陈虎全面解读四代机的6大疑问!丝带研制过程至少过半!

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导读:[B]专家:歼-20首飞意味着四代机研制过程至少过半[/B] [img]http://img4.itiexue.net/1237/12379876.jpg[/img] 美俄中三国四款四代战机对比图。   1月11日,中国自行研制的、被外界称为歼20的新一代隐形战斗机实现了首飞,这在媒体和广大军迷中引起了强烈反响。   大家现在对歼20非常关注,讨论热度也很高。在讨论的过程中,对整个四代机包括国产新型战斗机有很多的疑问,本期《陈虎点兵》为您一一解读。   [B]四代机还是五代机?[/B]

专家:歼-20首飞意味着四代机研制过程至少过半


陈虎全面解读四代机的6大疑问!丝带研制过程至少过半!

美俄中三国四款四代战机对比图。


1月11日,中国自行研制的、被外界称为歼20的新一代隐形战斗机实现了首飞,这在媒体和广大军迷中引起了强烈反响。

大家现在对歼20非常关注,讨论热度也很高。在讨论的过程中,对整个四代机包括国产新型战斗机有很多的疑问,本期《陈虎点兵》为您一一解读。

四代机还是五代机?

首先碰到的一个疑问,就是歼20到底是四代机还是五代机的问题。这个问题是个老话题,因为从最早美国F-22问世的时候,大家就开始出现了所谓四代和五代的两种叫法。

实际上,最早出现四代和五代划分这个问题是因为美国和俄罗斯的划代方法的不同产生的。

从美国来看,它是根据战斗机的作战效能有一个大跨度的进步来进行分代的:像F-86,这是喷气机时代的第一代战斗机;之后的F-4“鬼怪”是典型第二代战斗机;到了F-15、F-16、F-13、F-18,他们认为这是美国的第三代喷气式战斗机;到了F-22、F-35这就是第四代战斗机了。

俄罗斯的分法和美国就有些不同,它主要是用典型的技术进步的方式来划代:前两代实际上和美国人一样,比如说米格-15是典型的第一代;到了米格-21就是第二代;但是到了第三代的时候,俄罗斯人把采用可变翼技术的飞机作为了一代,典型的比如米格-23,而美国人认为可变翼技术对飞机的作战效能没有很大的影响,所以没有把它作为独立的一代;而到了苏-27就是第四代了;到了更下面,现在的T-50已经是第五代了。这就是最初五代和四代产生的原因。

到了后来,我们发现美国人也开始把它的F-22、F-35称之为五代机了。

这实际上有商业目的的考虑,美国人认为同样技术水准的飞机,你叫五代,我叫四代比较吃亏。但是它前面的划分和俄罗斯不太一样,它认为四代机就是以前所谓的三代半战斗机,像EF-2000,法国的阵风,而它的F-22、F-35是五代机。

所以虽然同样讲五代机,美国和俄罗斯对五代机的划分方式还是略有不同。

其实,如果从飞机的工程技术和作战效能上来讲,我个人认为,四代机的划分方式实际上还是有它的科学性的。比如说针对歼20的称呼,我们看到军事爱好者或者说是武器发烧友,他们比较认可的是四代机的划分方法,我是赞同这种划分方法。

我们在网络上看到歼20有一个昵称,叫“丝带”,实际上就是“四代”的谐音


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网上流传的歼20照片。


四代机的意义究竟有多大?

歼20首飞成功之后,相关的评论相当多。那么,四代机的意义究竟有多大?

从整体上看,作为现代战斗机的标志,“拿下”了四代机意味着已经可以掌握目前世界上最顶尖的航空作战平台技术。具体地说,四代机对不同的国家,它所实现的意义又有所不同。

比如说,美国认为F-22可以使它的空军具备对其他任何国家、任何地区空军绝对的不对称优势。同时,它认为F-22的问世可以使这种优势一直延续到2020年,甚至更长的时间。这对美国来说,军事意义、政治意义、经济意义都是相当重大的。

对美国之外的国家,它的意义可能又有所不同。首先它是打破了美国在这一技术领域的垄断状态。

如果是对执行防御性国防政策的国家来说,拥有了这种先进战斗机,就可以在很大程度上抵消掉来自外界的不对称的空中优势威胁。

其实,关于四代机的意义,我想说一个个人的观点:四代机仅仅是一种先进的常规空中作战平台,也就是说它仅仅是一个飞机,对四代机的意义,我们要有充分的认识,但是也没有必要无限拔高。

实际上,现在空战是体系的作战,只不过像四代机这种先进战机,在这个体系当中占有一个重要的位置而已。单件武器作战性能的高超,并不直接等于战斗力的提升。

换一个比喻来说,航母是一个重要的现代化作战平台,有了航母,对安全的保障,作战手段上有一个很大的提升,但是有了航母并不意味着海上安全就可以高枕无忧了,并不意味着海洋权益、海洋国土就绝对安全了。

所以,对这种先进武器应该有全面的认识,既要看到先进武器、先进技术被掌握之后,它会产生的重大影响;同时,没有必要把它无限拔高。

真正要形成战斗力,要对国家的安全、对地区、世界的和平稳定有所贡献,还要综合其他许多因素。特别是现代战斗体系作战,单件装备在体系当中可能处于重要位置,但是单件装备并不能代替整个体系作战能力的需求。


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网上流传的正在进行测试的中国空军第五代战机。


四代机的研制周期有多长?

歼20首飞成功之后,大家都在猜测,它真正研制成功还需要多长时间?装备部队需要多长时间?形成战斗力需要多长时间?

国外的专家、评论人员都在发表自己的看法。网上的军事爱好者、网友们也在各抒己见。

其实,要给从首飞到装备部队这个周期定一个准确的时间,可能谁都很难做到。即使是这件装备的研制人员,也只能提出一个计划。

但是,对这个问题的讨论,我们可以参照其他一些现有的四代机和三代机来进行推测或者讨论,这样会更有依据。

我们看几个数据。

首先,美国典型的三代机F-15的研制周期有多长?F-15的研制,最初提出FX计划是1965年;真正开始研制是1968年;经过4年之后,1972年实现了首飞;又经过2年之后,1974年开始进入生产。我们可以看一下这整个的周期,如果从提出FX计划开始,也就是从1965年到1974年开始投入生产,经历的是9年的时间。如果我们把1968年正式开始研制作为起点,那么从1968年到1974年是经历了6年的时间。

美国的四代机是在上世纪八十年代初提出ATF计划,也就是先进战斗机研制计划;真正开始研制是1983年;经历了7年之后,1990年它的验证机,也就是YF-22、YF-23实现了首飞;又经过了7年的时间,F-22的生产型实现了首飞;1999年,F-22进入小批量生产。如果从它正式开始研制起算,也就是1983年起到1999年开始小批量生产,时间跨度一共是16年;如果加上前面FIT计划的3年,就成19年了;从验证机首飞,也就是1999年到小批量生产,这是经历了9年的时间;从生产型首飞到小批量生产,也就是1997年到1999年这是2年的时间。

对比这两个机型,我们可以发现几个特征:

首先,三代机的研制周期比四代机短,F-15用了6年的时间。F-22从正式开始研制到小批量生产,用了16年的时间,这也就意味着四代机的研制难度要比三代机大。

其次,可以看到指标性的数据,就是从首飞到投入生产的周期,F-15首飞是1972年,2年之后就投入生产。那么F-22的跨度就要长一些,如果从它的验证机首飞,也就是1990年开始算,到投入小批量生产用了9年的时间。

回过头来,我们看一看中国三代机的研制经历是怎样的。歼10的研制是从上个世纪八十年代中期开始的,首飞是1998年,产品定型是2004年,从开始研制到首飞大约用了12年的时间,而从首飞到定型用了6年的时间,一共是18年。

中国三代机的研制几乎是从“零”开始的,所以难度是相当大,而首飞时间到定型时间在整个研制周期当中的比例,对我们推测四代机的周期应该也具有参考意义。

做完了这些数据比较,我们可以看到,飞机的首飞是一个标志性的动作。首飞成功,意味着整个研制过程起码已经走完了一半甚至一大半


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F-15E战斗机。


大的好还是小的好?

网络上最先出现歼20的照片之后,国外的一些所谓的专家做了一个对比,他们根据照片找参照物进行测算,发现歼20的尺寸比F-22和T-50都要大,那么大意味着什么?大的好还是小的好?

关于大的好还是小的好这个问题,我们首先要看一下之前三代机的状态。

无论是美国还是俄罗斯,三代机都采用了高低搭配这样一个方式。美国F-15和F-16形成高低搭配,俄罗斯苏-27和米格-29形成高低搭配。高档机都是大、重型机;而低档机是小、轻型机。

这就形成一个直观的感受:大的好、重的好。飞机的尺寸做得越大,重量越大,那么可以载弹、载油量就越大,机体内的空间就越多,可以加装更多先进的、庞大的机载电子设备等。

从这个角度上来说,大飞机从作战能力上是占有优势的,特别是针对四代机。因为四代机最大的特征是隐身,而这种隐身作战能力赋予四代机首要的作战任务是对地攻击而不是空中格斗。无论是F-22、F-35,设计之初首要的作战任务就是对地攻击,按照美国人的描述,F-22、F-35它执行的是“踹门”的任务,也就是首先突破严密的防空火力网,打破防空体系某些关键性的节点,从而使防空体系出现漏洞,而后跟进一些技术档次比较低的飞机进行更大范围的作战攻击。

从这个意义上来说,四代机的对地攻击性能可以说是更受关注,载弹、载油量大、航程大是一个相当关键的指标,从这个角度来说,大显然有大的好处。

另外,对于四代隐身战机来说还有一个因素要考虑,就是隐身战机的武器挂载使用方式。如果采用传统的翼下挂载的话,它是会破坏隐身性能的。

所以要隐身作战,只有飞机隐身是不够的,挂载的武器也要用一种隐身的挂载方式,那就是挂到机内弹舱当中去。F-22的武器装载能力很大,但是要想实现隐身作战,就要把武器装到机内弹舱里,这个时候它能装载的武器数量就相当有限了,而且机内弹舱的尺寸也制约了机载武器的大小。

从这个角度来说,如果飞机尺寸更大,那么机内弹舱就可以做得更大。也就是说,在隐身作战的情况下,可以携带更大更重的、射程更远的机载武器,这对远程攻击一些高价值、高威胁的目标,比如说打航母,就有很重大的意义。

同时,大也有大的问题和缺点。从成本上来说,大恐怕就要贵。同样,从研制生产的技术难度来说,可能就要高。

举个例子来说,比如美国的F-22,空战状态的起飞重量是27吨,它使用的发动机是两台推力大约在16吨左右的喷气发动机。如果一架比F-22更大的四代机,想实现接近F-22的作战性能,发动机就不可能比F-22的发动机更小。这意味着,发动机的研制难度上有一个巨大的门槛。

另外,从出口占领国际市场的角度来说,轻一些、小一些的飞机,成本低、技术门槛低,出口时可能会更占便宜一些。所以,美国的四代机,主打出口市场的就是小一些、轻一些的F-35。

可以说,大的小的各有各的优势。

从研制的途径上,我们看一看其他的国家是什么样子的。

从美国来看,它首先研制的F-22,也就是重型机,之后研制的F-35,相对的轻型或者说是中型机。而俄罗斯,它的四代机研制当中,首先拿出的T-50这个型号,实际上也是重型机。也就是说,不管是美国还是俄罗斯,它们首先都是先研制重型机,之后根据情况,根据市场需要,再研发相应的、说技术水平略微降低的中型机或者小型机。当然,这是美国和俄罗斯选择的技术道路和技术途径。

但是,像日本研制的所谓的四代机,也就是“心神”,它就是一个轻型的,或者说是中型的飞机。也就是说,它先研制的中小型的,至于将来研制不研制重型的再说。


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2008年11月4日,歼10战斗机在珠海航展上进行飞行表演


通过四代机的外形能够看出些什么?

一般来说,一个新飞机最先出现在大家面前的就是它的外形照片。因为具体的技术性能、技术数据还要经过相当长的保密阶段,才可能公诸于世,所以大家首先会根据它的外形去推测它的技术水平等。

同一代的飞机在总体的布局和构型上,会有很多相似的地方,这也经常会引发一个话题,某飞机是不是学另外一个飞机的,是不是仿制来的,甚至有人说是不是偷来的。

实际上,这种提法想得过于简单了。因为像四代机这种顶尖技术的作战平台,单纯靠仿、偷,都是不可能完全国产化的。

至于说外形上的、布局上的某些相似,可以说是因为研制指标、作战方式的相同,所以形成了一种在技术上殊途同归的现象。

因为四代机都是隐身飞机,所以从外形上,我们会看到,它的机头式类似带圆弧的三棱锥的状态,而且整个飞机表面比较平滑,没有明显的折痕或者是凸出,这是大家都通有的。

更多的,就是要看一些更细节的东西。

比如说,从飞机的整体布局上来看, F-22、F-35和T-50采用的基本上都是常规布局。这个时候,如果哪一个国家提出了一个四代机方案采用了鸭式布局,那么,可以讨论的空间就很大了。鸭式布局有它先天的优点,在三代机,特别是在欧洲的三代机上,几乎清一色采用的鸭式布局。那么,在四代机上,为什么美国和俄罗斯都没有用这种鸭式布局呢?这说明,它有技术难度,有一些需要克服的问题和困难。在这种情况下,如果有人拿出鸭式布局的四代机方案,我们可能做出两种判断。一个就是这个设计上有问题;另一个就是,提出鸭式布局四代机方案可能在技术积累上有所突破。

比如说进气道,美国的两种四代机,它的进气道形式是不一样的。大家比较关注的F-35采用的一种所谓DSI的进气道方式。这种进气道,它的最大好处就是在中低速的情况下,效率很高、结构重量减低;但是在高速的、超音速巡航的时候,可能就要吃亏。那么,如果一个具有超音速巡航能力的四代机也使用了DSI进气道,这很可能就意味着,拿出这个设计的四代机在DSI技术上有了进一步地提高。

比如说座舱盖,对比F-22、F-35和T-50的座舱盖会发现,F-22和F-35采用的是整体的座舱盖,在这个座舱盖上,见不到金属的框架构建;但是,T-50的座舱盖上,有一个圆弧的金属框架。从技术难度上来说,整体的舱盖肯定要大一些。好处就是,去掉了金属框架,在隐身上要占有优势。

比如说可动的可操作面,可操作面越多,机动性会越好。但是,从飞机控制的角度来说就越难。我们看美国的四代机最初拿出的两个方案YF-22和YF-23,YF-22用的是非全动式尾翼,YF-23采用的是全动垂尾。这两个相比,采用传统的非全动垂直尾翼,从技术难度上要小一些,但从机动性的收益上,可能就要吃亏一点。

再比如说尾喷管,通过它的具体位置、可不可以变动、如何变动,就可以判断出来这个飞机是不是采用了矢量喷管。如果采用了矢量喷管,在飞行性能上会有很大的好处。同样,矢量喷管也有不同的形式,比如说美国人在F-22上用的是二元的矢量喷管,而俄罗斯人在T-50上用的是全向的矢量喷管。那么这两种矢量喷管,从技术难度、优缺点上,又有所不同。这些细节都可以作为大家通过外形来分析判断一型四代机先进程度的依据。特别是在你没有得到全面信息的情况下,仅凭外形,也可以通过这些细节做一个基本的判断。


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网上流传的正在进行测试的中国空军第五代战机。


为什么欧洲没有四代机?

现在大家研制四代机研制得如火如荼,一个老牌的航空发达地区——欧洲(主要是指西欧),却没有四代机的研制计划。比如说法国、英国,这都是世界领先的航空大国,在三代机的时代当中,它们都有自己可圈可点的产品。甚至,它们也研制了像阵风,欧洲2000这种被称为三代半的先进战斗机。可是到了四代机的时候,西欧为什么没有新的研制型号,没有新的研制计划?

这个原因是多方面的。

比如说,经济的因素。因为研制四代机,对综合国力有一个很高的要求,需要的投入很大、周期很长。没有足够的财力支撑是不行的。

还有技术方面的因素。因为四代机有4S的性能,即所谓的隐身、超音速巡航、超机动能力、超视距攻击。这些都要依赖于很雄厚的技术基础。如果在这些技术基础上存在短板,那么研制四代机就有困难。对欧洲来说,它们在发动机、电子设备、机动能力、机动技术这些领域,应该说都没有障碍,唯一有差距的就是隐身方面。从目前看到的,欧洲对飞行器的隐身,特别是大型飞行器的隐身的研究,投入得不像美国这么大。

另外,还有市场的因素。对欧洲的航空企业来说,仅仅依靠本国空军的订单是很难满足经济上的需求的,是不赚钱的。要想赚钱,你就要出口。那么,能不能拿下足够的出口市场,也是要不要启动四代机研制的一个重要因素。

当然,对这个问题的分析,还不能忽视一个重要的因素,那就是对未来空战模式的研究和判断。实际上,四代机的诞生是基于美国对未来空战模式研究和设计产生的一个结果。实际上,对未来空战模式的研究和判断,最终的结果可能不是唯一的。如果对未来趋势的研究结果不是像美国人研究的这样,那么,也不会发展一型像美国人这样的四代机,而会去走自己的道路和途径。

其实,即使美国人对未来空战的认识也是有变化的。比如说,F-22是当今世界唯一开始批量生产装备部队的四代机。但是,它在生产了不到200架以后就停产了。美国人在关闭F-22生产线之后,继续研制F-35。但是,F-35现在几乎成了一个赚钱的工具。也就是说,美国从上世纪80年代初开始高度重视四代机,现在这种认识程度却突然有所下降了,是不是他们对未来空战模式的认识有所变化,是不是他们在设计新的空战模式和新的空战模式下的新一代战斗机呢?

这个因素应该引发所有正在研发四代机的国家的警惕。就是说,在研发四代机的同时,也应该有更大的前瞻性,看到四代机之后的空战是什么样子,这种空战模式需要什么样的比四代机更先进的或者是完全不同的战斗机。只有随时保持前瞻性的研究和预测,才可以使武器装备的发展形成一个持续不断的、具有创新能力的发展态势

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