第4代战机也需系统支援并非无所不能

2011-08-08来源 : 互联网

蔚蓝的天空中,接连呼啸而过的以***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***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。***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****的兵器,也不是“*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。***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***战机。

显形与隐形

很容易成为“孤*的鹰”

对***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*要的一条,即低可探测性或甚低可探测性。这是*突出、*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。

***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**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*控系统的电磁信号,而成为“沉默的鹰”“孤*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。*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,***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***战机的*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,*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*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,*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***战机和未来飞行器的总体发展方向和可能性。

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