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        從歷代戰(zhàn)斗機核心性能特征看國外六代機發(fā)展方向(上)

        2023-05-09 02:21:40亦林
        國防科技工業(yè) 2023年3期
        關(guān)鍵詞:飛機標(biāo)準(zhǔn)能力

        亦林/文

        在世界各國軍方、工業(yè)界和相關(guān)媒體中,戰(zhàn)斗機劃代是一個長期備受關(guān)注,但迄今仍無明確定論的熱門話題。通過客觀科學(xué)的劃代,將可以按照時間坐標(biāo)軸,對世界噴氣戰(zhàn)斗機的漫長發(fā)展歷程進行簡明扼要的表述,對其期間的復(fù)雜技術(shù)脈絡(luò)進行全面系統(tǒng)的梳理,進而可以從歷代戰(zhàn)斗機紛繁多樣的性能特點中提取核心特征,從其技術(shù)演進的眾多偶然表象中發(fā)現(xiàn)必然因素。在此基礎(chǔ)上可以“溫故而知新”,對世界戰(zhàn)斗機的未來發(fā)展發(fā)揮一定的牽引和指導(dǎo)作用,尤其是對目前國外探索中的第六代戰(zhàn)斗機的能力特征、作戰(zhàn)樣式和技術(shù)需求進行合理預(yù)測和展望。

        對世界戰(zhàn)斗機劃代標(biāo)準(zhǔn)的回顧和思考

        眾所周知,在不同時代、不同國家,乃至同一國家的不同機構(gòu)、廠商、媒體之間,由于各種主客觀原因,對戰(zhàn)斗機代次的定義存在明顯差異,由此造成世界范圍內(nèi)多種戰(zhàn)斗機劃代方式(如蘇/俄五代說、西方舊四代說、西方新五代說)長期并存,進而給相關(guān)工作帶來不少困擾。因此,要對世界戰(zhàn)斗機進行合理準(zhǔn)確的劃代,首先就得對相關(guān)的劃代標(biāo)準(zhǔn)和辨識依據(jù)進行明確界定。隨著各國軍方和工業(yè)界對戰(zhàn)斗機劃代探討的不斷深入,尤其是2005年以來,西方國家在摒棄“舊四代”、改用“新五代”劃分法過程中對先前觀點的修正完善,目前這一問題已經(jīng)日漸明朗。

        由于世界各國研制裝備戰(zhàn)斗機的最終目的是用來執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)并力爭在戰(zhàn)場上克敵制勝,作戰(zhàn)能力在戰(zhàn)斗機的相關(guān)評價指標(biāo)中始終位于第一位,因此在進行戰(zhàn)斗機劃代時,同樣應(yīng)當(dāng)將作戰(zhàn)能力作為首要辨識依據(jù)。也就是說,在技術(shù)水平、體系支持、人員素質(zhì)相當(dāng)?shù)那疤嵯拢梢愿鶕?jù)兩型(批)戰(zhàn)斗機在作戰(zhàn)能力方面是否有質(zhì)的差距,判斷二者之間是否存在代差。對于現(xiàn)代戰(zhàn)斗機來說,決定其作戰(zhàn)能力的因素有很多,但其中絕大多數(shù)均可歸屬到飛機平臺性能(速度、升限、機動性等)和武器系統(tǒng)性能(有效射程、殺傷威力、命中精度等)兩個方面。而在飛機平臺和武器系統(tǒng)這兩方面性能中,前者涉及氣動外形和動力裝置,一旦飛機定型,將很難通過后續(xù)改進來實現(xiàn)質(zhì)的飛躍;后者則主要取決于航電設(shè)備、火控系統(tǒng)和機載武器,相對來說,更容易通過改進升級來獲得巨大提升。有鑒于此,在根據(jù)作戰(zhàn)能力對某型(批)戰(zhàn)斗機所屬代次進行判別時,將重點從氣動外形和動力裝置兩方面進行考察。由此一來,戰(zhàn)斗機劃代標(biāo)準(zhǔn)將會顯得更加明確清晰,可最大程度減少評判過程中主觀因素的影響,尤其可以有效避免部分戰(zhàn)斗機因為武器系統(tǒng)改進升級、作戰(zhàn)能力提高而導(dǎo)致劃代混亂的問題出現(xiàn)。

        美國《空軍雜志》所提出的五代劃分法中的歷代戰(zhàn)斗機代表機型

        例如,美國F-4“鬼怪”和俄羅斯蘇-27“側(cè)衛(wèi)”分別為第三、四代雙發(fā)重型戰(zhàn)斗機的代表機型,盡管前者最新改進型的部分作戰(zhàn)能力(尤其是超視距空戰(zhàn)能力)已經(jīng)超過了后者早期型,但F-4 并不能因此而重新劃歸為第四代戰(zhàn)斗機。因為蘇-27 在接受同等技術(shù)水平的航電、武器升級后,仍可憑借其優(yōu)異的平臺性能,在作戰(zhàn)能力上繼續(xù)保持對F-4 的壓倒性優(yōu)勢;相比之下,F(xiàn)-4 囿于其機體原始設(shè)計,基本不存在僅憑改進升級,就在平臺性能方面趕上、甚至反超蘇-27 的可能,因此其綜合作戰(zhàn)能力仍不能與改進后的蘇-27相提并論。

        國外典型戰(zhàn)斗機劃代標(biāo)準(zhǔn)分析

        目前國外已經(jīng)廣泛采用戰(zhàn)斗機五代劃分法,但是在劃代標(biāo)準(zhǔn)的具體細節(jié)、部分機型的代別歸屬等問題上,西方國家和俄羅斯的“五代”仍不盡一致。即使在美國國內(nèi),目前也存在多個版本的五代劃分法,它們相互之間仍存在或多或少的差異。根據(jù)上述的劃代依據(jù),筆者認為,多年來國外出現(xiàn)的眾多戰(zhàn)斗機劃代方式中,美國《空軍雜志》2009 年10月發(fā)表的一篇名為《第六代戰(zhàn)斗機》的文章所提出的戰(zhàn)斗機劃代標(biāo)準(zhǔn),相對來說更加科學(xué)合理。如圖1 所示,按照該劃代標(biāo)準(zhǔn),自二戰(zhàn)末期以來,世界各國研制的噴氣戰(zhàn)斗機可以劃分為如下五代。

        第一代是指二戰(zhàn)末期開始出現(xiàn)的世界最早一批噴氣戰(zhàn)斗機,其代表機型包括德國Me-262/He-162、英國“流星”、美國F-80和蘇聯(lián)米格-9。這代飛機帶有明顯的試驗性質(zhì),大致相當(dāng)于在傳統(tǒng)活塞式戰(zhàn)斗機的基礎(chǔ)上換裝了噴氣發(fā)動機,沿用了后者的平直機翼布局(Me-262 的機翼略帶后掠角),盡管飛行速度達到了活塞式飛機難以企及的水平,但很難在此基礎(chǔ)上進一步提高。

        第二代是指問世于20 世紀(jì)40年代后期的一批后掠翼噴氣戰(zhàn)斗機,其中最知名的就是朝鮮戰(zhàn)爭中的一對空中敵手:美國F-86 和蘇聯(lián)米格-15。這代飛機由于采用了后掠機翼,有效減小了激波阻力,由此可使換裝噴氣發(fā)動機帶來的優(yōu)勢得到更充分發(fā)揮,其飛行性能較上代飛機有了明顯提升,最大飛行速度已經(jīng)接近聲速。

        第三代是指20 世紀(jì)50-60 年代世界各國大量服役的多型超聲速戰(zhàn)斗機,主要包括美國“百系列”(F-100/101/102/104/105/106)和F-4、F-111、YF-12/SR-71,以及蘇聯(lián)米格-19/21/23/25和蘇-7/9/11/15/17。這代飛機采用了適合超聲速飛行的氣動布局和帶加力的渦噴發(fā)動機,飛行中突破了“聲障”,并且飛行速度/高度不斷攀升,少數(shù)型號甚至達到了“雙3”(速度Ma3、升限3 萬米)水平,對高空高速性能的追求達到了極致。

        第四代是指20 世紀(jì)70 年代初開始服役,至今仍是世界大多數(shù)國家空中中堅力量的一批高機動戰(zhàn)斗機,主要包括美國F-14/-15/-16 和F/A-18A/B/C/D/E/F,歐洲的“臺風(fēng)”“陣風(fēng)”和“鷹獅”,以及俄羅斯的米格-29/35和蘇-27/30/35。這代飛機以能量機動理論為指導(dǎo),不再片面追求高空高速性能,而重點突出中/低空、亞/跨聲速機動性。

        對美國《空軍雜志》戰(zhàn)斗機五代劃分法的修正完善

        第五代是指21 世紀(jì)初開始投入使用的隱身戰(zhàn)斗機,目前國外已經(jīng)列裝服役的僅有美國F-22/F-35、俄羅斯蘇-57 三種機型。這代飛機不僅飛行性能進一步提高,具備超聲速巡航、超機動和高敏捷等特性,更重要的是擁有良好的隱身性能,由此在作戰(zhàn)能力方面與上一代飛機拉開了巨大差距。

        在此劃代方式中,最引人注目的是其中的三代機,它囊括了問世于20 世紀(jì)50-60 年代、傳統(tǒng)上被劃分為兩代甚至三代的全部超聲速戰(zhàn)斗機。這看上去似乎有些不可思議,但實際上這樣做還是很有道理的。因為這批飛機盡管型號眾多、性能各異,但是從平臺性能來看,它們都有一個共同特點,就是仍然在延續(xù)前兩代戰(zhàn)斗機對高空高速性能的追求(這之后的四代機則轉(zhuǎn)向高機動);同時這批飛機在氣動布局、動力裝置、航電系統(tǒng)等方面所采用的技術(shù),也大致處于同一水平(四代機則在這些技術(shù)領(lǐng)域全面更新?lián)Q代),因此將它們?nèi)縿潥w一代也并非說不過去。越南戰(zhàn)爭、中東戰(zhàn)爭等局部戰(zhàn)爭的實戰(zhàn)經(jīng)驗也證明,對于這批超聲速戰(zhàn)斗機來說,盡管其后期型的作戰(zhàn)能力肯定比早期型強,但卻遠沒有達到“橫掃”“碾壓”的程度,總的來看并沒有代的提升,在空戰(zhàn)中前者被后者擊落的戰(zhàn)例也屢見不鮮(如米格-19/21 擊落F-4)。

        根據(jù)該劃代標(biāo)準(zhǔn),歐洲“臺風(fēng)”、法國“陣風(fēng)”、瑞典“鷹獅”、美國F/A-18E/F“超級大黃蜂”、俄羅斯蘇-35/米格-35 等部分20 世紀(jì)90 年代后入役的戰(zhàn)斗機,盡管與美國F-22 同期研制,作戰(zhàn)能力也較早期四代機明顯提高,但與以F-22 為代表的五代機仍有著很大差距,尤其是不具備隱身這一核心性能特征,因而被認為比五代機所代表的技術(shù)層次低0.25~0.5代,為此專門為這些飛機設(shè)置了4+和4++(或稱4.5、4.75)兩個子代。

        考慮到此劃代標(biāo)準(zhǔn)公布時間較早,其中部分信息已略顯過時,為此筆者對其做了一定修正完善。在修正后的劃代標(biāo)準(zhǔn)中,筆者參照四代機被細分為三個子代的做法,將其中的三代機也同樣細分為3、3+、3++三個子代。這主要是因為這代飛機在發(fā)展過程中,從平臺性能來看仍表現(xiàn)出較為明顯的階段性:飛行速度由低超聲速逐步提升到Ma2 以上,飛機平臺由輕型制空/截擊逐步轉(zhuǎn)向中/重型多用途。此外,這一時期出現(xiàn)的兩種具備“雙3”性能(飛行速度Ma3、升限3 萬米)的高空高速截擊/偵察機(美國YF-12/SR-71 和蘇聯(lián)米格-25),由于飛行性能和功能用途均比較另類,筆者為其單獨設(shè)置了一個子代。

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