揭秘闪电II:F-35功能强大不是F-22低端补充

谢永华 收藏 5 205
导读:美国F一35是未来将大规模装备的第四代战机,是其2l世纪上半期最重要的战机项目之一。可以说该机从诞生以来就一直是全球瞩目的焦点,同时,关于其设计理念和特点也一直存在着很多的争议。毕竟自20世纪90年代以来,人类社会开始进入信息时代,隐身技术在军事方面的应用也渐趋成熟,世界航空装备正处在一个大变革的时期。F一35就是吹响这一变革的最嘹亮的号角,引起争议是很正常的。古人说:温故而知新。那么从过去历代喷气式战机的发展中是否能找到F一35未来发展的轨迹呢?笔者认为,不妨把上世纪几种典型的战机拿来对比一下,从中也许能

美国F一35是未来将大规模装备的第四代战机,是其2l世纪上半期最重要的战机项目之一。可以说该机从诞生以来就一直是全球瞩目的焦点,同时,关于其设计理念和特点也一直存在着很多的争议。毕竟自20世纪90年代以来,人类社会开始进入信息时代,隐身技术在军事方面的应用也渐趋成熟,世界航空装备正处在一个大变革的时期。F一35就是吹响这一变革的最嘹亮的号角,引起争议是很正常的。古人说:温故而知新。那么从过去历代喷气式战机的发展中是否能找到F一35未来发展的轨迹呢?笔者认为,不妨把上世纪几种典型的战机拿来对比一下,从中也许能理清其发展思想的脉络。


新一代的F-16?


如果说类比的话,那么现在大部分人都会首先联想到F一16“战隼”。F一35在表面上是F一22的低端搭配,就如当年F一15与F一16形成高低搭配一样,这也是很多人对“闪电”Ⅱ的最初印象。也正因为如此,F一35在机动性上不会特别出彩(相对于人们心目中最新一代战机的标准而言),使它还没完全开展试飞就已遭受很多非议。毕竟,这是新一代战斗机,连“台风”这样强劲的作战平台也只能被称为三代半,人们对最新锐的四代机——F一35的要求自然不会低。但我们如果仔细分析就会发现,F一35与F一16在空中力量体系中的基本定位有着根本性的不同。用F一16的作战使用概念去类比F一35会所以我们会发现,F一35在航电先进性和设备完备性上超越了美国和盟国现役的所有战机,达到当代的巅峰,可以说是足斤足两的主力战机,而决不只是F一22的“廉价影子”。而F—16刚出来时最多只能说其航电采用的技术水准不低,但在功能强大和设备完善上相对当时的F一14、F一15、“狂风”、甚至“幻影”2000都处于一定的劣势。 在这里笔者列举一些细节,就会发现很多有趣的地方:F一16拥有三代战机里最好的座舱视野,这对于一架对地攻击机其实并不是必须的。可美国人后来确实主要拿F一16丢炸弹,“战隼”的空战战绩反而由来自荷兰的飞行员取得。可以说F一16在盟国才是干自己该干的活。而F一35呢,很明显,它在未来要做的工作早已设计好,绝不含糊——在美国国内,“闪电”Ⅱ将是绝对的对地打击主力,如果有更多的对空作战需求,美国人直接生产更多的F一22将是更方便、高效的选择。所以美国人对其空战能力的提升并不很热心。F一16的座舱视野比F一15要好,F一35的座舱视野则不如F一22,这可以算是一个肩负使命的外在表现吧。当然,到了盟国手中,F一35将第一次使它们踏入隐身空战的时代,为其空战能力带来质的提高,估计把各种先进空空导弹等整合到“闪电”Ⅱ身上将是这些JSF计划伙伴国更热心的项目。


看透了这些我们就可以理解:为什么F一35在迅速超过原先设定的价格水准后,并没有对美国军方造成太大刺激;为什么美国空军吵着要F一22,而美国国会与国防部却坚决支持F-35。因为F-35不止是属于空军,它是属于国防部未来国防体系整体规划的一部分。为了保证整个计划的顺利进行,所有的资源不能都放在空军最钟爱的F一22上。或许可以这么看,如果说F-22是新的“超级F一15”的话,F一35却不是“超级F-16”,而是“联合隐身作战平台”。它带来的是一种不能随便类比的新的体系概念。


新一代的F一111?


很多人都注意到F一35是一种相当“肥胖”的飞机,如今空军基本型F一35A的空重已经超过13吨,纵向来看,当年F一15A试飞时也基本是这个水平。也就是说F一35已经与当年的双发标准重型机空重相当,而比当年的单发轻型战机F—16重了将近一倍。横向来看,欧洲新一代主力战机“台风”空重约11吨多,“阵风”不过10吨多一些。假如F一35作为F一16接班者而被称为轻型机的话,那“阵风”就要算小型机,我国“枭龙”只能叫微型机了。这显然是荒唐的,可以说F一35是世界上第一种单发重型战斗机。


为什么会这样?我们知道在40年前,美国海军飞行员也曾经面对着一架停在甲板上的庞然大物摇头叹息,那是美国上一次海空通用战机尝试失败的结果一一F一111B。实际上,从基本设计理念来看,F一111与F一35的相似之处几乎不比F一16少:F一11l也是谋求成为一种海空军通用飞机,都追求完善的航电系统以及巨大的内部燃油载量,都不过分追求机动性能。当然,相似之处基本也就是这些,它们在战略理念上仍然有着巨大的差异。上世纪60年代,美国国防部长麦克纳马拉为了节省经费,鼓吹多军种通用武器。但海空军显然对武器要求是不同的,空军需要以对地攻击为主的飞机,而海军需要远程巡逻与对空拦截能力更强的飞机。将这两种窘异的要求结合在一架飞机上可是不容易。从技术所提供的资源来看,当时设计人员对于可变后掠翼这样的新技术能带来多大效益仍然没有充分的经验,硬着头皮上马的结果就是这个被飞行员称为“土豚”飞机的肥胖与笨拙。最终,海军型被废弃,空军型则修成正果,成长为卓越的重型战斗轰炸机。


F一111舰载型的失败有几方面因素,有一个是很多人不太注意的,那就是冷战高峰时期的巨大压力使得项目技术预研很不充分。后来F一14计划的成功既得益于海军得到独立发展飞机的许可,从而把设计要求修正得更加合理,也得益于之前F一111计划积累下的宝贵技术经验。那么现在美国人重新搞起了三军通用飞机,而且又是一个如此肥胖臃肿的大家伙。这到底是发展方向的再次失误还是技术发展的必然无奈?这或许是很多人的疑问。


首先,F一35显然不是一个准备不足的试验品,其用到的隐身、气动、航电等相关技术都经过了长期成功的验证,不止是子系统,其整体技术方向在F一22上其实已经做了部分验证。它之所以是现在这个样子,是因为美国军方想让它是这个样子,事情并没失控。这和很多人臆测的恰恰相反。当然人们产生疑问也是自然的,因为当今航空技术的发展已经可以让美国轻而易举地研制出一种飞行性能超强的单座轻型战斗机——接近20吨级推力的先进涡扇发动机、二元或三维矢量推力技术、先进复合材料的制造和加工技术、各种验证机与世界最大规模的风洞群、最先进的计算机模拟技术等等,无不让其他国家的战斗机设计人员眼红心热。可最后美国佬拉出厂房的却是这样一头“肥猪”,“养鸡厂”变成了“养猪厂”,莫非美国人得了失心疯?

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我们先来看F一16。该机产生于美国冷战最吃紧的20世纪70年代中后期,当时美国一方面在越战中耗费了巨大的资源,战争费用的膨胀成了朝野上下抨击的重点;另一方面,苏联在战略核武器上咄咄逼人的扩张态势,迫使美国不得不在核军备上保持高投入。而美国自身呢,起始于70年代初期的石油危机与经济危机沉重打击了西方世界,美元与黄金脱钩标志着其独霸西方金融体系时代的结束。可以说当时的美国是内忧外患,颇有焦头烂额之感,军费资源相当紧张。科技的发展使各种作战平台的价格都在飞涨,1945年时一架P51“野马”战斗机单价5万美元,相当于美国当时GDP的四百万分之一;而到了80年代中期,一架F一15战斗机单价3000万美元,相当于美国当时GDP的十万分之一,相对价格已经跃升了四十倍。有评论就说,如果照这个速度发展下去,总有一天一年的军费可能只够买一架飞机。


在这种局面下,美国内部在采用哪种武器系统方面开始出现不同的声音,是采购和装备大批量的简单低端武器,还是少量的高端复杂武器系统。显然,这是个在实战检验之前“公说公有理,婆说婆有理”的事情。幸好现代技术的发展使得相对准确的作战模拟成为可能。当时美军对未来空战进行了大量模拟,得出了这样一个结论:在双方飞机数量较少的情况下,技术性能高的飞机将取得较高交换比;而当双方投入的飞机增大到一定数量后,单机性能对交换比的影响就比较小了。也就是说,一架F一15或F一14对一架米格一23的空战交换比可能高达7或者10,但30架F一15与30架米格一23在体系支持下的大机群空战中,交换比很可能只高出百分之几十。 那么,美国将要面对的军事形势是怎样的呢?当时世界上的最强武力集中在中欧,冷战时期双方时刻准备的就是应付发生在中欧战场上成千上万飞机、坦克的大决战。很显然,单纯装备一种昂贵复杂的主力战机是不划算的。一种性能类似于F—15的轻型廉价战斗机就成为一个重要的选择。可以想象,这样的搭配将能够更好地应对高中低各种烈度战争,既可以在中小规模空中作战中取得明显优势,又可以经得起大规模战争的消耗。因此,我们会发现F一15与F一16的性能比较接近。如果说鼓吹能量空战的“战机黑手党”没能在F—15身上尽情施展的话,那他们对格斗性能的极端追求在F一16身上则得到了淋漓尽致的展现。F一15号称“没有一磅重量是为了对地攻击”,中低空空战机动性是其拿手绝活。F一16又何尝不是,其在中低空的机动性、敏捷性上比起F一15有过之而无不及,这是由其基本定位来的。早期F一16甚至不能发射中距弹,更接近一种昼间格斗战斗机。换句话说,F一16能干的,F一15基本都能干,“鹰”的影子可以基本笼罩“战隼”。当然,后来美国空军还是给F一16装上了更完善的航电,并越来越多地让它执行对地任务。这牵涉到美国内部比较复杂的军费分配、作战体系结构矛盾的调整以及国际局势的变迁等多种因素。


回过头来看“闪电”Ⅱ。F一35产生于美国战略条件最为宽松的时期,当华约集团崩溃后,美国判断从90年代起的20年内是难得的战略机遇期,可以从容布局,为应对未来新的大国崛起做好准备。美国军费虽然因为冷战结束而遭到很大削减,但是外部军事压力很小,可以通过压缩军队规模来平衡质与量之间的矛盾。因此,美国军事科技的发展基本没受太大影响。而20世纪80~90年代多项关键性技术的突破给军事领域带来巨大冲击,信息、隐身等技术的成熟与发展使得军事转型成为新时期各国军界关注的焦点。在这个大背景下,美军的各个军种都在筹划着未来自身的体系架构与角色。于是,F一35就不再是一个简单的F一22的低端补充,其任务区域显然与后者重叠不多。F一35能做的和要做的,大部分是F一22不会去作也往往做不如F一35好的。再考虑到F一35是一种前所未有的三军通用战机,不像F—16那样只属于空军,那么完全可以说该机是一个肩负着把美国几大军种乃至盟国一揽子带入隐身和网络中心战时代重任的新型作战平台。从这个意义上讲,F一35和F一22在美军装备体系中的地位几乎同等重要,并无高低之分。甚至在一些美国国防部高官的眼里,前者的地位在一定程度上还要高于后者。

美国F一35是未来将大规模装备的第四代战机,是其2l世纪上半期最重要的战机项目之一。可以说该机从诞生以来就一直是全球瞩目的焦点,同时,关于其设计理念和特点也一直存在着很多的争议。毕竟自20世纪90年代以来,人类社会开始进入信息时代,隐身技术在军事方面的应用也渐趋成熟,世界航空装备正处在一个大变革的时期。F一35就是吹响这一变革的最嘹亮的号角,引起争议是很正常的。古人说:温故而知新。那么从过去历代喷气式战机的发展中是否能找到F一35未来发展的轨迹呢?笔者认为,不妨把上世纪几种典型的战机拿来对比一下,从中也许能理清其发展思想的脉络。


新一代的F-16?


如果说类比的话,那么现在大部分人都会首先联想到F一16“战隼”。F一35在表面上是F一22的低端搭配,就如当年F一15与F一16形成高低搭配一样,这也是很多人对“闪电”Ⅱ的最初印象。也正因为如此,F一35在机动性上不会特别出彩(相对于人们心目中最新一代战机的标准而言),使它还没完全开展试飞就已遭受很多非议。毕竟,这是新一代战斗机,连“台风”这样强劲的作战平台也只能被称为三代半,人们对最新锐的四代机——F一35的要求自然不会低。但我们如果仔细分析就会发现,F一35与F一16在空中力量体系中的基本定位有着根本性的不同。用F一16的作战使用概念去类比F一35会产生很大的偏差,不利于对未来美国空中作战体系做客观的分析和研究。


我们先来看F一16。该机产生于美国冷战最吃紧的20世纪70年代中后期,当时美国一方面在越战中耗费了巨大的资源,战争费用的膨胀成了朝野上下抨击的重点;另一方面,苏联在战略核武器上咄咄逼人的扩张态势,迫使美国不得不在核军备上保持高投入。而美国自身呢,起始于70年代初期的石油危机与经济危机沉重打击了西方世界,美元与黄金脱钩标志着其独霸西方金融体系时代的结束。可以说当时的美国是内忧外患,颇有焦头烂额之感,军费资源相当紧张。科技的发展使各种作战平台的价格都在飞涨,1945年时一架P51“野马”战斗机单价5万美元,相当于美国当时GDP的四百万分之一;而到了80年代中期,一架F一15战斗机单价3000万美元,相当于美国当时GDP的十万分之一,相对价格已经跃升了四十倍。有评论就说,如果照这个速度发展下去,总有一天一年的军费可能只够买一架飞机。


在这种局面下,美国内部在采用哪种武器系统方面开始出现不同的声音,是采购和装备大批量的简单低端武器,还是少量的高端复杂武器系统。显然,这是个在实战检验之前“公说公有理,婆说婆有理”的事情。幸好现代技术的发展使得相对准确的作战模拟成为可能。当时美军对未来空战进行了大量模拟,得出了这样一个结论:在双方飞机数量较少的情况下,技术性能高的飞机将取得较高交换比;而当双方投入的飞机增大到一定数量后,单机性能对交换比的影响就比较小了。也就是说,一架F一15或F一14对一架米格一23的空战交换比可能高达7或者10,但30架F一15与30架米格一23在体系支持下的大机群空战中,交换比很可能只高出百分之几十。 那么,美国将要面对的军事形势是怎样的呢?当时世界上的最强武力集中在中欧,冷战时期双方时刻准备的就是应付发生在中欧战场上成千上万飞机、坦克的大决战。很显然,单纯装备一种昂贵复杂的主力战机是不划算的。一种性能类似于F—15的轻型廉价战斗机就成为一个重要的选择。可以想象,这样的搭配将能够更好地应对高中低各种烈度战争,既可以在中小规模空中作战中取得明显优势,又可以经得起大规模战争的消耗。因此,我们会发现F一15与F一16的性能比较接近。如果说鼓吹能量空战的“战机黑手党”没能在F—15身上尽情施展的话,那他们对格斗性能的极端追求在F一16身上则得到了淋漓尽致的展现。F一15号称“没有一磅重量是为了对地攻击”,中低空空战机动性是其拿手绝活。F一16又何尝不是,其在中低空的机动性、敏捷性上比起F一15有过之而无不及,这是由其基本定位来的。早期F一16甚至不能发射中距弹,更接近一种昼间格斗战斗机。换句话说,F一16能干的,F一15基本都能干,“鹰”的影子可以基本笼罩“战隼”。当然,后来美国空军还是给F一16装上了更完善的航电,并越来越多地让它执行对地任务。这牵涉到美国内部比较复杂的军费分配、作战体系结构矛盾的调整以及国际局势的变迁等多种因素。


回过头来看“闪电”Ⅱ。F一35产生于美国战略条件最为宽松的时期,当华约集团崩溃后,美国判断从90年代起的20年内是难得的战略机遇期,可以从容布局,为应对未来新的大国崛起做好准备。美国军费虽然因为冷战结束而遭到很大削减,但是外部军事压力很小,可以通过压缩军队规模来平衡质与量之间的矛盾。因此,美国军事科技的发展基本没受太大影响。而20世纪80~90年代多项关键性技术的突破给军事领域带来巨大冲击,信息、隐身等技术的成熟与发展使得军事转型成为新时期各国军界关注的焦点。在这个大背景下,美军的各个军种都在筹划着未来自身的体系架构与角色。于是,F一35就不再是一个简单的F一22的低端补充,其任务区域显然与后者重叠不多。F一35能做的和要做的,大部分是F一22不会去作也往往做不如F一35好的。再考虑到F一35是一种前所未有的三军通用战机,不像F—16那样只属于空军,那么完全可以说该机是一个肩负着把美国几大军种乃至盟国一揽子带入隐身和网络中心战时代重任的新型作战平台。从这个意义上讲,F一35和F一22在美军装备体系中的地位几乎同等重要,并无高低之分。甚至在一些美国国防部高官的眼里,前者的地位在一定程度上还要高于后者。




事实并非如此。美国人之所以这么做,是因为技术的发展改变了规则。如果不站在美国军方这个使用者的角度来看,就不能很好地理解F一35作为革命性飞机的重要意义。所以,我们先以一个设计者的身份看如何满足空军使用上的要求。


首先,我们可以确认,想要一架全隐身战斗机的话,内置弹舱是必然要求。这会造成机身体积扩大,从而使空重与阻力的增大。其次,这架战斗机的机内载油必须要大。为什么呢,既然已经有了弹舱,为了控制重量和体型,应该减少油量才对。但是一架隐身战机如果机内载油少的话,将对其作战使用带来极大的制约。通过实战人们发现,空中加油和挂载副油箱都有先天的缺陷——依赖空中加油将对加油机队构成巨大的压力,美军在海湾战争期间为了维持每天2000架次的空袭规模,动用了几百架空中加油机,几乎已经达到使用极限。这些“空中乳牛”对于整场战役的胜利可以说绝对不可或缺的。更应清醒认识的是,拥有几百架大中型加油机的国家只有一个——美国。对于其他加油机数量远不到三位数甚至只是零星几架的国家来说,其加油机队所能支撑的空中作战规模是极其有限的。类似英国以“火神”突袭阿根廷斯坦利机场那样的特种远程作战还可以支持一下,对于长时间大规模的作战将是杯水车薪。而且,机内载油多、载油系数高的飞机也将从空中加油上获得更大的好处,带来更强的使用弹性。


正因为如此,拥有700多架加油机、占世界加油机总数80%的美国也始终在追求作战飞机更大的机内载油量。F一35A空军型机内载油超过了8吨,要知道当年F一15A的这一数据也不过6吨出头。加大机翼面积的F一35C海军型现在所展现的巡逻飞行能力是非常惊人的。


有人说不是还有副油箱吗?但对于隐身战机来说,外挂副油箱和弹药都将破坏其隐身特性,必须在敌境外一定距离就抛弃副油箱,机内载油不够的话仍然会影响对敌纵深目标的打击,这对一架飞机的隐身能力无疑是种浪费。而且面对瞬息万变的现代战场,这也必然造成作战使用上的诸多不便。


我们再来看机载设备。对于隐身飞机,一些原本可以用吊舱解决的能力现在也最好整合进机体,比如F一35的光电和红外系统、分布式孔径系统等。此外,还要预留好充足的设备升级空间。毕竟航电设备升级是提升战斗力、保证战机不落伍的最重要手段。对于F一35这样长期主力战机来说,在服役几十年内可能需要搞很多次升级。作为参考,我们看看F一16,其后期改进在发动机推力上可以始终满足新的要求,但燃油不足只能增加保型油箱,设备空间不足就增加机背设备舱,一来二去已经面目全非。


现在我们回过头来盘点一下:两个内部大型弹舱、8吨以上的机内载油、全套内置航电及其相关设备,很明显,这个飞机怎么设计都小不了。于是,必然需要一种极强悍的发动机,不然飞行能力就堪忧了。而即使是推重比达到10的发动机,当推力从13吨跃进到18吨以上时,重量也还是净增长的。这么一来我们就会发现,13吨的空重指标对F一35来说一点也不奇怪。更何况,F一35还要兼顾海军型和陆战队型的作战性能要求,并尽力维持各型别生产通用性的要求。除此之外,还要兼顾生产成本、生产模式以及降低后勤保障要求。这种系统工程的难度已经是骇人听闻了。从现在情况来看,以洛·马为首的这个工业团队完成得还是很不错的。


说点题外话,其它国家将来如果想设计一款全隐身战机时也这么算一下,就会知道:在发动机、材料技术、航电等技术进化到足够水准之前,别指望让飞机性能平衡收敛在一个可以接受的点上。如果想达NF一35这样进一步在作战性能、通用型、成本等各方面全部平衡在一个高水平上,在可预见的时期内都是不可能的。但后来者仍然可以有所作为,以局部优势塑造自身的不对称战法。比如采取双发设计、减小机内载油从而提高推重比;只装备针对空战的航电设备;追求隐身性能的同时保持足够的高空高速性能而适当放弃高机动性能,以在防空作战中以合适战法对抗四代机;或是以隐身性能为核心,放弃格斗空中能力,以长程隐身对地打击能力形成威慑。在必要的情况下,在成本、可维护性甚至可靠性上都可以先作部分牺牲等等。总之,如F一22和F一35这样性能均衡,是以美国雄厚的科技和经济实力才可以达到,那看似平庸的外表下是傲视天下的实力。作为追赶者,则必须有自己的战略和战术构思,有选择、有重点地勾画下一代战机,才有可能实现自身军事体系的成功进化。 说这里我们就可以看清楚了,F一35的沉重与F一111的沉重完全不同:F一111是由于其技术不成熟和思路不清晰造成的失控;而F一35则是在作战要求下基于技术与成本的主动平衡。








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