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晨枫:“海四”等于“新四”吗?

2018-11-19 07:47:04

【文/观察者网专栏作者 晨枫】

歼-15是中国唯一的舰载战斗机,这也必定是过渡性的舰载战斗机。从长远来说,海四是必须的。但这个长远到底是多长远,就不好说了,必须与中国的航母建造和航母使用结合起来。另一方面,自从歼-20问世以来,对与之搭配的新型第四代战斗机(简称新四)的呼声一直不断。歼-20是高端战斗机,性能优秀,成本也不菲。海四与新四是否应该互为契机,打包研发,就成为久热不退的话题,尤其是海四-新四是否应该锁定于歼-31。

歼-31不是正式型号,这是民间给沈飞FC-31的称呼,正式名称是“鹘鹰”。军方最后是否会采用这个型号编号不重要,关键是歼-31已经首飞,近期内是最现实的高低搭配的低端。沈飞已经推出“鹘鹰2”,设计上比“鹘鹰1”优化、细化多了。而且前不久沈飞高层前往贵州商谈先进中推事宜,进一步激发人们的想象力。但军方始终对歼-31是否有可能“参军”不冷不热。民间对新四的争论甚至导向中国航空工业的南北之争,但这是走上歧路了。

2014年参加珠海航展的“鶻鹰”战斗机

航母是水面力量的中坚,舰载战斗机是航母战斗力的核心,这是美国海军行之有效的海军战略,中国正在努力学习。但在打造足够数量(至少6艘?)的航母之前,中国海军必须考虑过渡期间的战略战术。比如说,对于相对弱小的海陆对手,以舰载战斗机为主要打击手段,突出战术灵活性和打击持续性;对于更加强大的对手,则舰载战斗机以舰队防空和海空ISR(情报、监视、侦察)为主,以远程导弹(如高超音速导弹、巡航导弹)为主要海陆打击手段。即使海四在今天进入工程研发,形成战斗力也可能要至少十年后,在此期间,这样的过渡战术同样是必要的。这也给全新思考海四提供了时间。

在可预见的未来,美国海军舰载战斗机以F-18E和F-35C为主。F-18E的能量机动性并不突出,但F-35C更不突出。F-18E和F-35C都是双任务战斗机,都能空战和对地攻击。一般认为,F-18E将侧重舰队防空,兼顾对地攻击;F-35C将侧重对地攻击,在有利的时候客串攻势制空与ISR。隐身是未来空战的重要特征,但不是唯一形式。在任何战场上,有人打偷袭,就必然有人打强攻死守,而且后者才是主力。偷袭就能决定胜负的不可能是真正的高烈度战争。在空中战场中,F-35C的作用主要是偷袭或者穿针引线,F-18E才是打强攻死守的。

F-35C在空战中的角色是由其性能决定的。如果说空军的常规起落型F-35A在总体设计上被海军陆战队的STOVL型F-35B拖累了,那舰载型F-35C就被F-35A拖累了,因为数量最大的F-35A规定了性能上限和设计取舍。

2017年出现的“鶻鹰”二号机

2018年,从事隐身超材料技术的光启公司在展示了一架似乎是介于F-22和“鶻鹰”二号机之间的模型

做上舰改装的时候,需要加强起落架、加装尾钩、增加翼面积。加强起落架首先需要加强起落架安装位置的机体框架,这还算局部改动,只要在初始设计的时候适当考虑,不是太难做到,只是重量问题。舰载战斗机的前起需要双轮,这也不难做到。甚至要像“阵风B”一样在离舰瞬间迅速弹起,强化起飞时的抬头动作,也没有不可克服的技术困难。

加装的尾钩也需要安装在加强的机体框架上,但这就不那么局部了,主要是尾钩的挂钩点对着舰很关键,应该使得挂钩点与主起落架机轮的距离尽量加长,确保拦阻索在机轮碾压过后有足够时间回弹,以便挂钩;同时应该使得尾钩较短,下垂角度较大,减少触地时的弹跳。下垂角度大的短尾钩在触地时向后“拖拽”,依然能挂上钩;下垂角度小的长尾钩在触地时向上反弹,容易“跳过”拦阻索。

短尾钩需要安装的“根部”很靠后。这对非隐身的传统战斗机不是大问题,尾钩长度略微超过喷口之后都没有什么不可以,尤其是双发的情况。但F-35C是隐身战斗机,尾钩在飞行时要求收入机尾下方,喷口前方位置。

这个问题对“鹘鹰2”也是一样的。当然,放弃隐身,采用歼-15那样的方式也是可以的,尾钩藏在尾锥下,甚至索性收藏在尾锥内。但现有“鹘鹰2”没有这样的大尾锥。这不是简单地加一个尾锥的,影响到后体阻力、加速性和超巡能力,也影响到可能的矢量喷口的动作范围。歼-15没有矢量喷口,但有双发、尾锥之间足够空间,“鹘鹰2”没有那么大的间距。

着舰动作要求特别出色的低速性能,需要较大的翼面积。但增加翼面积在技术上也不是太难的事。F-35C的翼展从F-35A的10.7米增加到13.1米,翼面积从42.7平方米增加到57.6平方米。更大的机翼也增加了翼内油箱的容量。

结构加强和增加的翼面积增加了空重,F-35C的空重从F-35A的13154公斤增加到15686公斤,不过机内燃油量也从8391公斤增加到8901公斤,正常起飞重量从22439公斤增加到25903公斤。但由于发动机的基本设计(舰载型增加了防盐等上舰要求)和基本性能是共享的,最大起飞总重还是31800公斤,没有丁点儿增加。

增加的空重和正常起飞重量损害了F-35本来就不出色的机动性,推重比从0.87(相当于F-4“鬼怪”)下降到0.75(相当于F-105“雷公”)。为了尽可能减轻空重,F-35C取消了机内航炮。还好,F-35C对地攻击为主的定位决定了没有机内航炮问题不大,需要的时候用吊舱航炮,当然占用外挂点、破坏隐身、增加阻力、牺牲精度,这些代价是免不了的。

F-35C战斗机的推重比已经和F-105差不多了

但增加的空重和正常起飞重量抵消了增加的机内燃油量的好处,内油作战半径只增加了2公里(不是笔误)。

较大的翼面积本来可以提供更高的机动性,但这也意味着更大的弯折力矩,需要加强的机体和机翼才能发挥出来,又是额外的结构重量代价,只好放弃。事实上,F-35C的机动过载从F-35A的9g下降到7.5g。

F-35C作为对地攻击为主的战斗轰炸机,这些性能损失是可以接受的。但海四首先是空优战斗机,不仅要压得住F-35,还要顶住F-22。另外,在几经波折后,日本即将启动下一代战斗机(可能命名为F-3)的研发。据报道这将基于重型的26DMU方案,外观与放大的F-22相似,要求综合空战性能至少不低于F-22。计划在2019年全面启动研发,2025年首飞,2028投产,2030年代形成战斗力。

如果空军型新四刚好能压住F-35,空战性能显著降级的海四就不可能顶住F-22和F-3,甚至不一定能可靠压住F-35。由于航母的载机量有限,海四甚至要考虑以少打多的情况。这显然是不够的。

在海上,海四可能必须进入F-22或者F-3的威胁圈,但离歼-20的增援圈还远。被动避让不是办法。美国航母可以往西太平洋深处退让,中国航母再退让,就别出海了。在过渡期间,有办法要出海,没有办法想办法也要出海,但这毕竟是过渡的。因此,海四的定位从一开始就不能是“为歼-20打下手”级的,而必须是与歼-20“平级”的。这不是说海四应该是歼-20上舰,只是说海四应该在性能上与歼-20相当。歼-20是否适合上舰是另一个问题。

以空军型为基准进行上舰改装,这是没有办法的办法,歼-15就是这样的。即使从设计的时候就一并考虑也不能解决舰载型性能下降的问题,F-35C就是例证。美国空军和海军都在着手下一代战斗机的研发。两家都很急。F-35的短板是共同的,空军需要用下一代战斗机解决F-22数量严重不足的问题,海军则直接跳过了第四代空优战斗机。但F-35的教训使得美国海军发誓再也不和空军联手研发下一代战斗机,尽管国会要求两家联手的压力很大。

F-4B舰载战斗机

F-4C陆基战斗机

单独打造高端舰载战斗机当然是巨大的投资,但这也是打造真正航母力量绕不过去的。航母只是平台,舰载战斗机才是航母的战斗力之所在。

那从海四出发研制新四呢?这从基本设计上保证了海四满足性能要求,但大量上舰专用的设计对陆上使用就是“过度设计”了。在理论上,重新设计,舍繁取简,减轻重量,降低维修保障要求,可以从海四改出“超性能”的新四,但这实际上是从气动到结构的大改,不再是“一型两用”,而是全新研发至少1.5个型号,如果不是平行研制两个完全不同的型号的话。F-35计划的原意是“一型三用”,A/B/C型之间有70%以上通用。最后实际上成为三个相互平行的研发计划,而貌合神离的的基本架构还迫使各型在设计和制造中接受各种不必要的妥协。

由海到陆到现在为止并无成功的范例。60年代麦克纳马拉以规模经济和简化后勤为理由,迫使美国空军接受海军新近服役的F-4“鬼怪”。空军的F-4C从海军的F-4B改进而来,但除了换装空军标准的空中加油和电子设备,基本没有改动,连尾钩都原样保留。空军“理亏”在没有合适的对应机型,F-106除了防空截击外一无所长,达不到空军的要求,所以想反对都不行,只好吃进。经典型F-18在设计时,诺思罗普考虑推出减重的空军型F-18L,机动性有望超过F-16,但应者寥寥,无疾而终。美国海军试图通过国会把F-14“强加”给空军的时候,则受到空军直截了当的反对。在F-4之后,美国空军打死也不肯再要“盐水机”了。

舰载战斗机转用于空军还是有的,加拿大、澳大利亚、芬兰、科威特、西班牙等都用F-18,但直接采用舰载型,连F-4C那样的改装都没有。伊朗的F-14也是原版海军型。这些都是小国,情况特殊。在F-4之后,大国空军没有采用舰载战斗机作为陆基使用的,原因正在于“包袱”太重。

对于中国来说,海四是需要的,但不宜与新四混为一谈。如果沿用高低搭配的思路,海四不能定位于低端,而必须是高端。至于新四的定位,这就是另一个话题了。

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晨枫

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