從空戰制勝機理演變看未來戰機發展趨勢
作者殲11後期型號、殲15、FC31等型號總師孫聰。
關於未來戰鬥機發展的若干討論
作者梟龍、殲20總師楊偉。
高性能戰鬥機與引擎協同設計關鍵技術
高性能協同作戰無人機的發展與思考
作者殲10C、殲20副總師,成飛剛剛首飛的型號總師王海峰。
PS:這幾位總師的文章中仍然使用的是傳統的四代劃分法,
也就是將F-15這代劃為第三代,F-22這代為第四代。
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不論成飛的新機是笨重的轟炸機,亦或是超越雙三(3馬赫3萬公尺)的隱身黑鳥這類迷思這些天都很多。
小弟梳理一下從這麼多年各路多次事後驗證準確性的信源所發的信息。
1. 成飛新機是轟炸機/戰斗轟炸機的迷思——實際上當初殲20的2001號出現時也有類似的說法。而如今即便美軍的各路報告和公開刊物也不再將殲20稱作戰鬥轟炸機。如果說殲20早期被當做轟炸機還算是對技術追趕者的某種優越感下的誤解。那麼對成飛新機的“轟炸機”定義就更像是傳統思維遇上新概念後的刻舟求劍。好比50年代初的飛行員如果被告知,十年後會有一台最大起飛重量是F-86整整三倍的新一代戰機出現,他也可能會以為那是一架轟炸機。
2. 成飛新機是雙3甚至更高指標的超級高空高速機的迷思——從王海峰總師在《航空學報》的文章,以及更早的楊偉總師关于下一代戰斗機或者說空中作戰體係的文章來看,至少以F-22/F-35/殲-20/殲-35/Su-57為基準再往後展望的下一代戰機,在中國各路核心專家的觀點中,並不需要突出單機過強的高空高速性能。比起實現3萬米3馬赫的指標,實現經典超音速巡航速度(比如1.6-1.7馬赫)下遠大於F-22這代戰機的航程,從而實現超音速巡航下的大作戰半徑和打擊範圍,以及作為有人/無人結合作戰體係下的信息節點具備更長的滯空時間都要更符合作戰想定的需求。實際上,美國人2015年曾經發表的下一代戰機想定文章也從側面突出過類似的要求。
3. 結合各路信息來看,成飛的新機更可能突出的是以下幾個特征:
a. 上文所述的1.6-1.7馬赫或者類似速度區間下,遠超5代機的航程和作戰半徑。極速大概率是2馬赫多一點。
b. 類似美國經典六代機(NGAD早期和FA-XX)概念的全向隱身能力。
c. 遠大於五代機的機頭直徑和機體空間所帶來的雷達及航電設備的安裝空間。由此帶來態勢感知/信息交互能力和電子對抗能力的空前提升。
d. 結合前三個特征下,又有遠大於五代機的機腹彈倉尺寸,除了可以容納更大的對地攻擊彈藥之外,當前只能由殲16或者殲20等大型機外掛的PL-17這類超遠程空對空導彈也可以由內置彈倉攜帶發射。未來的其他更先進超遠程對空導彈也是同理。這可能給新機帶來更隱匿狀態下實現遠程點穴穿透式製空作戰的能力。
e. 在殲20S上經行過大量測試的有人機操控無人機以及有無人機協同能力,會在成飛(也包括沈飛)新機上得以進一步進化。這一條從這些年各路論文和各種軍事報道已經可以窺見諸多端倪,看過最近幾屆珠海航展的也多少能感受到這類技術的突飛猛進。(可惜孝瑋哥對此的印象停留在了2018年)。未來的新一代空中作戰體係,諸如忠誠僚機這類產物可能只是個起步和開始。
f. 三發確實可以理解為要滿足如此多新需求下,機體不可避免變大之後的妥協,實際上如果按照50噸的最大起飛重量來算,按照三台太行C的數據,可以提供0.85的推重比。按照三台渦扇15被引用最多的數據,則可以提供至少1的推重比。至於這一代新機服役周期中後期可能用上的其他發動機能提供的推比就不去討論。 但必要的推比只是需求的一環。三發的另一個重要原因是,新機如上文所述那些遠超過往的雷達及航電設備需要的巨大電力。即便是兩台F135那樣的發動機也未必可以在保證飛行性能的前提下滿足需求。
——實際上,用傳統觀念來判斷成飛新一代機已經不合時宜。中國人對新一代機的定義是“新一代空中作戰體系中的核心平臺”,而非傳統概念上的任何“xx機”。
具體點說,哪怕就沿用傳統的視角,在未來的空戰想定下,一款具備全向高隱身性和長時間超音速巡航能力的戰機,其武器係統可以兼具對空對面多重作戰本來就是個基本特征或者說基本需求。以此來細分戰鬥機/戰斗轟炸機已經是舊時代的觀念。未來很大概率不會再有專職對空的有人主戰機型。
其次即便成飛新機粗略計算擁有300kg/㎡這種相當優秀的翼載荷,但仍有很多人認為這款機會比較笨重。誠然用延續自二戰的咬尾狗斗去衡量五代和更新一代的戰機作戰場景和能力本就已經沒有太大意義,但真要說到狗斗 ,如果一款四代機能夠發現新型戰機,並且躲過幾百公裡範圍內多波次的超視距打擊,一路閃轉騰挪接近到新概念戰機的視距范圍,且不說是否真的就能咬住敵機,在進入視距那之前恐怕還有複數在核心敵機外圍的空戰無人機要面對,而無人機是不存在+9G/-3G的限制的。
正如一架航炮時代的明星戰機米格15或者米格17,如果論亞音速狗斗性能,未必會輸給F-35。但用斗獸棋的方式來看,米格15(假設能知道F-35的位置)要跟F35進入狗斗之前,要先面對AIM-120C/D可能兩三個波次的打擊。而終於進入視距范圍的時候,正準備大展拳腳的米格15還要先面對AIM-9X。
正如格斗彈逐漸替代航炮成為空戰主力彈藥,中距彈又逐漸替代格斗彈成為空戰主力彈藥一樣,遠程和超遠程彈也正在開始替代中距彈成為未來空戰主力彈藥。
時代變了,觀念是需要跟著變的。
順帶提一嘴沈飛的新機:
0.其實比成飛的新機首飛要更早一些。
1.和成飛的設計理念有很大差別,大概率兩機不是競爭而是搭配互補關係。
2.但在高度強調有無人機協同作戰能力和高態勢感知能力上,沈飛新機和成飛新機走的是相同的路線。沈飛曾經在殲16平台改裝的測試機上展示過的“空戰AI”大概率會在新機上得到更多的發展驗證和實用化,並且以中國的軍工體製特性,這一技術也可能共享給成飛和其他廠所。
3.和成飛新機一樣突出全向高隱身性,但沈飛新機仍較為保留傳統意義戰鬥機的亞音速高機動性能,在此基礎上做到比殲35等型號更強的超音速巡航能力。相較於成飛的新機,沈飛的新機彈倉尺寸會小一些,優先突出對空作戰的大載彈量,兼顧對地對海作戰能力。
4.沈飛新機是“海空孿生”,設計之初便考慮了艦載需求。新機尺寸實際比殲20略大一丟丟,三維尺寸可能類似Su-32FN的塊頭。一種說法是會適配已經開工的十萬噸級核動力航母,另一種說法是除了十萬噸核航母外,至少還會適配福建號和另一艘也已經開工的福建姊妹艦。當然在殲35海軍型還沒有正式官宣的情況下,沈飛新機上艦應該是相對比較久遠的事——不過,小弟2017年在知乎回答關於“台灣可能獲得210架F-35”問題時提到,如真有此事則交貨期不會早於2030年,而2030年中國六代機可能已經飛了。現在看來小弟的預估還是略顯保守,所以樂觀的看,沈飛新機在未來殲35海軍型官宣服役之後的個位數年份內出現在航母上也不是不可能。