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随着军用飞机的使用环境日趋苛刻,发动机已经成为未来研制作战飞机成功的关键。航空发动机制造商,正在成为上千亿军用战机订单背后的利益角逐者。研制第六代发动机,与现代战争对作战飞机的严酷要求紧密相连。一方面,战斗机要朝着多用途方向发展;另一方面,从低亚声速待机到高亚声速、超声速巡航机动,战斗机的飞行范围不断扩大。

航空技术被成为工业之花,航空发动机更被誉为皇冠上的明珠。制造一架现代化的飞机,它牵涉到航空理论、空气动力学、材料力学、飞机机体与结构设计、精密铸造与加工、特种焊接技术、电子雷达技术、飞控软件技术等等方面,没有强大的综合国力和科学技术作支撑,很难想象的。近几年快速发展的军民用飞机进一步凸显了中国航空发动机的滞后,因此加大投入成为必然的选择。

国外军事航空专家认为,中国的军事航空发动机水平总体比落后至少20年。所谓的20多年的差距,主要是按相近型号和性能来讲的。因为美国现在最先进的F119和F120涡扇机已采用了变循环、矢量喷管等技术,而国外的涡扇发动机是上世纪80年代前后列装的,我国的WS9于上世纪90年代末才研制成功,WS10于21世纪初定型,整体和国外这些涡扇机的定型时间相差约20年。但有消息称中国在WS10B、WS15A上,也有许多地方都采用了F119等发动机的设计理念和制造工艺,甚至有比他们更先进的理论创新。

上文提到的变循环发动机,是指在一台发动机上,通过改变发动机的一些部件的几何形状、尺寸或者位置,来实现不同热力循环的燃气涡轮发动机。变循环发动机目前主要的研究方向是改变涵道比:在爬升、加速和超声速飞行时减小涵道比,以增大推力;在起飞和亚声速飞行时,加大涵道比,以降低耗油率和噪声。

于上世纪70年代开始加大力度研究军用变循环发动机。GE公司研制了从YJ101第一代变循环验证机到GE21、GE33即后来的YF120,以及可控压比发动机等一系列变循环预研验证机。尤其是YF120还参加了美国第四代动力的选型,是世界上第一种经飞行验证的战斗机用变循环发动机。YF120在F-22项目中竞争失败后,在其核心机基础上衍生了常规循环涡扇发动机F136。

在媒体看来研发先进的变循环航空发动机难度对中国是不可想象的。不过中国专家指出,在二十年前,美国设计飞机也没有实现全数字化辅助设计,更没有实现电脑全息3D建模。而现在这方面的科技水平,中美的技术水平已经在在伯仲之间。在先进的巨型计算机仿真模拟试验、先进航空理论的创新、钛合金精密加工技术、3D激光打印异形件整体一次成型技术方面.中国和美国为首的西方发达国家是旗鼓相当的,甚至个别方面还实现了超越。

媒体分析称,从中国空军未来型号发展对于航空发动机的需求来说,类似YF120的变循环涡扇发动机能够提供更大的高空、高速推力,可以有效提升作战飞机的超巡、拦射能力,同时能够提供更经济的中低空、亚音速耗油率,对于提升作战飞机经济性有明显帮助。从未来民航客机的发展来看,未来的洲际超音速客机同样需要变循环发动机来提供持续超音速飞行能力,亚音速客机更是对于单位油耗相当敏感,因为这关系到民航公司的运营成本。因而,我国从事变循环发动机的科研、军事、商业价值非常巨大,可以有效提升我国的综合国力和竞争力。

结语:据中航发动机公司2012年底透露,中国已经在研究国产变循环发动机,有着相应的计划来研究未来先进发动机。中国发动机研制是生产一代、研制一代、预研一代、探索一代。他还透露,中国发动机研制的技术目标时间表已经排到了2030年。这是中国航空工业第一次正面证实中国已经开始变循环航空发动机的预研工作,意味着在航空动力的前沿领域,中国与航空技术最先进的美国已经基本处于同样的起跑线上,并将自己军事航空工业老师并在普通涡扇机技术上原地踏步的甩在身后。??? 未来仗怎么打,六代机就应该怎么设计!

在日常生活中,有一句老话,叫“人有多大胆,地有多大产“,这个说法用在理论研究上,一点也不为过。只要敢想,能想,就有了研究方向。而具体如何实践,怎么实践,则是具体技术人员所要下功夫去研究的。而未来的空战形式和空战形态,就是这样的情况。由于我们正处在一个高速发展的信息云时代,未来的六代机如何发展,又要如何实践,就势必要结合时代特点,进行更深入的研究。小编就带大家一起畅想下,未来的六代机,会有如何的发展。

就六代机理论研究方面,美中俄三家在第一梯队,欧法日在第二梯队,现处于概念探索和标准融合同一阶段。主要研究理论领域集中在:

1.实现亚音速到高超音速的跨度,实现中低空到地球亚轨道的跨度

2.全频谱隐形,不再是针对单一频谱波段的隐身。

3.挂载激光和粒子束能武器,电磁轨道炮等非传统化学能的打击武器

4.人工智能与机载电脑的融合,云计算,云攻击可能会兴起

5.有人无人还在争论中,很可能是少量有人机协同多量无人机

6.实现歼击,歼轰,轰炸,合而为一,一机多能或者一机群多能

虽然各国对第六代战斗机的定位有所不同,但是以当前的技术发展为基础,第六代战斗机的基本技术特征已经越来越清晰。为了与之前的五代战斗机划分出明显的界限,国外军事专家将第六代战斗机的特性总结为“六超”:

一是超扁平外形,即采用全翼身融合、大升阻比和无垂尾设计,使飞机在各种高度、各种姿态下都能保持很好的隐身性能;

二是超声速巡航,即采用更新一代的发动机,使飞机既能进行亚声速巡航飞行,又能进行3 马赫~6马赫的超声速飞行;

三是超常规机动,即采用超常规机动布局、矢量推力发动机和智能化飞行控制系统,使飞机能够实施用于满足各种战术要求的高速机动;

四是超远程打击,即飞机具备长航时飞行能力,并能够挂载动能、电磁和激光等各类新概念武器实施远距离精确打击;

五是超维度物联,即采取物联网技术,使飞机成为陆海空天电网多维空间作战体系中的一个在线用户;

六是超域界控制,即采用多种指控模式使有人机与有人机、有人机与无人机,乃至无人机与无人机之间形成一个完整的空战群落。

有专家表示,由于存在一定的技术矛盾,要在一种飞机平台上全部实现“六超”特性的难度较大。因此,未来的第六代战斗机可能出现高低不同档次的多款型号,甚至会出现有人驾驶与无人驾驶的双重选项。

然而,第六代战斗机要实现这“六超”特性,需要有强大的技术基础作支撑。2013年12月30日,《航空与航天技术周刊》刊文展望了未来航空航天领域的9项国防技术关注重点。其中,有人机与无人机混合编队、变循环发动机等都属于与第六代战斗机特性直接相关的技术基础。

今年2月24日,美国国防部长哈格尔在宣布五角大楼2016财年预算要求时,明确提出要投资10亿美元用于空军研发新型发动机技术。空军首席科学家迈卡·恩兹利透露,这项投资将主要用在空军的“自适应发动机技术开发”项目上,旨在研制能够提升燃料利用率的第六代战斗机发动机。

此外,人工智能也将是第六代战斗机应用的核心技术之一。美国空军和海军的工程师希望能够借助人工智能技术使第六代战斗机拥有类似人类皮肤的先进传感器,以敏锐感知周围环境,可对风速、气温、机体的疲劳程度进行检测。同时,还可以对目标进行自主分析,在无需人工介入的情况下,完成对威胁较大目标的攻击选择。

有人机与无人机的搭配比例将出现革命性变化,从根本上来讲,第六代战斗机的诸多先进性能改变的不仅仅是空中平台本身,而是未来空中力量的面貌,尤其是空中力量的作战形态和结构组成。

在作战形态上,以第六代战斗机为主体的空中力量将实现全新概念的跨域作战。作为一种理念,跨域作战可以说是空中力量的一个独特优势。当早期航空兵开始从空中对陆战场的地面目标和海战场的水面目标实施打击时,就被认为是最早形式的跨域作战。然而,第六代战斗机的全新技术特性赋予了跨域作战更为丰富的内涵和更广阔的空间。从机动的角度看,随着第六代战斗机超机动性能的实现,空与天的界限被消弭了,飞行员梦寐以求的高中低空全高度作战和空天跨域机动将成为现实。从作战效果的角度看,随着第六代战斗机机载信息系统功能的跨越式提升,将使空中力量传统火力打击的跨域延伸为硬摧毁和软杀伤综合毁伤效果的跨域。

在结构组成上,第六代战斗机“六超”特性的发挥与运用将改变空中力量的构成方式。主要体现在有人机与无人机的搭配比例将出现革命性的变化,即无人机在空中力量中所占的比重和使用频率将大幅增加。这一点在美军中体现尤为明显,早在2011年,空军MQ-1“捕食者”无人机的飞行时数就已经位居所有军机的第二位。美军为此展开了极具前瞻性的研究与探索。2013年10月,美国空军成功将退役的F-16战斗机改装为QF-16无人机,并完成了有人驾驶F-16与无人驾驶QF-16的编队飞行试验。今年8月17日,美国海军在“罗斯福”号核动力航母上完成了一架X-47B舰载无人机与两架F/A-

18“大黄蜂”战斗机进行的首轮合作式飞行演示验证。人们从这些实验中已经看出了未来以第六代战斗机为主体的空中作战体系中,有人机与无人机实施“同进同退”编队作战的端倪。

虽然,当前世界各国对第六代战斗机的研发还大都处于概念构想、规划设计和技术基础研究的阶段,尤其是相当一些国家出于国际政治和安全环境因素考虑得较多。但不可否认的是,现在对第六代战斗机的定义基本体现了未来空中主战平台的发展方向,它给空中力量的建设与运用带来的将是巨大的、全方位的变革。

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