從網上流傳的殲-14，看共軍第四代戰鬥機（組圖）

從網上流傳的殲-14，看共軍第四代戰鬥機（組圖）







圖：最近網上流傳的殲-14

在2004年珠海航展上，國產兵器有不少亮點，但國產最新型殲-10戰機的缺席，卻讓不少期待中的軍迷和航空愛好者們再次大大地失望了一回。殲-10的缺席其實是預料之中的事，因為習慣上我國隻在公開場合展示一些外貿型軍品，對我軍自己裝備的那些兵器則一向是諱莫如深。關於殲-10，國內外不少傳媒早已經紛紛報道過。我們暫且不去討論這些傳聞的真偽，但殲-10是一種當代先進的戰鬥機已是不爭的事實，殲－10的推出必將大大提高我空軍的作戰實力。然而，《漢和情報》雜誌特約記者、軍事評論員平柯夫又爆猛料，稱從這次航展上播放的資料錄相及相關人員的談話中已然發現了中國第四代戰鬥機的蹤影。那麽中國第四代戰鬥機究竟是什麽樣呢？本文依據散落的相關資料進行了探尋。




圖1：國產第四代戰鬥機想象圖

作為國防力量的重要組成部分和現代戰爭的關鍵打擊力量，空軍在國防戰略中占有極其重要的地位。空中戰役及空中打擊甚至可以完全決定戰爭的勝負。曆史證明，空中戰役是決定性戰役；空中優勢是重要的戰略製高點之一；沒有製空權就沒有戰爭的主動權。現代戰爭也表明，大氣層已成為高技術戰爭的主戰場之一，發展空中力量、爭奪空中優勢已成為各國國防建設和掌握現代軍事優勢的主要方向。所以，中國在發展壯大的道路上，大力發展空中力量、強化空軍的作戰能力已成為必然趨勢和當務之急。

中國空軍是一支年青的隊伍。中國的航空工業基礎薄弱，資金有限，技術儲備力量不足，這些都是製約中國空軍裝備發展的重要因素。值得慶幸的是，自從上世紀90年代以來，中國的航空工業取得了長足發展，特別是進入21世紀以後，中國的航空工業已擺脫了仿製生產前蘇製戰鬥機的老路子，逐步具備了自主開發、研製現代化戰機的能力，呈現出蓄勢待發的勢頭。可以相信，一旦某些關鍵技術獲得突破，中國空軍的戰機將會立即跨入世界先進水平的行列。

縱觀中國航空工業的發展，基本上走的是小步快跑，邊引進先進技術、邊自行研製進行技術儲備的路子。其中取得了不少成果，也遇到了很多曲折。國產FC-1“梟龍”和殲-10“猛龍”戰鬥機就是中國航空工業的驕傲。這兩種新型戰鬥機已達到了世界第三代戰鬥機的先進水平，而殲-10“猛龍”甚至具備了世界三代半戰鬥機的先進水平，性能十分優良。但是，世界戰鬥機已開始向第四代戰鬥機的水平發展，對中國航空工業來說，要整體達到世界先進水平，仍有一段艱難的道路要走，可謂任重而道遠！

什麽是第三代第四代戰鬥機

相對於陸軍和海軍來說，空軍還是一個比較年青的軍種，但卻是發展迅猛的一個軍種。人類自發明飛機以來才不過一百餘年，而飛機已成為現代戰爭、尤其是高技術戰爭中一支不可替代的戰略力量。軍用飛機已成為現代戰爭中應用最廣、使用頻率最高的主戰兵器。

按世界通用的標準，戰鬥機的使用和發展劃分為三代：噴氣機代替螺旋槳飛機的時代為第一代；噴氣機由亞音速到超音速的時代為第二代；裝備先進的火控係統和良好的氣動性能、具備對地攻擊能力的時代為第三代。而具有超音速巡航能力（不開加力的情況下也能保持持續超音速飛行）、超機動能力（在迎角60－70度的狀態下仍能保持持續控製）、隱身能力（能躲避對方雷達追蹤且具有1平方米以下的雷達反射麵積）和超視距導彈攻擊能力的戰鬥機為第四代戰鬥機。





圖2：美F-16戰鬥機是典型的第三代戰鬥機，其多與度電傳操縱係統、腹部進氣、大邊條翼、前後緣襟翼及翼身融合等都是第三代戰鬥機的點型技術特征



目前，各國空軍的主力戰機大多是二代半或三代戰鬥機，隻有為數不多的軍事強國裝備有三代和三代半戰鬥機，並且正向四代戰機發展。在未來的幾十年裏，世界先進空軍國家主要裝備的仍將是三代和三代半戰鬥機。第四代戰機要完全取代第三代戰機，仍需要在技術和成本上付出巨大的努力。所以，在審視第四代戰鬥機的時候，對第三代戰機的特點有一定的了解也許是非常有益的。

第三代戰鬥機采用的主要技術有：

1．采用以計算機為核心的多餘度電傳操縱係統，對平尾、襟副翼、方向舵、前緣機動襟翼等活動翼麵實施主動控製，因而使飛機的飛行品質得到大幅度的提升 ，機動性能增強。

2．翼根前部采用邊條翼，充分利用氣動旋渦（翼根前部的窄長邊條可在主翼上表麵形成有利的氣動幹擾），顯著增大飛機的失速迎角，為飛機提供額外的渦升力，從而使空交??芰?推鸞敵閱艿玫攪爍納啤?

3．采用機動前緣襟翼（這種襟翼可隨迎角和數的變化而自動偏轉），從而改變機翼的彎度，使之適應不同的飛行狀態，保證飛機在各種情況下均可獲得良好的氣動特征。

4．采用翼身融合體設計（即機翼和機身之間實現圓滑過渡，等於對機翼和翼根進行了整流），顯著減小了浸濕麵積，從而達到降低幹擾阻力和磨擦阻力、提高機身升力的目的。另外采用翼身融合設計後，機翼根部加厚，增強了結構受力，可減輕重量，增加了機體的容積。

5．機身許多部位采用碳纖維和玻璃纖維等複合材料，具有重量輕、強度大、耐高溫、抗疲勞的優點；還可間接改善飛行性能，降低雷達波反射。

6．座艙采用氣泡式設計，可為飛行員提供良好的視野，十分有利於飛行員在視距範圍內盡快地探索、發現目標。

7．采用後傾式座椅，在飛機作大載荷高機動飛行時能夠自動向後傾斜30度，從而使駕駛員的抗過載能力提高0.6g－1.0g。

8．采用力敏感短程側置式駕駛手杆。常規操縱手杆設在飛行員兩腿之間，而這種駕駛手杆則裝在飛行員座椅的扶手上，僅靠手腕的力量就能精確地控製飛行狀態，尤其是在大過載（8－9g）狀態駕駛員隨座椅後仰時，仍能方便地操縱飛機。

9.配用小涵道比渦扇發動機。這型發動機具有推重比大、耗油率低、可靠性高、噪音低等特點，十分有利於提高飛機的機動性能並增大作戰半徑。

10.配備性能先進的雷達和綜合顯示係統，采用數據總線相聯技術，從而使飛機的探測距離更遠，火控係統更完善，自動化程度更高，既減輕了飛行員的負擔，也提高了作戰效能。

11.采用腹部進氣道。腹部進氣具有結構簡單、重量輕、大迎角狀態下進氣效率高的優點。





圖3：美F-22是第四代戰鬥機的代表，其主要特征是采用了有源相控陣雷達、大推重比的渦扇發動機以及隱形的氣動外型。其超音速巡航能力至今還沒有其他機型可出其右



與第三代戰機相比，第四代戰鬥機采用了更多的先進技術，其中主要有：

1.大量使用強度大、重量輕的鋁鋰合金、鈦合金和硬質碳纖維和玻璃纖維複合材料。各型複合材料的使用量將占整機材料的20％－40％。

2.采用新型吸波材料、紅外抑製技術、等離子體隱形技術以及先進的氣動外型設計，使飛機的隱身能力達到極致。

3.采用推重比達8－10的新型帶推力矢量噴口的渦扇發動機，使飛機能夠持續超音速巡航飛行。

4.裝備有源或無源相控陣雷達和紅外／激光／微光綜合探測係統，使飛機探測距離更遠，並可對付多批次多方位的目標。

5.采用全權多餘度數字式電傳操縱係統和先進的故障診斷和警告係統，使飛機的空中機動能力和起降性能更好，安全性更高。

6.采用“玻璃座艙”設計，即用廣角全息平視顯示器、兩至三個陰極射線管或液晶下視顯示器、以及背投式液晶顯示器來取代大部分圓盤式儀表以及頭盔瞄準顯示器，建立了良好的人機界麵，從而為飛行員提供更多的信息和更方便的作戰能力。

7.裝備高精度綜合導航係統、高度自動化的綜合防禦電子對抗係統、敵我識別裝置以及語言控製係統。

8.采用半埋式掛架或全埋式武器艙。

由於采用了以上先進技術，第四代戰鬥機獲得了卓爾不群的先進性能。當然，過多地采用高端技術也使飛機的造價陡增，性價比下降；而且過分強調高新技術，就象是“超前消費”一樣，並非完全適用於當前的作戰需要。如美 F-22的載彈量隻有1.5噸，小於第三代的米格-29（3噸）、F-16（5噸）。所以，在確定第四代戰鬥機的設計指標時，俄羅斯和歐洲采取了作戰能力和技術性能均衡的原則。這一點對我們了解中國第四代戰鬥機很有幫助。


中國第四代戰鬥機的發展

關於國產第四代戰鬥機的發展早有傳聞，2004年珠海航展之後，國產第四代戰機的各種傳說更是紛紛見諸報端。自FC-1“梟龍”和殲-10“猛龍”研製成功之後，中國開始第四代戰鬥機的研製也是順理成章的事。筆者認為，國產第四代戰鬥機的研製發展不太可能是大眾傳說中想象的那樣，是某種全新的革命性設計；相反，中國依然會采用小步快跑的方式，在已研製成功的FC-1和殲-10的技術上，利用一些逐漸成熟的技術，采用改進、改型的方法，使之演變成具有世界第四代水平的國產戰鬥機。在更遠的未來，則將在這一切技術儲備的基礎上，依靠改進、改型所積累的技術經驗，研發一代全新設計的革命性戰鬥機。這是因為：





圖4：國產的新型戰鬥機“梟龍”（FC-1）和“猛龍”（殲-10）還有很大的改進餘地，其改進型可以作為中國第四代戰鬥機的過渡機型和技術儲備



1.中國的航空工業基礎相對薄弱，技術儲備、製造工藝和設計經驗底子差，尤其是航空發動機新型材料的加工製造工藝以及航空電子設備距世界先進水平尚有很大差距。這是公認的中國航空工業發展的瓶頸。

2.第四代戰鬥機將集多種先進技術於一身，要把這些技術整合到一架飛機上，使之相互兼容，並符合戰鬥機的氣動性能要求和未來作戰的需要，需有一定的研製和試驗周期，也需要為之投入大量的資金和科研力量。當前，世界上很多國家（包括那些技術發達的國家），都把以最新開發的先進技術應用於現役成熟機型的升級改造上作為發展思路，並在此基礎上實現由量變到質變的飛躍，使技術儲備達到一定積累時才發展出新一代的作戰平台。這樣做技術風險小，循序漸進，穩妥可靠，特別適合經濟、技術欠發達或財力有限的國家。中國的殲-7、殲-8型飛機的漸進式發展就是很成功的例子。

3.世界上第四代戰鬥機（如美國的F-22“猛禽”隱形戰鬥機和JSF聯合攻擊戰鬥機）已然定型，但是，第三代戰鬥機如F-15“鷹”、F-18“大黃蜂”、俄羅斯的蘇-27和米格-29、法國的“幻影”-2000、歐洲的“狂風”等通過換裝新型發動機、雷達，以及 改進進氣道設計以後，仍然能滿足近一個時期內空戰的需要而延長服役時間。技術密集、造價奇昂的第四代戰鬥機其實並不為軍方看好，很多先進國家也隻是打算少量裝備，真正要完全替代第三代戰鬥機尚需時日。

中國新研製的FC-1“梟龍”和殲-10“猛龍”仍具有一定的發展潛力。如FC-1的肋部進氣布局設計獨特而先進，如果換裝大推重比發動機，進氣口改為矩形而擴大進氣量，進氣道改為S型以遮蔽渦扇槳葉對雷達的反射，以及換裝新型大功率多功能雷達火控係統，采用雙發、雙垂尾改進，其性能必將得到很大的提高。再如，殲-10“猛龍”本身就已具備相當的隱形能力，換裝新型大推重比的推力矢量噴管發動機及新型相控陣雷達的火控係統以後，很容易具備準四代戰鬥機的水平。中國第四代戰鬥機的設計可能不會是全麵飛躍的思路，而可能根據實際需要，達到或超過某些指標而形成自己的特色即可。須知美國的F－22性能確實超前，但那是一種浪費，其很多性能在實際空戰中並不是不可或缺的。

中國戰鬥機要完成向第四代的跨越，必須突破以下幾項關鍵技術。


關鍵技術之一：大推重比航空發動機

渦輪風扇發動機技術是現代高性能軍機必不可少的關鍵技術。與渦噴發動機相比，渦扇發動機熱效率高，油耗低，因而能夠獲得較大的推重比和較遠的航程。這些指標是渦噴發動機無論如何都難以達到的。其實渦噴發動機和渦扇發動機的核心機是基本相同的，所不同的是渦扇發動機是在渦噴發動機的基礎上增加了幾級渦輪，這些渦輪帶動一排或幾排風扇，風扇後的氣流一部分進入壓氣機（內涵道），燃燒後從噴口噴出，另一部分則不經過燃燒，而通過外涵道直接排到空氣中。所以，渦扇發動機的推力是風扇抗力和噴口推力的總和。

中國目前已完全能夠獨立研製開發新型渦輪噴氣式發動機。“昆侖”渦噴發動機就是我國自主開發的中等推力發動機，其技術相當先進、性能可靠，而且性能和壽命周期等方麵仍有很大的發展潛力。因此，在“昆侖”發動機的基礎上發展出一型先進的國產渦扇發動機隻是時間的問題。

據說國產的FBC-1“飛豹”上裝備的發動機是國產的“WS-9”（“渦扇”-9，也稱“秦嶺”），這是英國斯貝MK202渦扇發動機的國產改進型。渦扇-9的生產使中國在航空發動機製造方麵獲得了一定的經驗，為以後的發展奠定了一定的基礎。

國產航空發動機最先進的是渦扇-10／10A型發動機。這是一種采用三級風扇，九級整流，單級高效高功率高低壓渦輪的大推力、大推重比、小涵道比的先進發動機。其結構完整性設計、發動機製造工藝都具有先進的世界水平。其中采用鎳基單晶高溫合金先進材料的渦輪葉片，以及對流、前緣撞擊加氣膜三合一的多孔回流複合冷卻技術使渦輪葉片的冷卻效果提高了兩倍，是一項重大的技術突破。渦扇-10A則是一型帶推力矢量噴管的發動機，推重比已達8以上。有人評論說，渦扇-10的性能要比俄羅斯的AL-31F還略高一籌。筆者認為，在這些發動機的技術基礎上，國產推重比達到10的帶推力矢量噴管的新型發動機會很快裝備到國產最新型戰鬥機上。





圖5：渦扇發動機結構示意圖。我扇發動機和渦輪發動機的核心是基本相同的，所不同的是渦扇發動機是在渦輪前增加了幾級風扇和外涵道，其關鍵技術是渦輪葉片再高溫狀況下形狀的穩定性和結構強度



關鍵技術之二：相控陣雷達係統

提起美國的第四代戰鬥機F-22“猛禽”，人們首先想到的肯定是它那獨特的隱身外形和持續超音速飛行的巡航能力。但是，人們不應忽視了它的有源相控陣雷達係統，正是它賦予了戰機多功能的、對付多批次目標超視距能力。筆者要說，這才是F-22“猛禽”身上最具實戰價值的東西。

那麽，相控陣雷達係統為什麽具有這麽神奇的功能呢？我們還得從頭說起。

我們知道，傳統雷達的工作原理是首先向空中發射一束電磁波束，用機械的方式轉動雷達天線，以使波束掃過一定的區域（天空、地麵或海麵）。當電磁波束與目標相同時就會反射一定的回波，利用計算機對回波進行解算，就能對目標定位和測距了。相控陣雷達與傳統雷達不同的是天線。它是依靠在一塊平麵天線上有規則地排列許多個輻射單元（稱為陣元），利用電磁波的相幹原理，通過計算機控製輸往天線各輻射單元電流相位的變化來改變波束的方向，對一定區域進行掃描，接收單元則將接收到的輻射回波輸入主機，經過解算對目標的方位、距離進行探測跟蹤和定位。因此，相控陣雷達也稱為電子掃描雷達。

相控陣雷達有兩種，一種是有源相控陣雷達，一種是無源相控陣雷達。兩者的區別在於：有源相控陣雷達的天線是一種稱為T/R模組的接收與發射裝置，每一塊T/R模組都能產生電磁波；而無源相控陣雷達則是使用統一的發射機和接收機，外加具有相位控製能力的相控陣天線而成，天線本身不能產生雷達波。有源與無源相控陣雷達在功能上無太大的區別，不過有源相控陣的收發裝置隻有T/R模組，所以結構重量輕，故障率低，即使幾個相鄰陣元出現故障和損壞，也不會對整個係統的性能造成影響。而無源相控陣雷達與傳統雷達隻有天線及處理係統的差別，結構重量、生存率等均不能與有源相控陣雷達相比。因此，有源相控陣雷達是未來戰鬥機機載雷達的發展方向。

與傳統雷達相比，相控陣雷達在性能上有重大突破，主要表現在以下幾個方麵：

1.具有對付多目標的能力。相控陣雷達利用電子掃描的靈活性、快速性和多波束、可按時分割原理，能實現邊搜索邊跟蹤工作方式，可與電子計算機相配合，能同時搜索探測和跟蹤不同方向和不同高度的多批目標，並能同時製導多枚導彈對多個目標進行攻擊。

2.具有多功能性。相控陣雷達能同時形成多個獨立控製的波束，分別用於執行搜索、探測、識別、跟蹤、照射和製導導彈等多種功能。因此一個雷達便具有多個專用雷達的功能。

3.反應時間短、數據更新率高。由於相控陣雷達可同時針對不同方向進行掃描，加之掃描方式為電子控製而非機械轉動，因此反應時間短，資料更新率大大提高。機械掃描雷達因受限於機械轉動頻率，資料更新周期為秒或10秒級，而電子掃描雷達則為毫秒或微秒級，因而更適於對付高機動目標。

4.抗幹擾能力強。相控陣可以利用分布在天線孔徑上的多個單元綜合成非常高的功率，並能合理地管理能量和控製主瓣增益，可根據不同方向上的需要分配不同的發射能量，易於實現自適應旁瓣抑製和自適應抗各種幹擾，有利於發現遠距目標和雷達小反射麵目標，還可提高抗反輻射導彈的能力。

5.可靠性高。相控陣雷達陣列較多且並聯使用，即使有少量組件失效仍能正常工作。此外，隨著固態器件的發展，相控陣雷達的固態器件越來越多（甚至產生出全固狀相控陣雷達），所以平均故障間隔時間增大，即使有10％的陣元損壞也不會對係統的性能造成太大的影響。

6.具有隱形功能。傳統機械雷達的轉動結構會造成相當大的回波，而使用電子掃描的相控陣雷達能使這種影響降到最小。同時，相控陣雷達工作時發射的窄波束會減少被發現的機會，並使對方的電子幹擾係統難以發揮作用。





圖6：相控陣雷達也成電子掃描雷達，它具有同時對付多批次多目標和雷達信號特征小的優點，所以是第四代戰鬥機比選的雷達



中國研製相控陣雷達已有多年，在地對空導彈係統、炮兵偵測係統和新型驅逐艦上已有實際應用。但是機載相控陣雷達必須解決好三個難題：一是T／R模組的體積。一般是28個T/R單元使用一組共用元件，一個模組中共用單元的數量越多越好，但共用組件故障時對雷達性能的影響也就較顯著。所以，兩者必須平衡。二是大功率低壓電源。相控陣雷達的天線陣元要求的電壓不高，但所需電流卻很大。作為機載相控陣雷達係統中的電源，必須可靠性高，體積小，重量輕。三是冷卻。相控陣雷達的天線陣麵上密布著數百上千個T／R模組，熱功率相當高，如何對其冷卻是保證雷達可靠、正常工作的條件。

有源相控陣雷達技術難點較多，而無源相控陣雷達相對來說技術難度較小，裝備比較容易，作為有源相控陣雷達的替代品或機載雷達的低端產品，不失為一種首選方按-2。


關鍵技術之三：新型材料與製造工藝

第四代戰鬥機普遍使用高性能複合材料等新型材料，以降低自身重量，增大發動機的推重比。但是使用新型材料勢必增加製造成本，同時增加部件的加工難度。新型材料一般是指添加了石墨的碳纖維複合材料和添加了鈦、鎂或鋰的鋁合金材料。新型材料必須質量輕，堅固耐用，還要注意盡量降低成本。





圖7：






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通過以上分析，相信讀者應該對國產第四代戰鬥機目前的發展情況有了一定的了解。筆者相信，隨著時間的推移和各項新技術的成熟，中國新一代戰鬥機一定會在不久後衝上藍天。到那時，中國空軍將逐步淘汰殲-7、殲-8係列戰鬥機，而由換裝了國產發動機和航電設備的蘇-27／30、殲-10“猛龍”、“梟龍Ⅱ”／FC-1Ⅱ和“猛龍Ⅱ”／殲-10Ⅱ組成新的陣容，從而成為具有世界先進水平的現代化空軍。





圖10：中國國產第四代戰鬥機想象圖