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空军教授称第4代战机也需系统支援并非无所不能

排行榜 收藏 打印 发给朋友 举报 来源: 解放军报   发布者:黄尊文
热度133票  浏览627次 【共0条评论】【我要评论 时间:2011年8月08日 13:24

F-35战斗机

  新闻提示

  蔚蓝的天空中,接连呼啸而过的以第四代战机为代表的新型战机,带着强大的冲击波,再次成为人们关注的焦点。

  各国围绕新型战机紧锣密鼓的研发、试验,也屡屡成为各媒体的热点话题。

  热新闻更要冷思考,选择一种战机,就是选择一种思维方式。空军一航院黄尊文教授关于第四代战机的哲学思考,给人启迪。

  ■总系统与子系统

  高手也需要“左右逢源”

  战争是体系的对抗。飞行器作为战争体系中的一种兵器,主要包含航空器、航天器和空天器三大部分。第四代战机只是航空器中的一个子系统。它的研发和列装,固然代表一个国家的科技水平和作战能力,但它绝不是无所不能的兵器,也不是“独行侠”。

  我们必须把它的作用,放在总的战争体系中理解和运用,研究它与其他兵器装备之间的关系。系统的本质是关系,没有关系不能构成系统。第四代战机,不是一个机型,也不是一个机种,而是航空器中的一个子系统。它不仅包含重型歼击机、轻型歼击机、歼击轰炸机,甚至还包含轰炸机。

  美军的F-22与F-35,其功能与性能,是互补的。有些国家只购买F-35,美国不卖F-22,则无法取得制空权,F-35就很容易被对方击落。但是F-22的对地攻击能力不如F-35,且不具备短距离或垂直起降的能力。

  其实,F-22要获得制空权,还必须靠航天器和未来的空天器的支撑和援助,更不要说各种传感器系统和远程雷达了。

  高手也需要“左右逢源”,没有系统优化的观点,将无法研发真正具有战斗力的第四代战机。

  ■显形与隐形

  很容易成为“孤独的鹰”

  对第四代战机的主要性能指标,各种提法虽不尽一致,但是隐形都列为首要的一条,即低可探测性或甚低可探测性。这是最突出、最重要的一项指标。

  四代机的基本气动构形,尽量减少雷达反射面;采用“S”形进气道,是为了减少压气机叶轮对雷达波的反射;采用内置弹舱和油箱,同样是为了减少外挂的反射;为了隐形,B-2轰炸机和X-47无人机甚至去掉了垂直尾翼;要求飞机在不打开加力的状态下能够进行超音速巡航,也是为了隐形——因为打开发动机加力后,喷管的红外辐射会明显增强,降低飞机的红外隐形的性能;F-22采用矩形喷口,也是为了提高飞机的低可探测性……

  从辩证的观点看,飞机的隐形也是相对的,有条件的:在隐形方面有所得,在其他方面就会有所失。以上说的这些隐形措施无不是以影响飞机的速度、航程、机动性、载弹量等要素为代价的。

  随着雷达发射和接收技术的发展,四代机的隐形性遇到了越来越多的挑战。利用等离子体发生器,使流过飞机周围的气流电离,也可以对电磁波的探测起到隐形作用。

  第四代战机还利用蒙皮的特殊涂层,来起隐形作用。目前使用的涂层大致有四种,即:吸波型、干涉型、谐振型和放射性型等四种。其中放射性型涂层,就是利用放射性同位素能使表层气流电离,形成吸收电磁波的等离子体屏障。

  由于涂层在高速气流作用下会产生磨损,必然增加飞机的维修难度和时间,进而影响飞机的出勤率和使用成本。据称F-22飞行一小时的成本为4-5万美元,飞行一小时,维修时间长达30小时!

  目前,在作战指导思想上,有两种观点:一种是主张增加飞行器自身的隐形功能;另一种是主张干扰、摧毁对方的探测系统,如利用能搜索雷达发射机的反辐射导弹或磁爆弹;或者利用大功率、宽频带的电子干扰机实施强力干扰。

  后者,对小国、对局部战争的可行性较高,但对大国,数百万乃至上千万平方公里的疆域,则根本无法全覆盖。而且还有一个“怪圈”:干扰机的发射功率越大、带宽越宽,则被对方空天或地面反辐射导弹击中的可能性也越大。

  前者,自1999年F-117被击落后,各国对新式雷达,尤其是无源被动式电磁探测系统的研发进展很大,迫使具有一定隐形功能的飞机,不敢轻易发射通讯和火控系统的电磁信号,而成为“沉默的鹰”“孤独的鹰”。

  总之,对于隐形和显形的利弊,也是一分为二的,必须辩证地思考和对待。

  ■速度与机动

  未来到天空“打水漂”

  飞行速度与机动性,往往是矛盾的。最简单的例子,就是速度越大,越不容易转弯。速度与机动的矛盾,各代战机都存在,第四代战机只不过由于空气分离流理论的运用和矢量推力发动机的出现,而显得更有特色,更引起关注。

  第一、二代战机主要运用附着流理论或层流理论。后期的第三代战机开始引进运用分离流理论或涡流、湍流理论。随着三元分离流理论的发展和运用,随着发动机推力的增加和矢量喷口技术的完善和改进,飞机的机动性还可能有大幅度的提高。如果必要,甚至可以为实现三“零”特技创造条件,即“零”半径斤斗、“零”半径转弯、垂直向上的“零”速度横滚。

  F-35的垂直起降,就是“零”空速的起飞和着陆,不是靠空气动力和舵面,而是靠机体上的几对喷嘴(喷气舵)来控制飞机的平衡和姿态,难度很大,还要考虑陀螺效应。此外,对起降区的场面,要求也很高,必须能承受高温、高压气流的冲击。

  从仿生学的角度来研讨,战机的机动性发展空间还很大。如苍鹰在空中搏击时,翅尖全都张开,充分运用了扑动后气流的涡动力;蜻蜓则能正着飞、退着飞、横着飞,其翅面不是流线型的,是折面,靠扑动和振动飞行,翅面上气流的运动十分复杂;苍蝇飞行中许多转动都是“零”半径的,如此等等,令人惊愕。

  当然,这些动物的飞行速度都很低,而第四代战机的最大速度可达2.5倍音速,实施超高级的机动飞行就困难多了。

  对于未来的空战,各国除了普遍重视隐形之外,速度和机动性一直都是关注的焦点。美军战机强调“先敌发现,先敌攻击”,速度上要求快,如SR-71可达3倍音速;对于机动性则强调“让导弹去转弯”。俄军战机更侧重空气动力和机动性,超视距攻击和近距格斗一个也不能少。

  20世纪90年代初,俄苏-27战机应邀赴美与F-15对抗演习,两次获胜。其原因就是苏-27的垂直机动性强,在上升阶段就有能力加速,然后急转弯占据有利的攻击位置,而F-15需要平飞一段,才能强拉,垂直机动不占优势。

  但是,在海湾战争中,米格-29升空后不到4分钟,就被F-16击落。因为,F-16有卫星、预警机、地面远程雷达的信息支持,先发制人。

  目前关于F-22可能停产的消息屡屡见诸报端,姑且不论这消息的真伪,即便是真要停产也没必要大惊小怪。撇去战略布局、经济成本、自身技术等方面的原因,最主要的一条是美军还要开发更先进的战机(第五代、第六代)。他们认为独自控制了十多年的隐形优势,已经逐渐丧失,其他国家已经掌握了该技术,并且具有了应对隐形的探测系统。因此,必须创造新的优势。第五代、第六代战机很可能是高于5倍音速的高超音速战机,以便执行其“全球快速打击”战略。

  飞行器以5倍音速以上的速度全程在大气层中飞行是很难实现的,推力、燃料、散热等技术目前都无法解决。这种既能在近地空间飞行,又能在大气层中飞行的飞机有一个全新的名字,叫“空天飞行器”。

  未来的这种飞行器,最理想的飞行状态是在近地空间和大气层之间作“打水漂”似的跳跃飞行。在近地空间运动时高于20马赫,在大气层中运动时高于5马赫。由于其速度极快,所以,隐形、机动等等,也就自然而然地被淡化了。

  目前世界各军事大国都在积极研发高超音速飞行器。但从近年X-30、X-37、X-47、X-51等试验来看,结果并不理想,尚未取得突破性进展。对此只能用中国的大诗人屈原的名句:“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”

  因此,我们必须用科学发展观来估计第四代战机和未来飞行器的总体发展方向和可能性。

  黄尊文

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