一旦隐身失效,那么隐身战斗机固有的其他问题也将一并激化,如使用费用奇高、机动能力有限、载弹量有限等等,发展前景变得暗淡,甚至早于三代机退出历史舞台。

傅:这次中国空军战区展出了一种无源探测系统,据称可以发现隐身飞机。除此以外,对隐身飞机较为可靠的探测手段还有长波雷达,比如米波雷达,相对来说,它对隐身飞机的探测距离是比较远的,当然其探测精度要差一些,不如厘米波那么高,但毕竟能感知到隐身飞机的存在,这就具有非常显著的意义。目前飞机雷达隐身主要针对的是厘米波雷达,因为很多地面雷达和机载火控雷达采用的都是厘米波,现有隐身措施对厘米波的隐身效果是非常好的,但对于分米波、米波效果就不行了。比如对于厘米波雷达,隐身飞机的雷达反射面积是0.02平方米,到了分米波雷达面前,可能雷达反射面积就到1平方米左右的水平了,这基本上就不算隐身飞机,只能说是半隐身或准隐身飞机了,而到了米波雷达面前,可能就是5~6平方米,成为非隐身战斗机了。除了米波雷达、无源雷达,还有双基地雷达等探测手段。但不管怎样,目前战斗机使用的主要还是厘米波雷达,因此隐身飞机还是有生存空间的,但随着反隐身探测系统的发展,隐身飞机的效能会不断下降,这时就要考虑采取更多的技术措施与探测系统进行对抗,比如电子战系统。雷达与隐身飞机这对矛盾会利用多种手段进行相互攻防对抗,双方在这一过程中不断进步和提升。

记者:F-22A装备美国空军已经有很多年了,但直到今年才在打击“伊斯兰国”恐怖组织行动中首次参战,而且执行的是对地攻击任务,且只飞行了1个波次。与之相比,至今在各类局部战争中担当主力的仍然是第三代战斗机,这是否意味着第三代战斗机还有很长的生命期。

傅:这是可以肯定的,相比于第三代战斗机,第四代战斗机的主要特长在于隐身和超声速巡航。实际上,隐身性能在现代战争中已经有所验证,F-117、B-2已经参加了多场局部战争,它们的隐身能力对于突防,对于空中作战,这个价值是毋庸置疑的。F-22A列装之后,今年才首次参战,这次参战应该说更多的还是在表演,或者是展示它的能力,但是它并没有展示它主要的作战能力,因为这是一款制空战斗机,它的对地攻击能力是比较弱的。美国空军曾经想把F-22更名为F/A-22,但国会不同意,认为还是应该执行其原本制定的任务。但四代机在未来空战中的作用至今未体现过,所进行过的空战都是模拟空战,美军内部及盟国之间,用F-15、F-16与F-22A进行模拟对抗,从对抗结果看,F-22即便打了F-15一个144:0的结果,也毕竟不是实战检验,从实际情况来看,要想进行实战检验,机会不多,因为所有近期局部战争,基本上都是对弱国间的战争,短期内无法进行实战检验。

记者:实际上第三代和第四代战斗机不会是一个后者取代前者的关系,在今后很长一段时期内,这两者都将是并存的。

傅:的确如此,以舰载机为例,今后F-35C是要上航母的,但美国海军并不淘汰F/A-18E/F,因为F-35C要比F/A-18E/F贵太多了,F-35C恐怕至少要1.6亿美元,而F/A-18E/F还不到6千万,也就是F-35C的一个零头。F-35系列飞机虽然以对地攻击能力为主,但其对地攻击能力并不是很强。因为受弹舱影响,一次出航带弹量非常有限,一些大型的弹药,如反舰导弹,根本无法挂入弹舱的,非要带的话就只能挂在翼下,但这就会破坏飞机的隐身能力。有个说法是,先由隐身飞机进行突防,扫清障碍目标,后续飞机就可跟进,这时F-35就不需要隐身能力了,就可翼下挂载武器。但这种情况下,采购价格、使用成本都要便宜得多的F/A-18、F-15、F-16等更擅长执行这样的任务,这就是个矛盾的局面。

就空战来说,F-35C的能力并不强,带弹量也有限,隐身能力尚可,其与三代机空战时可能占优,综合来看,对地攻击能力有限,空战稍好,但也能力有限,因此并不能完全取代三代机,既然后续需要挂弹攻击,干脆就全交给三代机完成就行了。因此美国未来航母上,F-35C还是要和三代机配合作战,一个出于成本的考虑,再一个出于作战效率的考虑。显然四代完全取代三代机在可预见的未来是不太可能。这从航母舰载机部队就可以看出来。

美国空军是什么情况呢?按照他们的规划,肯定是将其F-15、F-16陆续停产淘汰,但也不太可能都淘汰。如果完全以F-35取代F-16,很多功能也受到限制。本来第四代飞机带弹量就少,如果因为价格昂贵,装备数量还大幅度减少,那么整体作战能力就差太多了,所以很可能还是一种混编状态。

记者:就现实情况而言,我国的“歼-10”、“歼-11”,乃至“歼-20”、“歼-31”价格都相对高昂,那么像FC-1这样的相对低价的飞机,在大国空军中是否还有其存在的价值?

作为一个国土面积比较大,保卫目标比较多的国家,这种轻型低廉三代机还是需要的,对于大国来说还起到站岗放哨的作用,要应对周边环境形势的影响变化,大国空军装备战斗机的数量必须达到一定的规模和水平,规模太小了,很多任务执行不过来。甚至一些高级的教练机也可以承担一些站岗放哨的任务。endprint

猜你喜欢

机动性气动空战
未来空战怎么打
医用气动物流设备维修中的应用
军用混合动力越野汽车技术特点分析
第三帝国的兴亡之六 大不列颠空战(下)
基于BTT的反鱼雷鱼雷拦截弹道研究
关于军事装备运输性问题的研究
歼十在行动