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中國AMF隱身作戰飛機:沈飛的中型四代機揭密

(2012-07-02 13:45:15) 下一個

中國AMF隱身作戰飛機:沈飛的中型四代機揭密

作者:小飛豬
    端午節前,一種神秘飛機的出現在網絡上,根據種種跡象表明,它極有可能就是傳說中的我國AMF隱身作戰飛機。

     從圖片來看,AMF應該是一種常規布局的雙發戰鬥機,從它的路線來看,應該是從沈陽到西安,一般估計這應該是一件靜力破壞試驗機,因此似乎可以認為AMF就是沈陽飛機公司的F60型戰鬥機。它是一種中型隱身作戰飛機。
    AMF首次出現在中航工業的新聞報道中,今年出現了AMF重要部件-降落架完成的消息,表明AMF的設計已經凍結,進入部件製造階段,而中航工業的工作總結也出現了在AMF項目中建立總會計師的說法,這是我國首次在型號研製中建立總會計師係統,這表明中航工業在AMF項目投入了資金較大,這也表明中航工業對於這個項目的重視,而此次這架試驗機的出現讓外界能夠對AMF項目管中窺豹。

    從運輸的卡車和旁邊的奧迪A6L轎車推測,這架飛機的大小應該和陣風差不多,相信應該是一種中型的作戰飛機,許多人可能會奇怪,為什麽AMF會是一種雙發中型作戰飛機?實際上我們看一下,目前幾種同類的作戰飛機項目,如印度的MRCA、韓國的KFX,這些飛機都是雙發中型作戰飛機,造成這種現象的一個原因還是要從這些飛機本身說起,我們知道,隨著飛機結構越來越複雜,飛機設備越來越多,所以現代作戰飛機體積和重量是呈現增加趨勢的,舉個例子,同樣是高低搭配,F-16就要比米格-21要重的多,相應的作為第四代飛機的低檔作戰飛機的尺寸和重量要比以前的作戰飛機有所增加也是非常正常的事情,最明顯的例子就是F-35的空重幾乎達到了三代重型戰鬥機的水平。

    那麽AMF為什麽不是象F-35那樣是一種單發戰鬥機?我們知道第四代作戰飛機最大的特點就是采用了隱身設計,而隱身設計一個最重要的措施就是采用了內裝彈艙,這是因為外露的武器不但是本身增加了飛機的RCS,並且雷達電波還會在機身和武器之間多次反射,形成互反射效應,進一步增加飛機的RCS,以目前戰鬥機主流配置4枚中距空空導彈和2枚近距空空導彈來計算,飛機的彈艙的長度至少要達到4米,寬度應該在3米,深度應該是1米左右,但是彈艙內置一個重要直接的後果就是增加了飛機長度和體積,這是因為需要在機體內部找到足夠的空間來安裝這些武器,在此之前,這些武器可以掛載飛機的機翼或者機身下麵。飛機長度和體積的增加也會導致飛機重量的增加,這也是為什麽我們看到的四代低檔作戰飛機,雖然低但是不輕的原因。

    彈艙除了直接影響飛機的長度外,還會產生了與油艙爭奪空間的問題,我們知道為了避免對飛機重心影響過大,降低飛機的飛行性能,同時為了提高安全性能,一般飛機會將油艙放在機身中央的位置,由於這個位置飛機的橫截麵最大,所以彈艙一般也會安裝在這個位置,這樣兩者就會產生矛盾,要麽為了保持航程而減少武器的掛載,要麽為了保持飛機的火力而降低燃料容積,實際上考慮到隱身飛機具備較好的突防性能,特別適合在對方縱深作戰,因此隱身飛機一般選擇較小的彈艙來保持飛機有足夠的航程,象F-22這樣的飛機,最多也不過掛載6枚AIM-120C空空導彈和2枚AIM-9X近距格鬥空空導彈,掛載重磅空地導彈能力較差,這也是隱身飛機一個共同的缺點。

    另外彈艙的存在還增加了飛機的橫截麵,因為機載武器一般隻能采用直線排列的方式,所以我們看到F-35的時候,會有這個飛機很“肥”的印象,這樣就增加了飛機的波阻,影響飛機波阻一個重要的參數主濁飛機橫截麵和機翼麵積之比,這樣就降低了飛機的超音速性能,一個改進的方式就是加大飛機的機翼麵積,但是這會增加飛機的重量,比較簡單和直接的辦法就是增加飛機的推力,考慮到四代飛機的較大的體積和重量,所以它所需要的推力也十分驚人的,所以F-35的F-135是目前推力最大的軍用渦扇發動機,也就是說F-35的單發完全是建立在F-135優秀的性能之一,其他國家很難研製出F-135這樣的發動機,隻好接受現實,用兩部發動機來替代,目前主流的中推F414它們的推力在90千牛以上,兩部的推力與一部F-135相近。

    確定AMF是雙發結構,那麽它的發動機顯然是一個令人感興趣的話題,甚至是我們討論AMF的前提和基礎,根據國外資料,目前國產中推渦扇發動機是渦扇-13,它的性能與F-404和RD93相近,推力在80千牛級左右,將會替代RD93成為JF-17的動力,但是性能低於F414,因此對於AMF來說,如果使用渦扇-13,可以保證飛機能夠飛起來,完成早期一些參數的試飛,但是要想達到一定的戰術技術性能,恐怕還要提高到F414甚至改進型的水平,實際上我國在珠海航展上說曾經展出過95千牛級的渦扇發動機,因此筆者認為這個渦扇發動機可能才是AMF真正的動力,根據國外同類飛機的經驗,AMF最初可能會有渦扇-13甚至RD-33進行試飛,然後換裝95千牛級的中推設計定型。

    由於運送的飛機不完整,並且被包得非常嚴密,不過可以大致推測這架飛機是一架常規布局的飛機,結合從F60的圖來看,這是一件雙發單座飛機,外形采用了波束控製理論來設計飛機的外形,由於飛機的主要邊緣平行,這樣可以把照射飛機的雷達電波控製在少數幾個角度之內,大多數角度內的回波信號很弱,這樣對方雷達隻能接收到閃爍的信號,不容易識別和跟蹤,飛機采取其他的隱身措施還有采用菱形機身,機身上、下部分分別向上和向下傾斜,這樣主要是折射側麵的照射電波,這樣就可以降低側麵雷達對於飛機的威脅,同時機頭兩側的十分重要棱邊,在大迎角的時候還可以產生和控製飛機的機頭渦,有助於提高提高飛機的失速和大迎角飛行品質。飛機的雙垂尾向外傾斜,同時可以滿足開側麵雷達的要求。另外還對尾噴口一定程度上的遮擋。另外飛機也采用了BUMP進氣道,從進氣口在機身的位置來看,應該也采用了S形設計,這樣對方雷達電波不容易直接照射發發動機,它是繼殲-20、FC-1和殲-10B和海軍型JL-9之後,又一種采取這種進氣道的戰鬥機,BUMP進氣道的優點就是結構簡單、重量輕,並且隱身性能好,這種進氣道在型號大規模運用也表明我國航空工業已經充分掌握了這個技術。

    不過筆者注意到F60有一個細節,它就是它的進氣道前掠,這個設計的目的可能是將氣流兜住,以提高飛機大迎角狀態下的進氣能力,但是它還有另外一個不那麽容易說出口的作用,那就是降低飛機的隱身能力,因為根據波束控製原則,飛機的主要邊緣不平行就會增加飛機的反射波束,從而提高飛機的RCS,大家可以注意一下F-22和F-35,就會發現前者進氣道、機翼和尾翼前緣都是平行的,而後者進氣道前掠,因此破壞了機身主要邊緣平行布局,相應的它的隱身能力顯然要低於F-22,原因和F-60都是相同,隱身技術對於中美兩國來說,既是戰場製勝的利器,又是市場競爭的法寶,作為出口型戰鬥機,必須考慮到潛在對手接觸到這些飛機,通過相關技術手段同,對於本國飛機設計能力進行推測和分析,從而泄露自用戰鬥機的性能,所以這樣的處理措施也是在情理之中。另外一個隱身飛機研製國家俄羅斯雖然同樣也在進氣道打主意,從相關照片來看,T-50的進氣道注意比較簡單,顯然會影響飛機的RCS,所以最近有消息指印度對於T-50的印度型-FPGA不滿意,其中隱身能力沒有達到印度空軍預先要求就是一個重要的原因。

    盡管飛機進行了包裝,但是似乎可以看到它的前緣後掠的梯形翼,不過後掠角似乎不大,應該在40度左右,這是因為邊條渦對於機翼產生的幹擾隨著飛機前緣後掠角的變化而變化,一般認為在40度的時候達到最大,一般采用邊邊翼布局的飛機,其機翼前緣後掠角度都在這個範圍之內,如F-16為40度,而米格-29是42度左右,另外筆者注意到飛機的根梢比較大,也就是說整個飛機的機翼給人非常尖的感覺,這樣的設計主要是減少機翼彎矩,減輕飛機的結構重量,同時飛機還采用了一個尾錐,不過尾錐長度較長,采用尾錐一個是增加飛機噴口的距離,降低兩部發動機之間的幹擾影響,從而減少這種幹擾對於飛機的淨推力的影響,同時降低飛機的阻力,另外還可以增加飛機的長度,更好的從麵積律來設計機身。總體來看,AMF在性能上可能更多的兼顧的中低空、速度下的空戰格鬥能力,對於超音速攔截能力可能要求的較少,這可能和它的市場定位有關,對於那些國家來說,由於國土麵積有限,可能飛機還沒有達到最大速度就接近邊界了。

    根據我國近年來航空電子、機載武器的發展,AMF會采用我國新一代綜合式航空電子係統,以光纖數據總線為骨幹,綜合處理係統為核心,能夠將飛機探測、導航、CNI、外掛管理、顯示統一到一個處理係統之中,提高飛機的信息取和分析的能力,座艙可能會采用613所推出新一代整體式座艙顯示係統,可以提供飛行員更好的戰場態勢感知能力,機載雷達會配備國產機載AESA火控雷達,根據它的機頭大小,它的TR模塊可能會在1000個左右,根據國產TR模塊的技術水平,每個功率10W,效率在30%,工作比在10%,那麽它的峰值在3KW,平均功率1KW,估計對於RCS=1的目標大約可以提供100公裏左右的探測距離,對於三代大型機如F-15、蘇-27可以達到200公裏,再憑借隱身優勢,應該說這個交換比還是比較可觀的。機載武器方麵估計會用國產SD-10主動雷達製導空空導彈和新一代格鬥空空導彈,對地武器受彈艙所限,更多會使用國產飛騰係列小直徑炸彈這樣的武器。

    筆者認為AMF和其他中型四代機一樣,有個問題可能難以回避,那就是載油係數,前麵說過我們知道由於機身內部增加了一個彈艙,不可避免的會影響飛機的載油,而四代機采用了隱身設計,結構重量較大,那麽飛機的載油係數不可避免的會降低,同時由於隱身設計,它又不能使用外掛的副油箱,因此在僅使用內油的情況下,它的航程、作戰半徑和滯空時間恐怕難以被看好,實際上這也是以前許多人質疑中型四代作戰飛機一個主要原因,不過考慮到它的潛在市場是中小國家的空軍,這個缺點似乎也可以接受。

    AMF的研製,表明我國已經有能力為國際市場提供一種隱身飛機,這樣打破了美國對於隱身作戰飛機的壟斷,它的意義已經超過了飛機的本身,我們知道F-35已經成為美國控製他國軍事力量的工具,美國人以防止隱身技術外泄為由,拒絕向他國提供F-35的技術,這樣其他國家的空軍就無法對自己的F-35進行大修,隻能送到美國人控製的區域維護中心去,而AMF的問世,讓這些國家多了一種選擇,通過武器來源的多元化降低美國對於本國軍事力量的控製。

    因此AMF的研製,不但標誌著我國軍機出口能力將會有一個大的飛躍,也有助於國際環境和地緣政治向有利於我國的方向發展。

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