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晨枫:米格29综合症
关键字:如何防范“米格-29综合症”?
米格-29的故事差不多要翻页了,但米格-29综合症不会过去。这对试图实现接近重型战斗机的空战能力的中型战斗机是很现实的问题。
对于中国空军来说,在重型、顶级的歼-20之后,急切希望有一架成本显著降低,但性能(尤其是空战性能)相对接近的中型四代战斗机。要求具有超巡、高机动能力,强调超视距空战能力,有较大的航程。有说法空军称其为轻四,但达到隐身、超巡、大航程并擅长超视距空战的战斗机几乎不可能是轻型的,称其为轻四只是情怀而已,实际上几乎肯定是中四了。沈飞的“鹘鹰”(包括最新的2.0版)是否能满足中四要求还不清楚,但中四是否能从本质上跳出米格-29综合症,这是一个大问题。
“鹘鹰”必须要考虑多用途性能,所以决不能成为四代米格-29
据信中四内定采用WS19,加力推力可能达到100千牛级,推重比达到10。有说法重中之重的大推力WS15的研发不顺利,并非重点的中推力WS19的研发反而高歌猛进的话,这比较费思量。假定这是现实,并且中四采用双发,要保证足够的空战机动性的话,加力状态下的战斗机推重比不应低于1.05,也就是说,战斗机正常起飞重量(或者作战载荷重量)不得大于19500公斤。要达到超巡的话,军推状态下的战斗机推重比不应低于0.7,也就是说,WS19的军推推力要达到66.7千牛级。参照通用电气F414-400,加力推力97.9千牛,军推57.8千牛,发动机推重比9。换句话说,WS19达到相当高的技术水平了,而中四的重量介于F-18经典型和F-18E之间。
如前所述,轻型/中型战斗机的空重系数略高于重型战斗机。参照F-22的情况,中四的空重系数可能在70%左右,空重约13600公斤。如果需要六中二近的带弹,需要至少1500公斤的外挂武器和炮弹重量。这样,即使不算飞行员和其他重量,机内燃油只有4400公斤,燃油系数只有22.6%,比米格-29还低。即使超载起飞,依然只解决出击航程的问题,在战斗空域的留空时间和返回航程还是要靠机内燃油,因此作战半径依然局促,不可能达到中国空军“攻防兼备、首战用我”的要求。
另一个路子就是大大降低对战斗机推重比的要求。如果从1.05降低到0.9,可以把正常起飞重量提高到接近23000公斤,这是F-35A的水平了。如果空重维持不变,还是13600公斤,则可以有效地把空重系数压低到59%,把燃油系数从22.6%提高到34.3%。当然,空重是不可能不增加的,但降低推重比、提高正常起飞重量对“解放”燃油系数是有显著作用的,F-18、F-18E、F-35就是这样的,代价是空战机动性能相应降低,超巡则免谈了。
F-35以其机动性能和巡航性能重新定义了四代机
歼-20的初期型用推力不足的发动机达到一定的超巡和高机动,给人们带来错觉,似乎大推力、高推重比的发动机并不重要。鸭式布局的天然优势是超音速阻力低,菱形截面的机头侧棱、鸭翼和小边条带来高机动,这才有歼-20的“奇迹”,但真正的超巡和高机动依然需要WS15。鸭式与正常布局的优劣是另一个话题,但正常布局的超音速阻力较高,F-22需要用中等后掠角的大面积机翼获得需要的高机动,苏-57需要大型可动边条,都进一步增加阻力,难以复现这样的“小马超跑”的奇迹。
把中四放大到准重四的话,更加宽敞的机体可以容纳更多的设备和燃油,但成本也将显著提高。所谓战斗机的成本已经由航电和软件决定、战斗机重量已经不重要,这是不对的。不说别的,更重的战斗机需要更大推力的发动机才能达到同样的推重比,而更大推力的发动机的成本呈指数增高。更大尺寸的复材机翼的气动弹性问题也更大,对设计和制造的要求更高,更大构件的加温加压整体固化也比小尺寸的成本明显增加。更重的战斗机的日常燃油、航材消耗也更高,维修费用更高。各国在认识到航电与软件对成本的影响之后,依然竭力控制飞机总重,正是为了避免雪上加霜。
另外,接近歼-20重量的准重四在定位上难以与歼-20拉开,在成本上也不可能相差多少。更合理的选择是在后续改型、升级中完善歼-20,扩大生产规模,形成规模经济效应,而不是另外研制和装备似曾相识的准重四。把歼-20定位于对地攻击而准重四定位于防空制空,更是不顾现实的想当然。歼-20从来就是定位于防空制空的,退居二线转入对地攻击是很久以后的事情了。中国的第二种四代战斗机只能是中型。
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