波音提出的六代机CG图

摘要:
自从美军率先研发成功划时代的F-22战机以来,五代机的4S(超音速巡航、隐身、超机动性、先进航电)概念就开始深入人心。随着歼-20的入役,按照标准装备一代、研制一代、预研一代的思路,现在也该是研制下一代战机的时候了。相对于四代机时代的百花齐放,五代
…自从美军率先研发成功划时代的F-22战机以来,五代机的4S(超音速巡航、隐身、超机动性、先进航电)概念就开始深入人心。随着歼-20的入役,按照标准装备一代、研制一代、预研一代的思路,现在也该是研制下一代战机的时候了。相对于四代机时代的百花齐放,五代机就剩下中美两个大国能独立进行研发。俄罗斯这种把苏-27拍瘪了修修型就拿出来忽悠人的只能算4.9代机的还不够格。而其他传统军工强国因为各种有原因无力自研五代机,他们纷纷瞄准了六代机准备来个弯道大超车。未来战机啥样?会是无人机吗?翻开战机发展史来看,超音速战机是如何从初代发展到五代的?这几代战机的设计无一不是由以往实战、演习的经验和工程技术条件所共同决定的。对于无力研发甚至无缘装备正规五代机的国家而言,想研发六代机只能拾人牙慧或者脑洞大开。拾人牙慧则无法实现全面超越,而脑洞大开则充满了未知风险,容易被对手以成熟体系全面碾压。目前五代机的实战经验基本为零(F-22只扔过一次铁炸弹),只能在演习场上进行试验。而目前的演习更多见的则是四代机和五代机之间的对抗,以帮助四代机获取经验提升他们的生存能力。五代机之间的对抗经过和结果则很少被公布。其实不难想象,以目前的雷达技术,机载雷达对于隐身目标的发现距离都很短,往往都在目视范围之内。五代机之间往往很难发现彼此,更别谈什么对抗了。打击对方的关键作战节点才是最重要的事情。波音公司的下一代战机方案而作为更新一代的六代战机,将具备哪些能力,将通过怎样的技术条件实现?战机更新换代的决定性条件,是机体性能。电子设备和作战软件可以通过后期升级不断完善,而机体性能则只能小修小补。F-15和苏-27这种典型的四代机无论如何修改都无法实现超巡和隐身,只能不断用4.XX代战机的称谓来安慰自己。所以,全新的机体和性能才是新一代战机的基础。那么六代机需要什么样的机体呢?
让我们从战机的几项关键性指标来看看吧。发动机机体的先决条件在于发动机,这一点毫无疑问。下一代发动机技术路线已基本确定为变循环发动机。变循环发动机可大范围调节涵道比以适应宽广的工况范围,以一台发动机兼顾涡扇、涡喷和亚燃冲压发动机的性能优势区间。对未来战机而言,巨大的气流速度和高度(密度)适应范围比单纯的增加推重比更加有意义。使战机可以同时兼顾低油耗的亚音速巡航和高战术价值的超音速巡航,而不是现在的2选1。变循环发动机结构图当然,下一代发动机的推力肯定也会进一步增加,其推重比有望提升至12或13级别。与之相应的,就是油耗、体积和复杂度的上升。不难想象,未来战机的个头不会比现在的五代机小,否则将出现内部空间不足,油箱减小作战半径缩短的问题。变循环发动机的高适应性还有一个好处,就是对进气道的设计要求降低,同时尾喷口大小也可以固定以省去截面调节机构。这对机体外形的设计而言无疑是个福音。速度和航程速度和航程往往是矛盾的两面,高速往往意味着需要克服巨大的阻力和高昂的油耗,因此带来航程严重不足。然而在优秀的发动机基础之上,下一代战机有望同时兼顾2马赫以上的超巡能力和省油的亚音速巡航能力。从而实现超越五代机的巨大作战半径,在理想状况下可超过2000公里。特等人(CIA)专供的SR-71侦察机,可在24千米高空以3马赫飞行为什么超巡能力只增加到2马赫?原因很简单,气动加热。即使是3万米高空的稀薄空气,以3马赫飞行时的启动加热将达到300°,而5马赫将达到900°的高温。在这种温度下机身材料难以保持刚度和可靠性。结构简单的导弹弹头可以靠牺牲烧蚀层和携带液氮来顶个一时半会儿,结构复杂且需要长期重复使用的战机则不可能承受。曾经的3马赫飞机米格-25和SR-71通过选用钢材和全钛机身勉强应付高速需求,但也成为了机动性严重下降的“飞行火箭”。下代高机动战机还这么做就得不偿失了。另外,气动加热将产生严重的红外信号。而现代机载红外传感器技术大幅升级,过高的速度将不利于红外隐身。隐身、机动和结构这三项是战机外形设计的限制条件,他们对战机外形的要求往往是矛盾的。以往战机总有不同程度的顾此失彼,难以完美兼顾。美军未来航母舰载机想象图隐身性能的进一步完善是下代战机的优化重点。由于发动机技术和气动控制技术的进步,机体外形设计可以做的进一步简洁。其中最大的亮点就是有可能完全取消垂直尾翼。垂直尾翼的主要作用是控制战机飞行的偏航并保持方向稳定性,但它也是一个巨大的侧向反射源。在五代机的时期通过垂尾倾斜的方式控制反射方向,而到了六代机时期,则可以通过更先进的布局来兼顾气动需求和隐身需求。12
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文|武器正能量

在俄罗斯的技术构想中,猎人采用无人驾驶的方式,具有全向、全频谱的隐身性,最高速度可达6马赫,内埋式弹仓,高度智能化,必要时可以进行有人驾驶。俄罗斯乐观估计,其最早将可以在2025年实现首飞,这样就可以在进度上领先中美十年左右。

在现阶段俄罗斯经济比较萎靡军费开支紧缺的时候,俄罗斯想要实现六代机的弯道超车,显然是不可能的。军事技术的先进与否,和时间、金钱的投入密不可分,而我国之所以近些年来能够实现许多技术的赶超,除了依靠我国科研人员的不懈努力外,更重要的是国家的空前重视和大力投入。没有物质的基础,不仅不能实现超车,而且会在弯道中“翻车”。加大科研投入走正确方向,脚踏实地的走好每一步,才是俄罗斯应该做的。

在优势领域俄罗斯都比较吃力,可想而知在弱势领域俄罗斯将要付出怎样的努力才能实现。仔细观察可以发现,俄罗斯的苏-57战机的隐身设计做的十分之差,直通式进气道可以在正面看到发动机的叶片,与此同时中美的战机进气道都采用了DSI进气道或者嘉莱特进气道减少雷达的反射,机体的隐身材料似乎也十分粗糙,智能蒙皮领域也十分落后。这些弱势领域,需要俄罗斯投入巨额的金钱和精力才能迎头赶上。

俄罗斯六代机“猎人”效果图

但是,我们更要看出的是,六代机相比于五代机,其技术基本实现了跨越式的增长。俄罗斯的“猎人”战机要求最高飞行速度达到6马赫,而现役的战机发动机所能达到的最高速度也仅仅在2马赫左右,想要达到5马赫以上的高超音速,需要在超燃冲压发动机领域实现突破,众所周知的一点是,发动机的研发制造一直是烧钱的大户,即便俄罗斯在发动机领域积累深厚,能不能投入足够的经费都是个疑问。

那么,俄罗斯实现弯道超车的可能性大吗?从战斗机诞生以来,战斗机的改进研发方向无非是速度更快、机动性更强,到了五代机又加上了隐身性能的要求。因此,六代机将会在五代机的基础上强化隐身性、机动性等等,这就对新战机的发动机、机体设计、机身材料等等提出了更高的要求。而俄罗斯拥有比较深厚的发动机技术,其设计的AL-41F发动机推力强劲,加以改进可以为五代机提供可靠澎湃的动力,武器技术上俄罗斯一直不差,因此,这是俄罗斯研发六代机的一些优势。

苏-57战机

为何俄罗斯急于研发六代机?

在美国F-22、F-35相继大批量装备,中国歼-20已经成团形成战斗力之际,俄罗斯的五代机苏-57却面临着十分尴尬的命运——因为真机的性能达不到设计指标,俄罗斯自己没有购买几架,大金主印度也不买账停止了对苏-57的资金供应。不论俄罗斯怎样解释,其五代机落后于中美已经成定局。

很显然的,俄罗斯在五代机的竞争中已经远远落后于中美两国,即便加速五代机的研制,苏-57不论是性能还是产量上都无法再与中美的五代机相提并论。因此,俄罗斯想通过加速六代机——“猎人”无人战机的研发实现弯道超车,在未来超过中美两国。并且,俄罗斯的六代机并不是一夜之间项目上马立项,早在15年前,俄罗斯就开始了六代机的预研工作。可以说,俄罗斯的五代机和六代机立项时间都比中国要早。正因为有了15年的沉淀,俄罗斯才能在短时间内造出“猎人”战机的原型机。

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苏-57由大名鼎鼎的苏霍伊设计局设计研发,其设计研发了苏-27、苏-30等等性能先进并且销量甚好的战机,可以说底蕴深厚,为何其在苏-57的研发上沉沙折戟呢?最大的原因在于苏联解体后俄罗斯的经济孱弱,苏霍伊设计局人才流失严重,研发能力大打折扣。俄罗斯经济能力的不足也使得苏-57的研发投入较少。要知道,F-22的整个项目的研发投入为280亿美元,折合成人民币接近20000亿人民币,这还是二十世纪末的币值,F-35更是研发成本超过1680亿美元。俄罗斯的GDP仅仅比中国的广东高出一些,分给苏-57的研发经费少之又少。可以说,人才流失和经费的缺失是苏-57问题不断的两大问题。

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