美国空军研发第六代战机F-X,外形科幻,称其能全面压制歼20

美国空军研发第六代战机F-X,外形科幻,称其能全面压制歼20

美国空军已经开始打造下一代制空战机,老F-22电子系统落伍,改进空间太小,改造成本很高,性能提升不大

美国空军研发第六代战机F-X,外形科幻,称其能全面压制歼20

美国下一代空优战机想象图,电子系统越发成为影响战机战斗力的关键要素。

美国的F22战斗机,是冷战期间为了针对苏27、米格29在内的第三代战斗机形成代差性能优势,而开发的第四代战斗机。这种代差优势来自于隐身能力、超音速巡航能力、超出传统三代机的超机动能力、以及先进的航空电子设备四者的共同结合。直到二十年后,俄罗斯与中国具备类似性能特征的新一代战斗机才先后亮相。

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歼20是让F-22感到压力的型号

但没有人能理解俄罗斯的思路,他们开发的T50战斗机居然继续沿用了苏27/米格29上的发动机吊舱设计——这是苏联在上世纪60年代末提出的技术方向,将机身也做的和机翼一样扁平,和机翼一起共同产生升力,形成所谓升力布局,提高飞行性能。

然而这种布局下,T50发动机进气道没有余地做的很曲折,这使任何涉及到进气道的隐身化设计全部都无从施展。比如连续的大幅改变进气道截面形状,避免雷达波的传导和形成空腔谐振;使雷达波至少形成六次以上的反射,并在反射过程中逐渐被吸收。

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T50发动机S进气道幅度太小,风扇叶片清晰可见,这个布局是很难隐身的

而T50的进气道,注定正面照射过来的雷达波进去以后,只能以非常小角度在进气道内壁上形成非常强的镜面反射,形成严重的管道效应而产生非常强烈的反射信号特征。这不是吸波材料能解决的问题,吸波材料隐身效果最好的时候,是雷达波几乎垂直罩上去;而斜着照过去的话,至少要大于27~29度才能有明显效果。

而机身总体布局和进气道隐身设计,与F22、F35一个路线的歼20,才是F22真正的对手。事实上F35是作为攻击机研发,它设计时就放弃了高速与高机动能力;目前世界上真正的第四代制空战斗机,仅有F22与歼20。

二:F22重大改进困难重重,甚至无济于事

虽然歼20目前还没有真正的形成战斗力,甚至由于发动机的原因,在初期服役状态也可能没有严格意义上的超巡能力;但由于F22设计年代较早而且已经停产,美国仍然感受到了巨大的压力,这种情况下,他们正式展开了下一代F-X战斗机的研制计划。

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资料图:要达到美国人对未来的性能规划,F22给电子系统加插板子升级是不够的,得把包括总线在内遍布整个飞机的电缆、设备全部拆了换新的

任何一个用惯了现在电脑的人,让他回头去用90年代初期的电脑,那将是什么感觉?电子工业的技术产品,更新淘汰速度之快,在整个人类历史上都是空前的。F22要做大幅度改进,它的电子电气系统首先就要面度这个问题:设计定型时采用的部件,很多在今天已经完全过时了;很多预留的升级接口,在今天根本就不足以承担起性能和功能升级的需要。

在F22的飞行平台基础上,开发采用全新电子电气系统的改进型号?这个办法可行,但对美国来说,代价极其高昂。因为F22的生产线已经全部停产,而且所有的模具、工装、夹具、工艺都被封存,目前只作为应对大规模战争爆发的战略储备。对美国空军来说,除非别无选择,重启生产线的性价比,远不如开发新一代型号。

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F22生产线已经封存

尤其是F22在飞行平台的基础设计上,就存在很多无法克服的问题,必须要在新一代战斗机上才能解决。比如F22设计时过于注重控制全机的尺寸和吨位,结果导致弹仓容积过小,深度和长度都不能容纳体积较大的重型弹药。这使F22在针对地面、海上的坚固或者远程目标进行打击时,受到了很大的限制;尤其是挂上副油箱放弃隐身能力以后,还不到3000公里的最大航程,也是限制它作战能力的重大短板。

三:F-X和F22相比,飞行平台性能侧重大有不同

未来F-X战斗机飞行平台,首先会大幅提升航程性能。从发动机上来说,F-X将会采用下一代变循环发动机;它在保证高速推力的同时,大幅降低了战斗机亚音速巡航的油耗,使F-X能够兼顾超巡和最大航程。而从飞机平台来说,F-X将会根据技术的进步和性能需求的变化,进一步优化飞行阻力。

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GE公司的下一代发动机

比如F22研制时,AIM-9X格斗导弹与头盔显示器这样的全新武器设备还没有到实用化的程度,因此特别强调依靠飞机本身的超机动能力来在近距格斗中压制对手。而这带来了几个方面的问题,比如机翼和垂尾面积都为此设计的特别大;这在未来,甚至在今天看都已经过度了。

未来的F-X,应该会在F22的基础上削弱机动性方面的指标;和F22相比减小一些机翼面积,采用全动垂尾缩小尾翼面积,甚至像YF23那样取消水平尾翼。这些减小阻力的措施,能够同时改善F-X的超巡(包括速度和航程)和最大航程能力。

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F22只能挂载1000磅(450公斤)的制导炸弹

缩小尾翼、取消平尾,既有利于减小阻力,同样也能提高隐身效果。F-X在F22上会进一步强化隐身,机翼、机身方面的基本设计风格,应该和F22相差不大;但进气道很可能采用DSI设计,而不会再沿用加莱特式结构——进气道和前机身中间的附面层隔道会形成空腔反射,是F22上最强的几个信号点之一。何况加莱特的重量也比DSI大很多。

对于机身内容积的安排来说,F-X和F22相比,尺寸和吨位的控制会更宽松;燃油装载量更多,弹仓的深度和长度也更大。考虑到美国空军使用重型弹药的习惯,以及美国现在开发大型远程防区外导弹的趋势;F-X未来很有可能是一种能够内置两枚2000磅(907公斤)重型制导炸弹以后,并且仍然有很强超音速巡航能力、具备非常大航程的双发重型战斗机。


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