抗衡F35,中国需要垂直/短距起降战斗机吗?


垂直/短距起降(sTOVL)战斗机在冷战时期得到了各航空技术强国的广泛关注,西方国家和前苏联都投入了很大的力量试图使这个技术实用化,即使是中国也在技术相对薄弱的情况下进行过“四号工程”这样的项目。垂直/短距起降战斗机的早期发展虽然轰轰烈烈但成效却不高,实用化的战斗机只在英国和苏联得到了小规模的应用。目前,装备垂直/短距起降战斗机的国家中,除了英国(空军装备少量“鹞”式)和美国(海军陆战队装备AV一8 B)之外,其他使用这类飞机的大都是拥有小型航母和引进“海鹞”(AB一8B)的国家。航空技术的发展和型号研制成本的迅速提高使现代战斗机的发展更加困难,曾经开发出“鹞”式战斗机的英国目前已经失去独立发展新型垂直/短距起降战斗机的能力,前苏联在垂直/短距起降战斗机发展中辉煌一时的雅克一14l现在已经销声匿迹。具备研制垂直/短距起降战斗机实力的国家数量在冷战后迅速萎缩。中国摸索垂直/短距起降战斗机技术的发端是70年代的“四号工程”,80年代与西方关系的缓和也曾使“鹞”式一度接近了中国,但经济和技术上的问题最终使研制和引进的道路均未走通。目前,海军和海军航空兵在中国国防战略中的地位正迅速增强,随着中国海军对舰载航空兵的重视和远洋海军发展的需要,垂直/短距起降战斗机又一次成为关注的热点。垂直/短距起降战斗机具备常规舰载机没有的短距起飞和垂直降落能力,摆脱了对航母弹射器和拦阻索的依赖,而且也使航母平台本身的技术难度降低到可以忽略不计的程度,以致排水量较大的货船也能够搭载,而跃升甲板的出现更使垂直/短距起降飞机的战术性能获得了明显提高。虽然垂直/短距起降战斗机在航程、速度和载荷上与常规战斗机有差距,但由于具有对航母要求低和使用灵活的优点,所以已成为需要获得舰载航空作战力量、但又难以负担常规航母高昂成本和大量专用设备的国家的最佳选择。至于中国需不需要,应该从各个方面分析及各种角度考虑方能决定。


目前世界上研制垂直起落战斗机有美国,英国,法国,还有前苏联。其中真正装备过部队的垂直/短距飞机只有英国的鹞式和苏联的雅克38。装备数量最多的是英国的鹞式,美国也购买了不少装备其海军陆战队用于近距支援作战。美军现在发展的F35战斗机,F35"家族"共有三种型号,F35A, F35B和F35C,它们分享70%-90%的原件.被其称为三军(海军,空军,海军陆战队)通用型飞机,机体结构基本相同,达到一定通用,简化后勤保障难度。其先进的设计思想,就像当初研制枪族一样,达到简化型号和降低成本的目的。值得我国借鉴的,只有F35和雅克-141。但是除了雅克-141外,F35是不可能得到的技术支持的,因此雅克-141应该更应该为我们所了解。

雅克-141(又称雅克-41)是一种用于中小型航空母舰上使用的舰载超音速垂直-短距起落(V/STOL)战斗机,主要执行舰队防空任务,也可用于近距空中支援、近距格斗和攻击海上或地面目标。它以前苏联研制垂直-短距起落飞机(如雅克-38)的经验为基础,于1975年开始设计,1989年开始飞行试验工作,到1991年中已试飞近200余小时,按原计划该机研制工作将在1995年左右全部结束。1991年一架原型机试飞时坠毁,该项计划中止。目前正在寻求雅克-141M的国际合作伙伴。北大西洋公约集团给予该机的绰号为“自由式”(Freestyle)。雅克-141沿用雅克-38的组合式动力方案,安装了喷口可转向的升力发动机和推力发动机,以大推力、高推重比发动机保证超音速性能,用升力发动机保证其垂直起降性能。尽管该机多数采用了现有战斗机上较成熟的技术,但在性能水平和作战效能方面与雅克-38相比有很大提高。最大飞行速度达1800公里/小时,实用升限比雅克-38高3000米,短距起飞时最大起飞重量比雅克-38大8吨左右。为了提高飞行性能和减轻飞行重量,广泛采用了铝-锂合金和复合材料,其中复合材料占结构重量的26%。机上装有三余度全权数字电传操纵系统,用来控制操纵面与反作用喷口。机上有完备的机载电子设备,可挂装各种新型空战武器和对地攻击武器,具有超视距空战及火力圈外发射武器能力。雅克-141打破了垂直-短距起落飞机的多项世界纪录,其中包括:有效载重1000千克时爬升到12000米时间为116.2秒;有效载重2000千克时相应的爬升时间为130.5秒;从高度3000米到8000米,爬升速度为250米/秒。

目前该设计局计划使雅克-141能成为一种岸基防空和对地攻击机。1992年9月范堡罗航展上西方有关人士认为:该机缺乏实用垂直/短距起落战斗机所需要的操纵及任务灵活性,如它必须在装有防热甲板的位置起降,以免高速热喷气损坏跑道或舰面。此外飞机起落操纵性还不够灵活,仅与“鹞”式飞机相当。雅克-141机翼悬臂式上单翼,中等角度后掠,翼根部装有前缘边条,机翼可折叠。有前缘缝翼,后缘装有分裂式升降副翼和后缘襟翼,翼尖装有控制飞机滚转的喷嘴,由发动机压气机引气供给喷嘴。机身直线型机身,机身两侧敷有大量隔热材料,机尾有控制航向的喷嘴。尾翼双垂尾布局,垂尾由两个尾撑支持,略向外倾。全动平尾。动力装置机身后部装一台图曼斯基设计局研制的R-79推力矢量升力/巡航涡扇发动机,最大加力推力约152千牛(15500公斤),不加力推力88.2千牛(8994公斤);在靠近飞机重心处两个尾撑之间装圆形可转向喷口,使用寿命为1500个旋转循环。飞机短距起飞时,喷口向下偏转65°,打开至全加力状态,飞机滑跑5米可离地。喷口最大向下偏转角为95°,使飞机垂直起落时具有一定的减速作用,此时的升力推力约为发动机巡航推力的80%。该发动机压气机引气供给翼尖和机尾喷嘴时,其最大推力降到137.2千牛。座舱后部机身串列安装2台图曼斯基设计局研制的RD-41升力发动机,单台推力41.68千牛(4250公斤),为飞机垂直/短距起飞时提供升力,升力发动机安装角与垂直面为15°,推力偏转范围为±12.5°。机上有发动机数字式电子调节系统。座舱一名驾驶员,驾驶舱内装有简单的仪表,舱内左侧设有偏航操纵杆,用于进行垂直/短距起落操纵及对两台升力发动机的操纵。驾驶杆上设有一个按钮,控制主发动机喷口的偏转。装有K-36零-零弹射座椅,可由飞行员控制弹射,也可自动弹射。在飞机俯仰角度超过规定值以及横滚速率超过限制值时可自动弹射。机载设备装有先进的机载设备,一部与米格-29性能类似的多功能脉冲多普勒雷达,火控系统可与其它各类武器兼容。武器一门30毫米机炮,翼下有4个挂架,最大载弹量2600千克,可挂载AA-10中距空-空导弹和AA-11、AA-8近距空-空导弹。

外形尺寸翼展10.1米(折叠状态)5.9米,机长18.3米,机高5米,重量及载荷最大起飞重量(短距起飞)19500千克,(垂直起飞)13675千克,最大外挂载荷2600千克。

性能数据:最大平飞速度M1.7,实用升限15000米,垂直起飞航程(内部燃油)1400公里,短距起飞航程(带外挂油箱)2100公里。

从以上数据分析,雅克141的设计思想是相当成熟的,美国F35又对其加以改进,成为通用型战斗机。我觉得雅克141的技术的确值得我们借鉴,引进雅克141技术这对我国的发动机技术,材料科学技术,空气动力学技术,发动机控制技术都有很大的提高。从苏-27的引进虽然极大提高了我空军战斗力,但是我们知道仿制的歼—11B改进难度不下于重新设计一架飞机。主要还是缺乏飞机完整的飞行试验数据,为了改进飞机结构等还要重新自己建立虚拟数字飞机,这方面老毛子远不如西方飞机设计水平。美国和欧洲在航空设计方面普遍使用计算机辅助设计技术,在设计阶段就对飞机结构举行优化,而且飞机改进也相对容易。当然这方面也有设计思想方面的差别,原苏联设计的飞机要求露天存放,所以也造成结构偏重的原因。随着我国近年航空设计能力提高,发动机技术和材料科学技术(主要是炭纤维复合材料技术)取得突破,我相信能引进这种飞机技术,对我国航空工业跨越式发展和海空军都具有重大意义。雅克-141是前苏联雅克夫列夫飞机设计局设计的世界上第一种超音速垂直/短距起落战斗机,主要任务是舰队防空,同时也可以对地面和海上目标实施攻击,进行近距空中支援。首架原型机于1989年3月试飞,并于1991年在巴黎航展上公布了模型和照片,引起世界瞩目。

雅克-141的主发动机的两个进气道位于座舱后的两例,尾喷口位于机身后部约2/3处。主发动机还装有推力转向装置,推力方向最大偏转角95度,这有利于飞机进场时减速。当发动机喷管向下偏转时,加力燃烧室与甲板的距离只有喷管直径的1.5倍,所以对地面和甲板有高温和腐蚀问题。垂直起落时,为了防止进气道吸入地面反射的主发动机和升力发动机的燃气流,在进气道下部两侧还有两个可伸缩的水平挡板。

我们知道雅克-141的前身是雅克—38,想了解雅克-141就必须先对比雅克—38及“鹞”式战机。雅克—38“铁匠”是一种亚音速舰载垂直/起降的攻击/战斗机,是专为前苏联“基辅”级航空母舰研制的,每艘航空母舰配备12架~15架,主要用于攻击小型舰艇、舰队防空和侦察。雅克—38采用的是升力发动机和装有转向喷口的主发动机的组合式动力装置。其主发动机是一台涡喷发动机,2个可旋转的喷口设置在后机身两侧,2台升力发动机则纵列装在座舱后的机身内。起降时主发动机的喷口向下旋转,与升力发动机同时工作,平飞时升力发动机不工作。该机的特点是:垂直起降很平稳,降落着舰很准确,但不能进行短距起降,也不能利用推力转向来改善飞机的机动性。雅克—38飞机机长15.5米,机高4.37米,翼展7.32米,折叠时为4.88米;全机最大起飞重量 11700千克,最大平飞速度0.95马赫,实用升限 12000米,带副油箱时作战半径240千米~556千米。雅克—38的气动构型为常规布局,机翼为悬臂式截角三角形中单翼,带下反角的后掠翼,两侧机翼在 1/2长度附近可向上折叠,以便在舰上停放;尾翼由悬臂式下反角后掠平尾和垂尾组成。其机头装有测距雷达,风档前有敌我识别器天线。武器装备全部挂在机翼固定段下的 4个挂架上,可根据所执行的任务,选接机炮吊舱、炸弹、火箭弹、空空导弹、空舰导弹、照相侦察舱等,最大挂弹量2000千克。.


“鹞”是一种亚音速单座单发垂直/短距起落战斗机,是英国原霍克飞机公司(已并入英国航宇公司)和布里斯托尔航空发动机公司(已并入罗•罗公司)研制的世界上第一种实用型垂直/短距起落飞机,其主要任务是空中近距支援和战术侦察。鹞式战斗机机身前后有4个可旋转0°~98.5°的喷气口,提供垂直起落、过渡飞行和常规飞行所需的动升力和推力,机翼翼尖、机尾和机头有喷气反作用喷嘴,用于控制飞机的姿态和改善失速性能。“鹞”具有中低空性能好、机动灵活、分散配置、可随同战线迅速转移等特点。其最大缺点是垂直起飞时航程和活动半径小、载弹量小并且陆上使用时后勤保障困难。可分为三个系列:第一个系列是对地攻击型,包括“鹞”GRMK1、GRMK1A和GRMK3.第二个系列是双座教练型,包括“鹞”TMK2、TMK2A、TMK4、TMK4A和TMK8N等型别。第三个系列是海军型和出口型,包括“鹞”MK50、GRMK5、MK52、MK54、MK55、MK60以及“海鹞”FRSMK1和FRSMK2等。(“鹞”MK50是为美国海军陆战队生产的单座直接空中支援和侦察型战斗机,美国海军编号为AV-8A,GRMK5是MK50的改进型,美国海军陆战队编号为AV-8B。)武器装备:典型带弹方案为一对30毫米“阿登”机炮舱,三颗454千克炸弹,一对“马特拉”155火箭发射筒,以及“响尾蛇”空空导弹等。尺寸数据:翼展7.70米,机长13.89米,机高3.45米,机翼面积18.68平方米,展弦比3.175,机翼后掠角(1/4弦线处)34°。重量数据:空重5580千克,最大起飞重量11340千克。性能数据:最大平飞速度1186千米/小时(高度300米),海平面最大爬升率180米/秒,实用升限15240米,作战半径垂直起落时92千米、短距滑跑时418千米,转场航程(带四个副油箱)3300千米.


从以上数据对比可以看出雅克—38的作战使用和性能特点虽与西方“鹞”式飞机有所不同,但两者的技术水平大致相当,应该说在一个级别上。与雅克—14相比差一个级别。垂直/短距起降战斗机实用化发展的关键问题是飞机性能不足,由于增加了向下推力的发动机增加了机身体积及重量,从而使其航程及载弹量严重下降,难以与常规战斗机抗衡,而且常规战斗机变后掠翼技术和气动性能的提高还抵消了其有限的性能优势。垂直/短距起降战斗机在综合战斗力上相对常规舰载机的差距是客观存在的,而且在未来相当长一段时间里这个差距不可能得到根本解决。美国开发的F-35B虽然可以替代现有的“海鹞”或AV一8B,但其无论是装备规模还是战斗力都无法与F一35A和F一35C相比,因此作为研制方的美国在航母上采用的仍然是常规的F一35C。但是,美国发展的F一35和俄罗斯的雅克一14l(虽然该机半途而废)却是在综合战斗力上最接近常规战斗机的型号,特别是大部分性能已町以与常规舰载战斗机正面抗衡的F一35B,已经为轻型航母弥补与大、中型航母的战斗力差距提供了可能。而且常规舰载战斗机由于为了适应舰面起飞及降落,机体得到加强,机翼折叠等诸多因素又使其与陆基常规战斗机相比又居于劣势。垂直/短距起降战斗机之所以在过去40年里始终维持实用化发展是因为得到了海军舰载航空兵的欢迎和接受,这是为什么呢?因为所有的飞行员,哪怕是飞行员中的精英也不情愿驾驭高速飞行的常规舰载战斗机提心吊胆的进行硬着陆。而驾驭垂直/短距起降战斗机,既不用起飞时承受3~4G的加速度,也不用心惊胆膻的进行高速降落。因此轻型航母和两栖攻击舰的出现为垂直/短距起降战斗机发展的真正动力。而且局部小冲突中,使用轻型航母和两栖攻击舰费效比更高,可以使周边避免使用航母所带来的副作用。远洋海军在外海作战中保证基本战斗力的前提是必须保证防空安全,舰队要在脱离陆基战斗机掩护范围之外进行作战,其对空防御就必须依靠战斗机,而能够随舰队行动和提供持续空中掩护的海军航空兵力只有舰载机。经济和技术实力不强的海军对舰载航空兵的需求和大型航母高成本之间的矛盾,促使垂直/短距起降战斗机在海军航空兵发展过程中有了一席之地。如泰国、意大利、西班牙等国。那么中国需不需要呢?回答是肯定的,因为中国拥有数量巨大的潜艇,而潜艇的最大天敌就是空中的反潜巡逻机及反潜直升机,垂直/短距起降战斗机对付常规战斗机可能居于劣势,但是对付这些反潜机确是绰绰有余了。而如果用航母上的常规舰载战斗机对付的话不仅费效比很低,而且显得没必要。也许前苏联的基辅可以给我们得到一些启示。当然,与航母潜艇一样,拥有航母和两栖攻击舰同样是必不可少的。两栖攻击舰可以减轻航母的负担,某些场合甚至不亚于航母。而航母将是未来海上力量最好的诠释,她不仅是水面舰艇的保护伞,更是拒敌于国门之外的最好的利剑。

做为最好的垂直/短距起降战斗机,雅克一14l和F一35B为获得垂直/短距起降能力而在动力装置布置上所采取的手段从技术和效果上说要优于“鹞”和x一32,而F一35B动力系统的综合性能、可靠性和维护性方面则要超过雅克一14l。可以说,F一35B的主发动机和前置升力风扇组合式动力系统是目前同类设计中综合性能最好的,至少迄今尚没有哪种为垂直/短距起降战斗机开发的动力形式在综合性能上更有优势。中国目前的航空动力技术已经突破了大推重比涡轮风扇发动机、推力矢量和数字式发动机/飞机控制装置等技术关键,由主发动机驱动的前置风扇在技术和制造方面没有高不可攀的难点。依靠目前的航空动力系统成品和技术储备,中国航空工业应该有能力在FWS—10增推型的基础上发展类似的动力装置。在自行发展的同时,如果适当参考和借鉴俄罗斯在雅克一14l上获得的经验与收获,那么理论上利用5年左右的时间和10~15亿人民币的投资,应该可以完成超音速垂直/短距起降战斗机的技术验证机,从而为中国海军航母和舰载战斗机的发展提供一个新的选择。与其相比,更容易实现的就是利用雅克一14l的矢量升力/巡航涡扇发动机,从而实现垂直/短距起降的能力(因为想从美国佬那得到技术支持的可能性实在是太小了)。目前中国具有此天赋只有L-15。L-15飞机采用三轴四余度电传飞行控制系统,先进气动布局,很高的推重比,机身小巧,尤其是03架还拥有一定的隐身能力等条件使得L-15不仅可以成为先进的教练机,也可以成为航母舰载训练机、垂直/短距起降战斗机及对地攻击机。本人在发表过《L-15,不仅仅是教练机》及《L-15的阴谋》就已经对这方面进行了说明。

现在对垂直/短距起降战斗机的需求有多大呢?这里不妨从以下几个论点加以分析。

一、 垂直/短距起降战斗机与常规舰载机共存

垂直/短距起降战斗机实用化装备后最大的得益者就是海军舰载航空兵,因此需要舰载航空兵的国家在发展常规舰载机和大甲板航母出现技术和资金困难时,垂直/短距起降战斗机就成为所能采取的唯一选择。即使如前苏联,在发展苏一33和米格一29K常规舰载战斗机的同时,也没有忽略超音速的雅克一141垂直/短距起降战斗机,而是从中积累了丰富的技术经验。但对中国海军航空兵来说,通过从前苏联解体后的俄罗斯等国引进技术的途径却很难获得成熟的垂直/短距起降战斗机。很多分析中国航母发展的文章看好垂直/短距起降舰载战斗机的主要理由有二:一是舰载机起降方式的变化可以降低航母尺寸规格和设计上的难度:二是国外海军大都从垂直/短距起降战斗机和轻型航母起步。不可否认,中国海军在发展航母和舰载机方面的确存在非常明显的技术和经验缺陷,但是舰载垂直/短距起降战斗机却并不能完全适应目前中国海军舰载航空兵发展的需要。单纯从技术角度上讲,垂直/短距起降战斗机确实是发展舰载航空兵的捷径,但如果仔细分析各国发展航母的实际情况却可以发现,中国航空工业却根本没有发展垂直/短距起降战斗机的经验。如果中国海军将舰载战斗机的获得寄望于垂直/短距起降战斗机上,那么就等于将船舶科研生产单位的技术风险转嫁到了航空工业之上。然而,中国航空工业在舰载航空兵建设上的基础和技术差距远大于船舶工业,国外看起来似乎高效的方法对中国而言却更加困难。在中国周边,美国部署在太平洋上的军事力量是最为强大的,日本和印度近年来也在不断加强军事力量的同时开始扩张军事覆盖的范围,东南亚的多个国家在拥有F-16、米格一29和F/A一18之后也仍然在寻求具有更强战斗力的攻击机。可以说,中国海军一旦脱离陆基战斗机的掩护范围就将面对巨大的空中威胁,而且这些威胁同时存在于技术和数量两个方面。中国目前发展大型航母和常规舰载战斗机确实不存在大的技术困难,J-11B的优良性能如果改装成常规舰载机是决不会输给SU-33的,但经济上的压力却导致中国海军舰载航空兵很难迅速提高规模,尤其是必须依赖中型以上航母的先进舰载战斗机的规模提高更是困难。对手的强大迫使中国海军必须在舰载航空兵发展中重视质量建设,利用高性能战斗机的整体战斗力来夺取海上制空权。很显然,在这种大背景下,性能有限的垂直/短距起降战斗机的实际作用远不如常规舰载机那样有效。因此垂直/短距起降战斗机发展不能为主,而应该以拥有先进舰载战斗机大、中型航母发展为主,以搭载垂直/短距起降战斗机的两栖攻击舰为辅的高低搭配,这实际上好比轻型战机与重型战机搭配效率更高一样。单纯拥有航母时数量太多发挥不出一定的优势,而且费效比较低,与一定数量的两栖攻击舰形成高低搭配,不仅可以减少航母的数量,而且可以达到相同作用的目的,这或许也可以回答很多网友认为中国需要多少航母的更好回答。

二。垂直/短距起降战斗机的局限性

垂直/短距起降战斗机的开发在上世纪60年代达到了高潮,各航空技术强国无一不投入巨大的力量来发展,各种新设计的验证机和原型机集中出现,技术上产生了一个百家争鸣的兴旺时期,也为改变战斗机的发展趋势带来了希望。然而,随着垂直/短距起降技术应用后对战斗机性能的一些影响陆续暴露,这股垂直/短距起降战斗机的发展热潮很快冷却了下来。除英国和前苏联为航母使用要求还维持着必要的项目外,其他国家开始采用改善气动设计(萨伯一37)、司变后掠翼(F—111)、反推力装置(狂风IDS)等方法加以替代。从垂直/短距起降战斗机的使用情况分析,尽管设计时都号称海空通用,但除舰载外,大规模装备空军的前景并不乐观。垂直/短距起降战斗机难以在陆基广泛应用的关键因素是其性能不足,即使是技术性能世界领先并有通用性要求的JSF,在项目开始时也为空军陆基战斗机和航母载机部分选择了常规形式,而垂直/短距起降的F一35B曾一度处于下马的边缘。根据世界军用航空技术发展的整体趋势和战斗机型号应用水平来看,目前没有任何一个国家在新型战斗机(包括无人战斗机)开发中确定需要垂直/短距起降的能力,因此,至少在第四代战斗机的发展中,垂直/短距起降型将很难取代常规型。中国战斗机的整体技术水平目前与西方先进国家差距在一代左右,在飞行控制和动力装置的综合性能上差距更为明显。中国战斗机发展的关键是尽快缩短与国外先进机型的整体差距,性能有限的垂直/短距起降战斗机对中国海空军来说需求并不迫切,主要精力还是要集中在发展常规高性能战术飞机上,而不是发展垂直/短距起降战斗机。但是轻型航母和超音速垂直/短距起降战斗机的配合能够获得不错的整体效果,尤其是低成本和快速形成战斗力的优势对于基础薄弱的国家就更有吸引力。垂直/短距起降战斗机的使用灵活性对空军和海军航空兵都有很大的诱惑力,因此说垂直/短距起降能力是先进战机未来发展的趋势之一。特别是未来随着超轻型智能材料及冷推发动机(据说推重比可达30以上)发展,垂直/短距起降战斗机可能是一种趋势,因为存在于机身的升力发动机所占的死重量将不在重要。中国航空工业目前已经有能力独立设计和改进第三代高性能战斗机,但是高性能垂直/短距起降战斗机的技术基础却仍然薄弱,加之中国空军和海军对先进战斗机的要求又比较紧迫,因此短期内仍然没有足够的条件发展实用化的垂直/短距起降战斗机。海军舰载航空兵是垂直/短距起降战斗机最大的需求方和使用者,以尽可能小的投入来获得先进舰载战斗机是海军追求的目标,但中国航空工业目前还不能设计出与先进战斗机相抗衡的垂直/短距起降战斗机(即使美、英等国也无此能力),因此中国海军航空兵在相当长时间里仍将以常规舰载战斗机为主,而垂直/短距起降战斗机技术则应以探索和技术储备为重点。目前,中国海军在舰载机的发展中看来是打算采用引进和自行研制结合的手段,通过分阶段的发展来直接获得使用大甲板航母和常规舰载机的能力,但是对垂直/短距起降战斗机的需求即使在拥有常规舰载机之后仍然存在,这一需求甚至会随着航空技术的发展和航空战术的改变而逐渐提高。

三。垂直/短距起降战斗机发展存在的难点

发展垂直/短距起降战斗机的关键因素是航空动力装置的技术水平和结构选择。按照目前国外同类机型的技术条件和结构发展情况来分析,可以认为类似F一35B和雅克一141的主发动机+前置升力发动机/风扇的形式较为可取,虽然要增加一组动力装置并占用更多的机体内部空间,但却能够减少飞机在气动和结构设计上所受的限制,而飞行性能上所获得的收益又完全能够弥补前置发动机/风扇增加的死重和占用的空间。对F一35B、雅克一141与“鹞”的设计进行比较,可以看出现代垂直/短距起降战斗机在结构上要比早期的同类飞机更简单,但用来支持新机型的先进航空技术则比早期机型更复杂。垂直/短距起降战斗机的机体设计与常规战斗机相比并没有过大的差别,结构虽略为复杂却不会在总体上对设计产生大的影响。然而,垂直/短距起降战斗机的动力和飞行控制方面的设计难度则较大,并且又是直接关系到飞机是否能够在战斗力上满足与常规战斗机对抗的关键。可以说,垂直/短距起降战斗机的开发中最重要的是满足技术需求的发动机,但发动机恰恰是长期制约中国航空工业发展的瓶颈。

美国在垂直/短距起降战斗机发展过程中所采取的策略和方式可以发现,增强技术储备的作用远比在技术不完善的情况下直接完成型号更为有效,虽然加强技术储备的方法在短时问里看不到明显的实用效果,但一旦突破技术瓶颈后的发展将会使实用型号得到很大的收益。现代化的垂直/短距起降战斗机对中国的国防安全是重要的(虽然目前并不迫切),但中国航空工业在飞机的结构、气动设计、控制以及动力方面的技术实力和经验与发展类似F一35B这样高性能垂直/短距起降战斗机的要求之间还存在很大差距,而目前再发展类似雅克一38和“鹞”这样的低性能垂直/短距起降战斗机又不能满足军事上的需求。怎么办?本人认为,引进雅克一141并利用于L-15之上是一条捷径。战斗机设计引进技术经常会因一个大的技术突破而从基础上得到改变,现在看起来非常先进的设计手段也许会因为一个革新而变得过时,曾经投入的资金、人力和技术力量也许不会得到实际应用,但是这些投入作为技术储备有时要比单纯的产品型号发展更有价值。现代航空技术的每一项发展和突破都建立在长期的技术探索和实验基础之上,不对航空技术发展的各方面进行有目的、系统的技术储备,那么在型号开发过程中就会遇到层出不穷的难关。在中国航空工业早期发展历史上,重型号应用、轻技术储备的做法曾屡屡使型号研制过程出现了许多难以克服的困难,歼一9等多个型号都曾因技术储备不足而导致半途而废,由此造成的影响直到上世纪末的调整阶段才部分得以解决。不可否认,现代级的引进对新驱的影响也是显而易见的。

美国军用航空发动机技术和应用水平已远远领先于其他国家,已经结束的高性能涡轮发动机计划(IHPTET)实现了推重比15~20的航空动力系统的技术突破;后续的经济可承受先进涡轮发动机计划(VAATE)更代表着比现有先进发动机推重比提高近一倍的发动机即将进入工程发展阶段。先进航空动力装置的发展使垂直/短距起降战斗机取代常规战斗机的趋势日趋明显,中国的航空科研系统必须及时抓住这个大的趋势进行技术储备,否则很容易再次出现被大幅度拉开差距的局面。垂直/短距起降战斗机的研制和生产技术难度在现代战斗机中是较高的,但国外50多年的探索和应用研究已经达到了比较成熟和可靠的标准。美国、英国和苏联这些先行者对垂直/短距起降战斗机所做的工作,已经暴露和解决了中国在发展这个机型时可能遇到的绝大部分技术问题,如发动机容易吸入尾气等,中国现在开发超音速垂直/短距起降战斗机要比这些国家少走很多弯路,这个优势可以说是失去先机的后来者所得到的补偿。

四。怎样发展中国自己的垂直/短距起降战斗机

中国要发展垂直/短距起降这样的先进航空技术必须依靠扎实的基础研究来推动。虽然现在直接发展类似F一35B的垂直/短距起降战斗机有很大的困难,但依靠国内现有的基础技术条件和必要的投资,利用现有机型的基本设计还是有条件改进出垂直/短距起降验证机的。国内现有性能较好的战斗机有歼一lO、苏一27、“飞豹”和FC—l四个型号,由于歼一lO和苏一27的机腹进气布局难以布置升力风扇或升力发动机,“飞豹”又存在体积过大、重量过重的困难,枭龙虽然较轻,但本身性能尚需改进,发展垂直/短距起降战斗机还存在相当大的困难。因此只有L-15是能够改进为垂直/短距起降战斗机技术验证机的最佳选择。L-15我不用多说了,性能相信大家都清楚,而引进雅克一141能使可以在较短的时间里发展出自己的垂直/短距起降战斗机。而中国发展垂直/短距起降战斗机最重要的一点就是要避免过分的功利性,面对一种高度复杂且从来没有系统接触过的新设计,必须在项目之初就着力避免依靠型号牵引技术发展的落后模式,而要从重视基础研究和技术储备的根本点上进行垂直/短距起降战斗机的发展。不为飞机型号设定具备的用途,把设计人员从严格的框框中解脱出来,对项目进展中可能出现的问题采用先零件、再部件、再整体直到全统综合这种先易后难的步骤稳步地完成技术的开发和验证,这才是从基础上建立起支撑实用化型号发展和装备技术储备的正确途。另外,从发展垂直/短距起降战斗机的过程来看,当今世界更注重于短距起降战斗机,因为完全垂直起降战斗机不仅载弹量低、航程近,还有发动机存在吸入尾气的危险(虽然F-35B采用的强力风扇可以很好的解决这个问题,但也使F-35B付出了比常规升力发动机更重、体积更大的代价)。在两栖攻击舰上,短距起降战斗机可以通过滑跃起飞,从而使其拥有更大的航程及载弹量,而在两栖攻击舰上增加滑跃角也不存在任何技术障碍。而降落时可以采用低速降落,因为返航时飞机内油料大多消耗完,自重减轻,升力发动机及后部矢量发动机偏转基本上可以承担飞机重量,因此可以以比较低的速度降落在舰面上(可能连30米/秒都不到),再加上母舰自身的迎风高速行驶,飞机与母舰的相比运行速度又会进一步降低,因此不需要阻拦索,仅凭飞行员操纵就可以安稳的停在舰面上了(但也有人建议采用拦阻索以防止雨雪冰冻、突发情况或直接降落较困难时备用)。而且更重要的是由于降落过程中飞行始终处于飞行状态,发动机喷出的尾气随时被空气带走,根本不存在及入尾气的危险。同时由于是滑行降落,对甲板的灼伤也较轻。而完全垂直起降战斗机由于发动机要承受机身、油料、弹药所有重量,因此载弹量不可能高,而且由于完全垂直起降战斗机在起降过程中要消耗很长的时间,这对战机这种吞油兽来说,其航程也不可能有多大。更要命的是还因为发动机尾气不能及时排走,存在吸入尾气的危险,同时长时间对甲板的灼伤也是一大缺点。

综上所述,中国目有有这个能力,就是在发展常规舰载战斗机的同时,进行垂直/短距起降战斗机的技术储备。中国当前应尽快发展大、中航母及J-11B这样的高性能舰载战斗机,同时引进雅克一141的技术,发展具有短距起降L-15型战斗机。至于航母(不包括电磁弹射器)及两栖攻击舰,我相信凭中国船舶科研生产单位的实力,并不存在多在问题。这方面我的这一观点应该与很多军迷是不谋而合的。



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