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歼20亚洲最强 下一代战机究竟长啥样?  

2017-04-07 17:04:05|  分类: 中国空军 |  标签: |举报 |字号 订阅

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美智库盛赞歼20亚洲最强:换国发后可媲美F22
2017年04月07日
来源:环球时报
    “作为中国第一种隐身战斗机,歼-20具有为中国提供一系列之前无法想象的空战选择的潜能,并且强化了中国的力量投送能力。”近日,美国智库战略与国际研究中心(CSIS)的一份研究报告对中国歼-20进行了详细分析,并得出上述结论。CSIS还认为,歼-20要比之前分析的更小一些,与F-22相当。但它的载油量却大于F-22。报告指出,它将赋予中国空军在该地区的巨大优势
    比亚太任何飞机都先进
    CSIS的报告指出,作为一种先进的多用途隐身战斗机,歼-20既能为解放军空军和海军航空兵执行空对空任务又能执行空对地任务。“2016年的一份国防部报告指出,歼-20是中国发展先进飞机的关键一步,旨在提高地区力量投送能力并加强对该地区空军基地和地面设施的打击能力。2014年,美中经济与安全评估委员会将歼-20描述为“比当前在亚太部署的任何战斗机都先进”。
    报告称,解放军空军将隐身技术视为自身从国土防空型空军向攻防兼备型空军转型的核心能力。美国空军参谋长大卫·古德芬说,像歼-20这样信息时代的战斗机被设计成可接入国防网络,这使得这些先进战斗机能够实时获得由卫星和无人机系统提供的信息。这样的话,歼-20和F-35一样,将能够成为“系统家族”的一部分,而不是一架孤立的飞机。报告认为,2017年3月,有消息宣称,歼-20已经服役,但这种飞机在2018年或者2019年之前不可能具备完全的作战能力。
    美国《大众机械》网站在报道CSIS报告时称,2011年歼-20的出现“震撼了世界”。当时美国国防部长盖茨正对中国进行访问。“外界知道中国一直致力于研制一种大型战斗机,也就是众所周知的J-XX但这个国家在只有美国成功完成发展第五代战斗机领域取得的进步仍然震撼了美国专家。”
    一种真正的五代机
    CSIS评估歼-20是一种“完全的第五代战斗机”,这意味着它具备隐身、超音速巡航和高度综合的航电系统。该报告还认为该机的起飞重量大约34吨到37吨,要比美国F-22稍微轻一点。
    报告称,最初的报道对歼-20的长度估计过高,认为长约23米,但卫星照片显示歼-20的机身长度在20.3米到20.5米之间,也就是与美俄的类似飞机尺寸相当。一直有消息称,歼-20的最大起飞重量为34吨到37吨。相比之下,F-22的最大起飞重量是38吨,而T-50则在35吨到37吨之间。分析表明,歼-20的最大起飞重量很可能要比F-22低。这两种飞机在尺寸上相似,而歼-20的发动机位置更靠后,使得其拥有更大的内部空间。报告认为,歼-20的最大机内燃油达到12吨,而F-22的机内燃油只有8.2吨如果使用副油箱,两种飞机的最大载油量分别达到25吨和11.9吨。报告称,歼-20拥有3个内部弹舱,两个用于装备小型空对空导弹,一个大型的弹舱用于较大型的空对空、反舰和空对地导弹。歼-20的武器舱构型与F-22很相似,但不同于俄罗斯T-50。
    歼-20还能携带一系列先进电子系统,包括一部有源相控阵雷达,一个位于机头下方的红外/光电搜索跟踪传感器,以及一套可实现360度覆盖的被动光电跟踪系统。这些系统据认为与F-35的类似系统性能相当。此外,歼-20很可能装备先进的通信系统,可与现役和正在研发的平台进行数据通信
    CSIS称,目前歼-20使用的是俄罗斯的AL-31发动机,但中国正在研制推力更大的国产动力装置。中国将在未来几年用WS-15发动机升级歼-20,它将使得歼-20具备持续的超音速飞行能力。这种新型发动机或许与F-22使用的F119发动机性能相当。相对于之前的发动机,WS-15将使得歼-20可用更经济的燃油效率飞得更远,并且能够以较长时间超音速巡航
    报告认为,低可探测性设计增强了歼-20的隐身性能,这种设计允许歼-20以极低甚至零可视度穿越雷达和电子反制设备
    不过,歼-20的一些设计,例如过渡型发动机的圆形喷管不利于后向的隐身设计,不利于深入到敌方空域。相比之下,F-22的F119发动机使用了矩形喷管,更有利于隐身。
    极大增强中国地区军事优势
    CSIS的报告称,根据2014年美国海军战争学院的报告,一种可供作战使用的隐身战斗机将“立即成为东亚空军部署的最先进战机”,超过印度、日本、澳大利亚、印度尼西亚或者中国台湾装备的任何飞机。
    不同的观点认为,歼-20 是一种侧重空对空的争夺制空权的战斗机,或侧重空对地的攻击机。一些分析人士相信歼-20重点在于前向隐身,这使它成为一种高效的远程截击机。也有观点认为,歼-20是一种远程攻击机,最适合穿透敌方防空系统并摧毁关键的地面设施。2015年兰德公司的一份报告指出,歼-20“前向隐身性能与远航程的结合将让美海军水面舰艇处于风险之中,并且它的远程海上打击能力或许要比F-22那样的近程空优战机更让人担心”。不过,按照上文的分析,歼-20的尺寸、武器构型以及较差的后向隐身能力,或许妨碍它作为一种高效的攻击战斗机使用。“中国飞行员接受培训的任务类型或许决定着歼-20最终以什么方式运用。”
    不同的报道认为,歼-20的作战半径在1200公里到2700公里之间。无论如何,歼-20的作战半径很可能远超中国大陆。美国战争学院猜测歼-20可能是一种“可以从海上飞出数百海里的高效对地攻击平台。”澳大利亚方面则强调歼-20将是中国在第一岛链和第二岛链之间作战的合适选择。如果中国为歼-20配备了空中加油机,那么这种隐身战斗机的作战距离甚至可以延长到亚太地区之外。(来源:环球时报)
全面碾压F-22和歼-20?下一代战机究竟长啥样?
2017年04月03日
美军F-22战机揭开五代机序幕
    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。
中国出口型YJ-26雷达工作在UHF波段,自用版曾探测到驻韩的F-22战机
    另外,针对五代机隐身频段较窄,面对新锐的VHF/UHF波段雷达隐身性能堪忧的情况,六代机很有可能通过增大机体尺寸和细节优化的方式加以平衡。随之带来的是机体内部空间增大、油弹设备等载荷增加、后续可升级性好等红利。但也带来了结构重量的上升、推重比下降等副作用。
六代机的动性将更加匪夷所思,必将成为新一代的航展明星
    随着发动机气流引射技术的逐渐成熟,战机在舵面之外有了全新和高效的气动控制方式,可实现以往难以实现的超机动性能。设想一下在机头位置直接喷射气流来调整机头指向,在航展上连转3圈是多么令人激动的事情。若以此技术取代传统的气动舵面,则可进一步减少战机表面的活动部件,大量减少VHF波段信号源,进一步提升战机隐身能力。
    超机动的另外一个限制问题就是机体和驾驶员的G值承受能力。在高马赫数下大力推动机头转向所带来的巨大加速压力很有可能直接将飞机压碎解体,想象一下在高速公路上飞奔的汽车如果猛打方向盘会是什么后果?如果不考虑人体的限制进一步增强机体强度则不可避免的带来结构重量暴涨,这更有可能得不偿失。
    六代机的超机动性将在亚音速体现的淋漓尽致,在高马赫数下则可以避免传统舵面控制效率严重下降的问题,从而在所有的速度范围内实现9G机动足以碾压现有战机
    综合这些先进技术,六代机将同时拥有四代机和五代机的机动性特点。并在滚转、盘旋和机头指向速度等技术指标上达到一个新的高度。在机动空战中占据绝对优势的地位。 
    信息感知和整合
    现代机载雷达技术在不断的进步,但同时也受到物理规律的限制。在技术水平相近的情况下,雷达的天线尺寸、收发单元数量和功率仍然是雷达性能的绝对标杆。
    六代机上很有可能大量应用分布式雷达,但受限于机体的外形尺寸和隐身需求,全向雷达监视仍然难以实现。战机的主要探测和跟踪能力依旧要靠机头雷达实现,而后半球方向仅限于预警和辅助观察
    因此若机头尺寸相差不大,保持同步升级,五代机和六代机之间的正面雷达性能就不会出现太大的差距。而六代机在侧后方向上的传感器能提供更全面的保障。
红外探测器视野中的B-2轰炸机
    随着光电技术的进步,红外和可见光的观察距离得到巨大提升。在很大程度上可以作为雷达技术的补充:在高空背景下高速飞行的战机会出现明显的气动加热现象,即使拥有优秀的隐身能力也难以避免被高灵敏度的红外探头所发现。在美军未来的设想中,就有用无人机网络用红外定位,对抗中国隐身战机的报告。 
    除了战场信息的探测和收集,整合和分发也是下代战机不可或缺的能力。同时这也是五代机正在不断加强的方向。依靠隐身和高机动平台进行抵近探测和观察,并承担一部分指挥和控制功能,是未来战机信息系统的发展方向。随着微电子技术的突飞猛进,未来战斗机平台也将拥有比肩现代预警指挥机的信息处理能力。指挥小群无人机前出探测和引诱也将是六代机的任务范围
    为照顾驾驶员精力问题,六代机也很有可能配备两位飞行员以兼顾驾驶战斗和指挥控制。而且双飞行员在长时间续航下进行轮流休息也可以较长时间保持效果。
    武器系统
美军未来3T导弹计划,希望同时对付三种目标
    与下一代战机相配套的武器系统也必须得到升级。现役空空导弹体系多为针对四代机进行设计,在面对五代机时性能已捉襟见肘。而且地面防空武器的现代化也对未来的空地武器提出了更高的需求。
    采用双速制发动机并增大燃料携带可以兼顾远射程和高突防能力,而为反隐设计的大型导引头也要求下一代导弹更加大型化。这些重型导弹的尺寸和重量将达到早期导弹如不死鸟和猎鹰导弹等的水平。所以在面对高威胁目标时,六代机也必须拥有巨大的内部弹仓以容纳这些武器。
    YAL-1A 机载激光武器系统以波音747为平台,安装6台自重3吨的超大功率激光器,技术代价依然过高,该项目于2011年下马。
    至于能量武器,最接近实战化的激光武器也有可能装备六代机。但激光武器由于受到大气干扰限制能量衰减很快,功率有限的战术机载激光系统很有可能仅用于对抗视距内目标的近战武器。无论是近距离格斗还是对抗来袭导弹都能发挥不错的效果。当然激光武器系统能否整合进六代机的机体还受限于技术的发展。现有激光武器实验平台显然是无法直接使用的,激光平台的高功耗和高散热需求或许是比六代机更难跨越的工程技术障碍。
电影“绝密飞行”中的未来战机
    至此,我们可以对未来的六代机总体样式画下一个轮廓。下代战机的体积将比现有战机明显放大至30吨级,双驾驶员,完善的宽频隐身能力,全面的超机动性、兼顾2马赫超巡和2000公里作战半径,先进的航电系统和大容量弹仓。无论是面对现役的五代机还是现代新型防空系统都将拥有巨大的技术优势,成为未来天空的主宰。(来源:凤凰军事 吴雨洪)
 
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