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从听说枭龙战斗机有一款隐身改进版到现在已经过去一个多月了,距离其传闻中的首飞也已不足2个月的时间,但这款飞机的特点仍然没有搞清楚,且有着很多疑惑。贫道在这里提出这些疑问,并试着自问自答,且待四月份之后看结果如何。

枭龙改进的时间

枭龙作为低端出口型战斗机,和国内重点型号在重要性上是没法比的,611所势必要集中所内技术骨干忙于歼-20、空天飞机等项目,枭龙隐身版只能抽调部分人员来做,而且不可能作为技术突破的重点,只会利用歼-20项目的成熟技术进行移植,所以其进度必然排在歼-20项目之后。那么在歼-20刚刚完成首飞不到半年的时间里,枭龙怎么能完成隐身改进型的研制实现首飞呢?

歼-20战斗机在2011年1月11日刚刚完成首飞,从这个时间点推算,其制造完成是在2010年10月以后,中间隔着2-3个月的地面检查。机体加工装配时间在5个月左右,那么开始制造应该在2010年上半年。飞机从设计图纸到生产出成品,首先要完成外形和结构设计,然后是分系统和零部件研制、工艺和工装设计,这期间任何一个部件无法按计划完成都会导致全机需要重新协调,反反复复麻烦得很,过去需要5、6年的时间,现在最快也得3、4年,所以推断歼-20完成外形设计大约是在2006至2007年中,比首飞早3-4年。

歼-20项目竞标是在2006年完成的,611所方案中标并发展成现在的歼-20飞机,结合外形设计时间点来看,竞标时两款飞机的气动方案已经基本完成。四代机外形是隐身与气动协调的结果,所以当时外形隐身设计肯定也已经完成,建立起可用的电磁计算能力,并有着成熟的气动隐身协调能力,这正是隐身飞机外形设计的基础。

据此判断,611所负责气动设计和隐身设计的处室最晚于2007年年中完成歼-20飞机设计的主要工作,并具备了完整的隐身飞机外形设计经验,建立起一支新老结合的设计队伍。在歼-20项目完成之后,这些研究室的主要精力就可以转移到其他项目上,比如说空天飞行器、无人机等等。枭龙作为611的出口项目,本来就是一群年轻人为主搞的,这也让他们能够提前挑大梁积累工程经验。

在07年歼-20项目之后,气动和隐身研究室以年轻人为主成立枭龙改进项目团队,到现在也有3年多的时间,且有歼-20的成功经验可以应用,在2年左右的时间里完成外形设计是非常可能的。枭龙隐身改进型号并非全新产品,内部结构可以在原有基础上进行改进,工作量比全新设计的歼-20小很多,所以能在今年4月实现首飞也有可能。

内部弹仓要多大

枭龙改成隐身战斗机,武器必然要内置,不然根本谈不上隐身;但是内置弹仓对飞机结构重量和机身横截面积要求很高,对枭龙这种轻型飞机来说难以承受,611所究竟怎么选择还未可知。传出消息的人称,是内置2枚中距弹,贫道对此很怀疑。

枭龙飞机是两侧进气的中单翼飞机,在不对整机结构进行根本改变的前提下,内置弹舱只能布置在进气道后方的机翼根部下方。目前最大的障碍是起落架,枭龙向前收起的主起落架就布置在机翼根部,占据了弹舱的位置,两者不可能并存,所以隐身版枭龙的主起落架肯定要修改。一个办法就是将其从向前收起改为向外侧收起,同时主起落架安装点向内侧移动以保持主起落架长度不变,类似F-22的起落架结构;这种结构会影响机翼内侧重型挂架的载荷长度,所以较少使用,但是隐身机对外挂载荷考虑较少,所以用了也无妨。另一个办法是将主起落架整个向机翼外侧移动,空出弹舱的位置,然后保持向前收起不变,类似F-35的结构;这种办法对机翼外挂载荷影响较小,但是因为主起落架安装点靠外,对机翼承重结构要求较高。枭龙是轻型战斗机主起落架向外侧收起的话会导致主起落架间距太小,影响降落稳定性,所以采用外移起落架的方案可能性较大。

隐身版枭龙战斗机性能推测

从这张可以看清楚枭龙的起落架结构,正好占据了弹仓的位置。

枭龙是中单翼飞机,这使它在机翼下缺乏足够的空间来布置弹舱,假设主起落架轮胎直径0.7米,那么机翼到机腹的高度也就这么大。要在内部弹舱挂载空空导弹,除了要考虑导弹自身的翼展以外,还要留出弹射机构的空间,最小也不能低于0.6米,所以枭龙的空间十分紧张。修改为上单翼虽然可以解决空间不足的问题,但是这会导致对整机结构的大幅度修改,代价有些大。

假设枭龙飞机使用的空空导弹翼展为0.45米,那么在旋转45度安装在挂架之后,其所需要的最小宽度约为0.36米,加上两侧留出的空间,弹舱宽度不能低于0.4米;如果再横向布置一枚格斗弹,则弹舱口盖最大宽度不能低于0.7米。枭龙飞机进气道比机身宽约0.6米,如果削弱机身“蜂腰”,可以布置下0.4-0.7米的内部弹舱,但会导致飞机最大横截面积增大,最高速度下降。

枭龙肯定会学习、移植歼-20在隐身设计上的经验,所以其气动外形必然与歼-20相似又保留枭龙飞机原有的结构特点,如歼-20的倒梯形进气道截面改成更类似F-22的六边形截面。这时如果弹舱宽度0.4米,那么向外30度倾斜的机身下侧面与机翼的交汇线只需要超出弹舱口盖宽度约0.4米,整个进气道宽度增加约0.8米,飞机最大横截面积增加约0.84平米;如果弹舱宽度0.7米,那么进气道宽度增加约1.1米,横截面积增加1.26平米。

从降低超音速阻力,提高飞机空战机动性能的角度,枭龙的机内弹舱只携带2枚中距空空导弹较好,这对飞机进气道改动较小,容易实现。但是,却存在一个严重的逻辑问题。

内弹舱选择上的逻辑问题

采用较小的内部弹仓,只装载2枚中距空空导弹,这是为了减小增加的结构重量和横截面积,控制飞机机动性能下降幅度,以利于飞机近距离格斗空战。但是内弹仓无法携带格斗弹,这会使飞机的近距离格斗能力下降几个数量级,除非对方完全没有发现枭龙来袭,否则在格斗空战中根本不具备与敌机对抗的能力。也就是说,提高飞机机动性的选择反而会降低飞机格斗空战能力。

如果枭龙飞机内弹仓只携带近距离格斗空空导弹,那么弹仓体积会大大缩小,重量和迎风面积都容易控制,对飞机性能影响不大。但是,中距空空导弹外挂会使原本只有0.1平米以下的飞机RCS急剧增加到0.5以上,甚至超过1平米,这会彻底破坏飞机隐身设计的努力,因此是绝不可取的。茧包设计是一个可能的解决方案,但是单独的茧包在重量和体积上都比内弹仓更重,气动阻力也赶得上副油箱;进入格斗空战前仍旧需要抛弃,长期使用费用是很高昂的。

隐身版枭龙战斗机性能推测

我军空空导弹的一张规划图。

因此,枭龙飞机最可能的选择还是采用2中2近的内弹仓设计,即使付出重量和阻力上的代价也在所不惜。从枭龙飞机来看,最合适的方案就是将机翼由中单翼改为上单翼,采用类似歼-20的气动外形设计,在机身两侧设置弹仓,将中距弹和格斗弹垂直布置,格斗弹安装在舱门导轨上,打开舱门后不阻碍中距弹发射,同时也就不需要专门的探出式挂架。不过舱门需要加强结构,不然格斗弹发射时高达5-8吨的后座力会摧毁舱门;如果难以解决,也可以将格斗弹改为中距弹似的发射后点火,这会增大发射近距。

隐身版枭龙猜测

枭龙现在空重约为6.2吨,内油1.8吨,采用一台RD-33发动机,加力推力8.3吨,空战推重比约为1.14。隐身版枭龙需要增加内部弹仓、涂抹隐身涂料并改进电子设备,估计其空重会增加到大约7.4吨,内油1.8-2吨,采用RD-33发动机时的空战推重比下降到0.96,有大幅度下降。不过国内正在研制中的中型高推比发动机可以在大约5年后装备枭龙,最大推力增加到9.5吨,空战推重比能达到1.1。如果该发动机重量比RD-33更轻,那么飞机空重还会降低,空战推重比更高。

隐身版枭龙战斗机性能推测

网络上隐身版枭龙的一张想象图,不过这个只改了垂尾,进气道和内弹仓都没有,太保守了。

如果隐身版枭龙的RCS能够控制在0.1平米以下,那么可以将对方机载雷达的发现距离从三代机典型的150千米减小到65千米,锁定距离从100千米减小到44千米,并在电子干扰条件下实际达到40千米和20千米的水平。这一等级的RCS控制已经足以渗透现有防空体系,对空战产生决定性的影响,打破地区空中力量平衡,成为弱国对抗强敌的有力武器。

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