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纵观全球:第五代战斗机大斗比拼

字号: 2011-10-20 23:24

    如今,在第五代战斗机的发展中,美国始终是先人一步,俄罗斯是中规中矩,中国则是后来居上,而欧洲、日本、印度等国家即是已落后一节。无形之中,让美、俄、中三个国家形成三强鼎立,有利竞争的局面。 

    有人预测,第五代战斗机(相当于美国第四代)将是世界上发展最后一代有人战斗机了,随着未来先进无人机技术和无人作战平台的发展,无人作战飞机很有可能替代有人战斗机,成为未来作战飞机的发展主流,换句话说未来将不会再发展第五代有人战斗机了。而这种说法究竟有多大的可信度呢?有专家认为,总体来看未来第五代战斗机的发展,不外乎三个方向,即无人战斗机、空天飞机和智能化水平比第四代更高的有人战斗机。但多数专家指出,在2050年之前,无人战斗机虽然能作为主战装备参与作战,但主要用于执行单一的对固定目标与低速目标的攻击任务,在空战中主要还是与有人战斗机匹配使用,不可能成为有人战斗机的替代机种。所以作为空军主力机种的未来第五代战斗机可能仍然是有人驾驶的,而不会是无人驾驶的。

 

    目前划分战斗机的代数是按照性能来划分的,也有两种标准:一种是以美国为首西方的标准(四代),还有一种是俄罗斯(苏联)的标准(五代,划分是从喷气式飞机开始出现就划分的,而美国划分是从二战后出现的喷气式战斗机开始划分。),所以通常说的第五代是指俄罗斯的划分标准,相当于美国的第四代。

 

    第一代战斗机是指首批采用喷气发动机的战斗机,其出现时间大约为1944至1953年。由于采用了新式喷气发动机其作战能力比使用涡轮螺旋桨发动机的飞机有了显著提高。第一代战斗机的外形与使用涡轮螺旋桨驱动的战斗机有些相似之处,如采用直机翼,带机炮,雷达还仅在特殊的夜间战斗机上装备。虽然比起先前的飞机具有很多优势,但第一代战斗机有着很大缺陷,如其使用寿命很短,发动机可靠性差、体积笨重,其功率也只能进行缓慢调节。典型机型有二战末期德国的Me 262和英国的“流星”,以及后来苏联的米格-15、米格-17、美国的P-80和F-86等。

 

    第二代战斗机主要是指20世纪50年代至60年代研制的战斗机。由于采用了许多新技术,战斗机作战能力有了大幅提高。飞机开始使用AIM-9"响尾蛇"、AIM-7"麻雀"等制导导弹进行视距外攻击,雷达也作为标准配置用于确定敌方攻击目标。新的飞机设计也层出不穷,如后掠翼、三角翼、变后掠翼以及按面积律设计的机身等,采用后掠翼的生产型战斗机飞行速度终于突破了声障。这一时期的一个重要特点是出现了战斗轰炸机(如F-105和苏-7)和截击机(英国“闪电”和F-104)。截击机的发展主要依赖于制导导弹能完全替代机炮、空战将在视距进行的观点,因而截击机具有较大的载弹量和强大的雷达,这牺牲了速度、爬升率等敏捷性。第二代战斗机包括苏联米格-21、米格-19、苏-7/-9/-11,英国“闪电”,美国F-8、F-11、F-100、F-102、F-104、F-105等。

 

    第三代战斗机主要是指1960至1970年出现的战斗机。这个时期航空技术发展日趋成熟,战斗机作战能力的发展主要是通过引入性能更好的导弹、雷达和其他航电系统来获得。基于大量制导导弹的实战使用经验,设计人员重新肯定了近距格斗在空战中的地位,机炮再次成为标配,而机动性也再一次成为优先考虑的设计因素。航空技术发展在显著提高战斗机能力的同时,使得其研制和使用成本也显著增加。军方早先曾有各种专门用途的战斗机,如夜间战斗机、重型战斗机和攻击战斗机,面对战斗机的成本暴涨,军方开始将战斗机的任务合并。美国F-4战斗机原先设计成美国海军的一种截击机,但后来成功成为了一种多用途战斗机,被美国空军、海军、海军陆战队和其他国家的军队广泛使用。该机是目前唯一一种同时被美国三军使用过的作战飞机。其他第三代战斗机还有前苏联的米格-23、米格-25、苏-15、苏7,法国的“幻影”III,英国的“鹞”以及美国的F-4、F-111等。

 

    第四代战斗机是指20世纪70年代至90年代初,由于多用途战斗机的发展而称为第四代战斗机。此时的战斗机即使是专门为某一任务而设计的飞机也具有了多用途能力。如米格-23和“狂风”等飞机发展出了各种用途的专用型机,真正意义的多用途战斗机也纷纷登场,如美国F/A-18“大黄蜂”和法国“幻影”2000。与前一代的截击机不同,第四代战斗机的设计是超视距作战和近距格斗并重,电传控制和放宽静稳定性设计被广泛采用。典型机型包括前苏联的米格-29、米格-31、苏-27,法国“幻影”2000,英国的“狂风”,以及美国的F-15、F-16和F/A-18,中国的歼10和歼11等。

 

    随着航空技术的快速发展还可划分出一类四代半战机。四代半战斗机主要是现役的最新战斗机,其特点是气动技术没有任何新进展,而是随着20世纪80年代和90年代微芯片和半导体技术的迅猛发展,航电和其他飞行电子系统进行了多项改进,并采用了有限的隐身构型。典型机型有美国的F/A-18E/F“超级大黄蜂”。它是F/A-18的升级型,虽然基本气动特性保持不变,但前者采用了大量先进的航电系统技术,包括玻璃座舱、固态有源相控阵(AESA)雷达,另外还使用了新发动机,飞机结构由复合材料制造而降低了重量,飞机外形做了少许修改以使其雷达特征最小。可以归入四代半战斗机的还有中国的歼10和歼11B,欧洲四个国家联合研制的“台风”,瑞典的TAS-39,俄罗斯的米格-35、苏-30/-33/-34/-35/-37,美国的F-15E和F-16第50/52批次之后的飞机。

 

    第五代战斗机是目前发展中最为先进的一代战斗机,飞机采用内置武器的隐身设计,同时还带有能降低飞行员工作载荷、提高其状态感知的综合航电系统。第五代战斗机的特点有超声速巡航、低可探测性、使用维护简便等。目前,拥有第五代战斗机只有美国(F-22和F-35)、俄罗斯(T-50)和中国(歼-20)。

 

    谈起第五代战斗机的发展,我们就不得不先提美国第五代战斗机(美国称第四代)F-22和F-35战斗机了。

 

 

 

    F-22Raptor(猛禽)是由美国洛克希德·马丁(Lockheed Martin)设计的新一代重型隐形战斗机。作为美军空战的先进战斗机,21世纪初期的主力重型战斗机,也是目前最昂贵的战斗机。它配备了可以不发射电磁波,用敌机雷达波探测敌机的无源相控阵雷达和探测范围极远的有源相控阵雷达,AIM-9X(Aerial Intercept Missile-9X)(响尾蛇)近程格斗空对空导弹、AIM-120C(AMRAAM Advanced Medium-Range Air-to-Air Missile)高级中程空对空导弹、排重比接近10的F-119涡扇引擎、隐身性(低可探测性)等特性。

 

    1986年10月31日洛克希德、波音和通用动力3家公司联合研制小组的YF-22中标,并按要求制造两架原型机。1990年9月29日,第1架YF-22首飞,10月26日进行了第1次空中加油。10月30日第2架原型机进行首次飞行。11月3日YF-22原型机进行了不使用加力的超音速飞行。随后于11月28日在加州的中国湖海军武器试验中心首次发射了未装弹药的“响尾蛇”导弹,12月20日在加州的太平洋导弹试验场发射未装弹药的AIM-120“阿姆拉姆”导弹。1991年8月2日空军正式授予研究洛克希德公司一份95.5亿美元的工程发展合同,制造13架试验型飞机。1991年12月16日,空军确定了F-22战斗机的外形,并制造了风洞试验和测定雷达反射截面使用的模型;开始准备内部设计和飞机制造用的工具。1992年6月4日,洛克希德公司完成了F-22的设计修改。同月,进行了F119型试验型发动机部件的关键性设计评审,完成了发动机详细设计阶段的工作,决定进行F119发动机的生产和组装。12月27日F119的第1台工程发展阶段的发动机开始进行试验。F/A-22装两台普拉特·惠特尼公司F119-PW-100加力式涡扇发动机,单台加力推力155.7千牛,发动机推重比达到10,飞机推重比达到1.1。发动机不开加力时,飞机能以M1.58作超音速巡航30分钟。这一特性对于高速突防、快速通过敌防空区极为有效,并可大大提高空中发射导弹的初始速度,使空射武器没有空带限制,这在双方迎头相遇的超视距空战中尤为重要。同时,超音速巡航能力还有利于快速追击,利用速度优势提高截击能力、扩大导弹的攻击范围和增加攻击机会。发动机装二元俯仰轴推力矢量喷口,可在俯仰方向变化正负20度,使飞机具有高的超音速机动性能和好的低速大迎角性能,最大迎角可达60度。飞机能在空中迅速变换自己的位置,使机头快速指向目标,并能在空中任一位置向敌机发起攻击。F/A-22的爬升率、盘旋角速度、滚转角速度、加速特性、盘旋半径、爬升特性、盘旋角加速度和滚转角加速度等性能都优于F-15战斗机。这些性能指标上的优势使F/A-22具有更强的空中格斗能力,能变被动为主动,变劣势为优势,进行各种超常规机动作战。F/A-22的短距起降能力极佳,能在500米长的跑道上起降。1994年10月6日,洛克希德航空系统公司开始制造第1架F/A-22的部件。1995年6月,F-22的关键设计评审工作全面完成,至此F/A-22飞机机身的详细设计阶段的工作完成。 在机身制造上,F/A-22有着许多独创的新技术特点。例如前机身的舭状边缘,世界上最大的钛合金锻件——中机身隔框,传统航空材料(铝合金与合金钢)仅占全重的20%,钛合金比例高达36%,复合材料也达到24%。该机的整体式座舱盖尺寸达到了史无前例的3米x1米x0.76米的规模,重达163千克,可承受以相对速度1018千米/小时正面的一只1.8千克重飞鸟的撞击。该座舱盖采用聚碳酸脂透明件,厚度达20毫米,强度达到117~196MPa。该座舱因为强度很大,弹射座椅已经无法使用穿盖方式,改为使用火箭抛射方式。F-22后机身前后梁采用了热等静压钛合金铸件的电子束焊接结构。

 

    1997年3月6日,第1架F-22基本组装完毕,开始进行加注燃料和发动机试车。4月9日洛克希德·马丁航空系统公司首次公开了F-22战斗机,并正式公布了“猛禽”的绰号。1997年9月7日,该机在罗宾斯空军基地进行了58分钟的首次试飞。随后,该机于1998年春返回爱德华空军基地,交由空军试验。2001年8月,F-22研制成功10年后,美国终于下定决心投入巨资批量生产F-22战斗机。洛克希德·马丁公司承接生产295架F-22的生产订单,如果价格成本令军方满意,五角大楼将会增加订数。2002年1月,美国空军官员宣布F-22“猛禽”战斗机的首支作战联队将驻扎在弗吉尼亚州的兰利空军基地。首批F-22战斗机计划于2004年9月抵达兰利空军基地,2005年12月将具备初始作战能力。兰利基地成立三个F-22战斗机中队,共拥有72架飞机和6架备用机。2002年5月31日,洛克希德·马丁公司在完成F-22静力试验之后,又成功地进行了F-22的疲劳试验。F-22机体要求使用寿命为20年或8000飞行小时。2002年8月,美国空军宣布,将F-22更名为F/A-22,以更准确地体现F/A-22的使命,包括对地攻击能力,同时也是为了配合空军提出的FB-22轰炸机型的任务。2002年11月,F/A-22已完成初始飞行试验,在试验中,F/A-22实现了以2倍音速飞行;飞行高度15240米以上,并完成了高过载机动飞行,如9g转弯。在3048米以上高度进行了亚音速飞行。2003年7月,洛克希德·马丁公司将困扰多时的F/A-22软件问题予以解决。这标志着F/A-22项目又取得一次显著的进展。改进版本的软件安装在F/A-22上后,显著改善了座舱系统的可靠性。而在此之前,由于软件的问题,座舱系统每运行两小时就要关闭一次,现在则可以连续运行21小时以上。

 

    2004年6月,美国空军宣布授予洛克希德·马丁公司一项价值4.92亿美元的固定价格确认合同,用于购买制造24架F/A-22所需的先进器材和相关设备,这标志着第五批“猛禽”战斗机即将投入低速初始生产。9月,洛克希德·马丁公司对F/A-22的生产速度作了进一步的调整,加快了战斗机的生产步伐。该公司的目标是2004年生产19架战斗机,并计划在大批量生产阶段每年生产24架F/A-22战斗机。2004年12月21日,一架美军F/A-22“猛禽”战斗机在美国内华达州南部的内利斯空军基地坠毁。虽然美国防部还未正式宣布,但据消息灵通人士透露,国防部已经批准洛克希德·马丁公司研制的F/A-22战斗机进入全速生产。F/A-22单价1.2亿美元(不含研制成本·武器和维护费用)。2005年5月12日,首架作战型F/A-22已交付给位于弗吉尼亚州兰利空军基地的第1战斗机联队第27战斗机中队。 2005年在美国空军正式服役的量产型则为“F-22A”。最初计划采购750架,经过两次削减最后确定的采购数量是183架,现已交机50架。美国空军目前正考虑增加购买60架。F-22“猛禽”战斗机每架成本高达1.3亿美元。

 

    F-22“猛禽”战斗机的性能:长度18.92米,翼展13.56,高度5.08米,动力装置有两台F119-PW-100先进技术加力式涡扇发动机,单台静推力105千牛,加力推力155.7千牛。带有全权数字式控制系统。主要机载设备 AN/APG-77A电子扫描相控雷达,有良好的空对空和空对地作战能力。通用集成处理器、雷达告警接受机、通讯/导航/识别(CNI)系统、电子光学传感器系统(EOSS)、AN/ALR-94电子战子系统。武器1门20毫米M61-A2机炮,炮口有铰接口盖。3个内置弹舱,两个侧武器舱可各挂1枚AIM-9近距空空导弹,主武器舱可带4枚AIM-120A或6枚AIM-120C先进中距空空导弹或2枚AIM-120C和2枚GBU-32JDAM1000联合直接攻击炸弹。另外机翼下还有4个可承载2268千克的外部挂架。重量及载荷最大起飞重量27216千克。最大平飞速度(超音速巡航)M1.82,(开加力,高度9150米)M2.25,升限15240米。海平面最大平飞速度1482千米/小时。

 

    特点:在平面内为带高位梯形机翼的带尾翼的综合气动力系统,包括彼此隔开很宽和带方向舵并朝外倾斜的垂直尾翼,并且水平安定面直接靠近机翼布置。按照技术标准(小反射外形、用吸收无线电波的材料、用无线电电子对抗器材和小辐射的机载无线电电子设备装备战斗机,其设计最小有交错射面为0.005-0.01平方米左右)。在机体上广泛使用热塑性(12%)和热固性(10%)的碳纤维聚酯复合材料(KM)。在批生产的飞机上使用复合材料(KM)的比例(按重量)将达35%。两侧翼下菱形截面发动机进气道为不可调节的进气道,为敷设发动机压气机冷壁进气道呈S形通道。发动机二维喷管,有固定的侧壁和调节喷管横截面积及按俯仰±20°角偏转推力向量而设计的可动上调节板和下调节板。采用双垂尾双发单座布局。垂尾向外倾斜27度,恰好处于一般隐身设计的边缘。其两侧进气口装在翼前缘延伸面(边条翼)下方,与喷嘴一样,都作了抑制红外辐射的隐身性设计,主翼和水平安定面采用相同的后掠角和后缘前掠角,都是小展渲弦比的梯形平面形,且机翼上涂有吸收雷达波的特殊材料。水泡型座舱盖凸出于前机身上部,全部武器都隐蔽地挂在4个内部弹舱之中。

 

    航电:导弹挂载图按TRW公司通用手册研制的整套综合机载无线电电子设备包括:中央数据综合处理系统;综合通讯、导航和识别系统ICNIA和包括无线电电子对抗系统的全套进行电子战的设备INEWS;具高分辨力的机载雷达AN/APG-77和光电传感器系统EOSS,两个镭射陀螺仪的超黄蜂LN-100F惯性导航系统 (HHC)。机载雷达为带电子扫描的主动相位阵列雷达,它包含了1000多块模组,其中使用了超高频率范围的单一积分系统技术。为提高隐蔽性,设计有雷达站被动工作状态,它保证雷达站以主动状态工作时使信号更不容易被截获。飞行员座舱内的自动仪表设备包括4台液晶显示器和广角仪表起飞着陆系统。航空电子系统采用“宝石柱”计划取得的系统构形研究成果和许多新技术。这种可重构的系统构形,用外场可更换模件(LRM)取代了外场可更换部件(LRU)。各模件分别承担整个航电系统的一部分工作,各模件承担的工作与飞机执行任务时的飞行阶段密切相关,当某个模件发生故障时,可使用其他正常模件来承担这一阶段最重要的功能,从而提高了系统工作的可靠性。

 

    2009年3月,又有一架F-22在加利福尼亚的空军基地坠毁。4月6日,奥巴马政府时任国防部长盖茨宣布,国防部将向国会建议删减许多大型武器采购计划,包括在制造生产的187架F-22战机完成后,减少乃至停止生产这一昂贵战机。2010年11月17日,美国空军又一架F-22战机坠毁于阿拉斯加。当天,这架F-22战机正在进行飞行训练,谁知晚上19时40分就与地面失去了联系。不久之后,飞机残骸被找到。2011年5月5日宣布,F-22型“猛禽”式战机暂时停飞,以便调查供氧系统问题。9月,空军部长迈克尔·唐利和参谋长诺顿·施瓦茨已批准相关计划,结束F-22“猛禽”战机长达4个月的停飞,准许其重新上天执行任务。(F-22战机停飞是因为飞行员在飞行中缺氧,根据美国空军航空作战司令部下达的这一最新命令,F-22的飞行高度被限制在7600米以内。)施瓦茨说,空军方面仍在同飞行员们积极合作,降低飞行风险,同时继续研究F-22战机的供氧系统问题,收集相关信息以改善其表现。F-22虽然是极其先进的战机,但由于其造价昂贵,工艺复杂,维修和保养困难,难以保证安全性,偏重隐身性而放弃大载弹量等原因,美方现已否决将F-22改进成轰炸机的计划。再加上F-22下射能力有限,不及雷电-2型攻击机,使得其在中东地区难以巡航。因此,美国国防部长盖茨已决定撤销F-22继续生产的计划,他表示F-22是冷战时期的产物,不具有充分改进的价值,在当今以“和平”为主旋律的时代,注定了F-22只不过是为美国士兵助势的命运,F-22的真正价值已失去。

 

    作为世界上第一款投入服役的第四代战斗机,F-22在航空史上具有划时代的意义,一问世就受到了全世界广泛的关注,众多航空爱好者、五角大楼和美国空军也对此寄予了厚望。美军希望它能彻底压倒前苏联/俄罗斯的苏-27、米格-29以及它们的改进型系列的战斗机,保持住美国二十一世纪初期(大约头二十三年)的空中优势。与此同时,F-22也成为了第四代战斗机的范本,其主要性能(全面隐形、超音速巡航、超机动性、超视距打击能力,装矢量推力发动机、简易维护、短距起降、高度信息化等)也成了公认的第四代战斗机衡量标准。从而又成各国(包括俄罗斯、日本、西欧、印度)竞相模仿、争取超越的对象。不少人认为伴随着F-22的加入现役,标志着当今世界正开始进入“隐形空军时代”。但是,由于研发、生产、保养可谓代价高昂贵(如果把研发成本算进去,每架甚至高达3.5亿美元。),加上存在严重缺陷等问题,使其成为世界上先进战斗机的反面教材。

 

 

 

    F-35“闪电II”(英语:F-35 Lightning II),有“世界战斗机”之称,属于第五代战斗机。它是一款由美国洛克希德·马丁公司设计生产的单座单发动机多用途战机,能够负担近空支援、目标轰炸、防空截击等多种任务,是美国准备在21世纪使用的主力战斗机之一。至今F-35拥有3种型号:F-35A是采用传统跑道起降,F-35B是短距离起降/垂直起降机种,F-35C是航空母舰舰载机型号。它的研制费用将达绝对空前的2000亿美元,世界上还有8个国家参与合作,投入经费亦超过45亿美元。预估市场有4000架需求意向,这令世界传媒惊疑。

 

    1996年JSF美国国防部项目刚招标时,只有麦道公司、诺斯罗普·格鲁曼公司和洛克希德·马丁公司三大航空集团提出方案,后来增加了波音公司。美军方经过审查决定由波音公司和洛克希德·马丁公司各自研制2架验证机,编号分别为X-32和X-35。2001年10月26日,美国国防部空军部长罗希宣布根据实力、设计的优缺点以及风险程度,洛克希德·马丁公司的X-35方案最终战胜了强有力的竞争对手波音公司的X-32方案,赢得了有史以来最大的军火合同,负责研制开发下一代先进联合攻击战斗机,也就是JSF(Joint Strike Fighter),新一代的联合攻击战斗机也被正式定名为F-35。

 

    F-35A(空军型)

 

    为最简单的。美国国防部要求它的作战性能比现役F-16有长足的提高。F-35/CTOL型的另外一个特点就在于它安装有一门内置航炮,另外还装有红外传感器的激光指示器。美空军拟用F-35/CTOL型作为对地攻击机,完全替代F-16和A-10。(注:CTOL--Conventional Takeoff and Landing常规起降)

 

    第一架进行试飞的F-35是空军陆上型F-35A,编号AA-1。试飞时间是2006年12月15日在德州沃斯堡展开。第二架F-35A(编号AF-1)于2009年1月14日进行第一次试飞。第三架F-35A(编号AF-2)于2010年4月20日试飞。

 

    F-35B(海军陆战队型)

 

    将不会安装内置式航炮,但设计方案允许安装一门外置式航炮。该型飞机在空中悬停时,在所有的轴向上都具有完全可控性。F-35/STOVL型在F-35/CTOL型的基础上加装了英国罗尔斯罗伊斯与埃利逊公司合作生产的升力风扇,并在前机背上开有进气口,使其真正具备了短距起飞垂直降落的功能。F-35/STOVL将用来取代AV-8B和F/A-18C/D。(注:STOVL--Short Takeoff and Vertical Landing短距起飞和垂直降落)于2007年12月18号首次展示。

 

    可以进行垂直起降的F-35B(编号BF-1)于2008年6月11日进行第一次试飞,不过起飞的过程仍是采用传统的滑行方式。BF-1同时也是19架系统发展与展示(System Development and Demostration)机组当中的第二架,以及第一架采用重量最佳化生产程序的飞机。第二架F-35B(编号BF-2)于2009年2月25日试飞。第三架F-35B(编号BF-3)于2010年2月2日试飞。第四架F-35B(编号BF-4)于2010年4月7日试飞。

 

    F-35C(海军型)

 

    要在航母上拦阻降落,因此和F-35/CTOL存在较大不同。它增加了主翼和水平、垂直安定面的尺寸,以增强在航母上低速着陆时的可操纵性。可折叠机翼和前缘翼解决了增加翼展带来的在航母上起降和停放的不便。飞机机翼面积的增加也导致飞机在起降过程中对机体本身的作用力增加。为解决这个问题,该型飞机的起落架和机身等相关的部位都进行了加固。F-35/CV型在挂载副油箱时的航程是F/A-18C的两倍。同F-35/CTOL一样,F-35CV也装有内置式航炮和各种传感器。F-35/CV将与F/A-18E/F并肩作战。(注:CV--Carrier-based舰载)于2009年7月28日首次展示。

 

    海军舰载型F-35C于2010年6月6日在沃斯堡进行第一次飞行。这架编号CF-01的F-35C一共飞行57分钟,飞行员是洛克希德-马丁公司的试飞员Jeff Knowles,Jeff同时也担任过F-117战斗机的首席试飞员,翼面积和尾翼面积比A/B型大,将装备在福特级核动力航空母舰上。CF-01是在2009年7月28日出厂,然而一些组件运交延迟,加上设计方面的修改,导致第一次试飞的时间从2009年底延后到2010年6月。初期试飞计划包括15次飞行,接着进行结构偶合和震动测试。接着在2010年10月会将CF-01送到马里兰州帕特森河海军基地与F-35B一同进行后续的试飞工作。

 

    F-35采用了“无附面层隔道超音速进气道(DSI)”设计,洛克希德·马丁公司在进气道的进气口并没有设置常规的固定式附面层隔道,而是通过计算机设计了一个三维曲面的突起块,或者鼓包。这个鼓包起到对气流的压缩作用,并产生一个把附面层气流推离进气道的压力分布。该设计已在一架F-16试验机上进行了飞行试验,证明它直到2.0马赫时仍很有效。试飞员认为,装了新型DSI进气道以后,发动机的推力特与原F-16一样,而亚音速的单位剩余功率还比原F-16进气道稍好些,从而证实了去掉附面层隔道的好处。另外,F-35和DSI进气道还采用了单块整体式复合材料结构,通过法兰盘直接“贴身”地焊在了机身两侧,没有一个紧固件,不仅大大地减轻了结构重量,也大大减少了零件数量。这一进气道技术在中国的歼-10B、FC-1、高教9等三种战斗机上获得了采用。飞机蒙皮用新型材料覆盖F-35的蒙皮上覆盖了一层由洛克希德·马丁公司公司和3M公司共同研制开发的“3M”材料。这种新式的“涂层”与常规飞机上所漆的涂料有很大差异。严格地说,这并不是一种“涂料”,而是一种用聚合材料制造的薄层。这种材料可直接粘贴覆盖在蒙皮上,所以就不需要再进行喷漆。这样做最大的好处就是可以节省经费,而且还可以减轻飞机因喷漆而附加的重量。据称这项措施至少可以使一架飞机在全寿命周期内节约300千克涂料。这种新式聚合物薄层已在F-16上通过了飞行测试,当飞行时速度达到1.8马赫时,蒙皮上覆盖的薄层依然完好如初。

 

    F-35采用了由美国普拉特·惠特尼公司研制的新型发动机,最大推力超过18吨(4万磅)。F-135发动机是在F-119(F-22战斗机使用)的基础上发展研制而成。由于海军陆战队与英国皇家海军预计采用的F-35B必须能够垂直起降,因此F-135也可以加上向下弯折的矢量推力喷嘴。但是这个喷嘴只有在垂直起降的场合使用,可以大大地缩短起飞/降落距离。其他F-35则不使用这项设计。它是装备在F-22A战斗机上的F119-PW一100发动机的改进型号。其最大推力达181.4千牛。超过了F119-PW一100的最大推力(约15.8吨)多达12.5%;F135的最大军用推力达到131千牛,而F119-PW一100的最大军用推力仅为118千牛。因此,F135是有史以来最为强劲的战斗机发动机。F135使用了F119的核心机,配合高效的6级高压压气机,1级高压涡轮和高效的风扇(由一个2级的低压涡轮驱动)。F135采用了BAE系统公司的全权数字式发动机控制系统(FADEC),为了提高发动机的可靠性和可保障性,F135大量采用外场可替换部件(LRC),其零部件数量比F119减少了大约40%。按照计划.F135一PW一100将作为F-35A空军型的动力系统;F135一PW一400将作为F-35C海军型的动力;而F135一PW一600将作为F-35B海军陆战队型的动力。

 

    F-35战斗机研制的航空电子系统被称为“多功能综合射频系统”(MIFRS)。该系统集雷达、通信、导航和射频电子战功能于一身,共享天线和处理器等硬件,使JSF飞机成为美国21世纪真正具有全频谱自卫能力的、全天候隐身攻击平台。MIRFS系统工作于8~12GHz频段,采用有源阵列低雷达截面积的天线。能完成空对空搜索与跟踪、空对地攻击作战、合成孔径雷达测绘、单脉冲地面测绘、电子干扰、空中交通管制及一些通信功能。高增益ESM该系统可把航空电子设备的成本减少30%,重量减少50%。

 

    总的来讲,F-35战斗机优点:1.更为先进的机载AESA多功能雷达; 2.高度综合的传感器系统;3.功能强大的综合核心处理机(ICP);4.综合高效的电子战(EW)系统;5.友好的人机界面――下视显示器和头盔显示器;6.综合完善的通信、导航、识别(CNI)系统;7.高度可靠的飞机管理系统。缺点: F-35作为以F-22为基础的第四代联合攻击机,在设计理念上着重于凸显其隐身性能,使得F-35在实战过程中出现了以下几点缺陷:1.机动性能略差;2.实战性能尚欠稳定 由于F-35是四代机,大量采用了世界航空航天方面的领先技术,所以缺乏实战考验以及稳定性。

 

 

 

    T-50是俄罗斯第五代战机T-50为单座双发重型战机,具备隐身性能好、起降距离短、超机动性能、超音速巡航等特点。根据俄媒体透露的技术指标,T-50最大起飞重量34吨,在以27吨重量起飞时,最高速度能达到每小时1900千米。其超音速巡航速度可达每小时1450千米,作战半径1100千米,战斗负荷可达 6吨,内置3个武器舱,能实现飞行性能和隐身性能的良好结合。

 

    俄罗斯未来第五代多用途战斗机作为未来战术航空综合系统(PAK FA)项目的一部分正在进行开发,苏霍伊设计局的T-50战斗机在与俄罗斯米格飞机制造集团竞标俄罗斯国防部第五代机项目中取胜,“土星”科研生产联合体被选择为该机提供发动机。俄印最早在2000年便已开始就联合研制第五代战斗机进行接触,苏霍伊公司领导人波戈相曾向印方承诺,俄方研制的新一代战斗机的性能将与美国的F- 22“猛禽”相当。由于研制新型战斗机的费用极其高昂,俄方独自承担会带来巨大的压力,而印度则想从俄方那里获得制造第五代战机的技术,因此两国很快便在联合研制新一代战机的问题上达成了初步协议。据悉,俄空军需要的是一种单座战斗机,而印空军则希望新一代战近期俄罗斯将在茹科夫斯基城开始第五代重型多用途战斗机T-50的飞行试验。T-50于2010年1月29日进行首次飞行,试验时间大约持续五年,第一批T-50将在2015年交付俄罗斯空军,并开始部队测试,然后组建飞行大队。俄罗斯空军打算购买450-600架同类飞机,T-50的生产将在阿穆尔-共青城进行。到2025年,俄罗斯将用T-50全部替换老旧的米格-29 和苏-27飞机,同时为了打造新型航母,还计划制造飞机的舰载型。T-50是双发重型战斗机,最大起飞重量约为32-35吨,机翼有变化的后掠角,飞行时机翼的载荷比F-22“猛禽”稍小,这个特点与其他的气动性能结合在一起使其机动性将比F-22更优越。

 

    参数:长度:20.0 m,翼展:14.2 m,高度:6.05 m,翼面积:78.8 m&sup2,空重:17,500 kg,载重:25,000 kg;最高速度:2,600 km/h;巡航速度:1,400 km/h;航程:4,000 km;实用升限:18,000 m;爬升率:350 m/s;翼负荷:470 kg/m²机炮:1× 30 mm GSh-30-1机炮,备弹 150 发;导弹:14个挂点;空对空:R-77, R-77PD, R-73, K-74;空对地:X-29T, X-29L, X-59M, X-31P, X-31A, KAB-500, KAB-1500。

 

    作为第五代战机,T-50战机使用等离子隐身技术,大小则略小于苏-30,导弹完全内置,雷达可探测性大大降低。由于发动机的高推重比,使T-50可于300-400米内起飞。与美国F-22比较,根据俄罗斯首次发出之图片,可看出其布局与F-22相似,同样是因为隐身及超音速巡航需要然而T-50的水平和垂直控制面更小,这表明T-50希望使用向量推力技术进行俯仰、偏航和滚转控制另外,T-50的最大起飞重量约在25-30吨,与F-22相约但有传T-50会利用等离子隐身技术(不等于等离子引擎),这种技术比F-22使用的有更好隐身性T-50并非使用等离子发动机(引擎),而是使用AL-31发动机系列的一种发展版本这发动机类似土星公司于2005年莫斯科航展透露的117A至于等离子发动机本身尚未可达成隐身功能。

 

    航电设备一向是俄制战机的“软肋”,但在T-50身上有了质的改善。其装备的机载雷达可发现400公里外的目标,能同时跟踪60个空中目标并打击其中的16个。除先进的雷达系统外,T-50还装备新型无线电侦察和对抗系统,可以在不打开雷达、不暴露自己的情况下,发现敌人并实施干扰。飞行员对飞机的指挥控制也完全实现了数字化,所有信息都显示在座舱内彩色液晶大屏幕上。武器系统方面,T-50将装备超远距离空空导弹(射程可达420公里),其中机体内可携弹不少于两枚,机身外挂可携更多。此外,T-50还装备射程为120~230公里的中远距空空导弹。

 

    存在问题:T-50目前仍旧采用117S发动机,性能低于F-22配备的F119。T- 50目前仍旧采用117S发动机,性能低于F-22配备。与外形布局的进步相比,T-50的发动机则更接近传统。根据俄罗斯媒体的报道,其早期可能还会采用目前苏-35BM配备的117S涡扇发动机来做为动力。117S可以看做用原来 AL-41技术改进的AL-31F。从目前的指标来看,AL-41的中间推力是88千牛,最大加力推力在145千牛级,两个指标都低于美国的F119涡扇发动机,后者的指标分别是98千牛和155千牛。考虑到117S的重量可能也高于F119,所以T-50在推重比方面可能比F-22要差,因此在机动性方面比F-22要略差。总体上看T-50似乎延续了苏27的设计思想,即通过加大升力来弥补发动机方面的不足,这反映了俄罗斯在航空动力技术方面比美国的不足。按照俄罗斯方面的说法,真正配备T-50应该是编号为129的涡扇发动机,其性能与 F119相近,但该发动机还在研制之中。从T-50对隐身性能的重视,也可以看出俄罗斯的国防战略已经立足于与邻国打一场局部战争,而不是象以前那样的美苏全面对抗,毕竟俄罗斯现在的经济技术实力不但比不上美国,比前苏联也有很大的差距。同样受限于俄罗斯目前的经济技术实力,未来的T-50与现有的飞机将不会有大的变化。尽管俄罗斯媒体说这只是第四代战斗机的原型机,但实用型估计与该机应该大同小异,顶多一些细节处理可能要更合理一些,如机头的前视红外搜索/跟踪系统(IRST)。T-50全面改动的可能性不大,甚至象苏27原型机 T-10到T-10S那样的大改可能性都不大。

 

 

 

    歼20(威龙)是成都飞机制造厂研制的中国第五代隐身重型歼击机,中国军方代号“威龙”,网民命名“黑丝带”("黑四代"谐音)。采用两台国产涡扇10B发动机、DSI两侧进气道、全动垂尾,鸭式布局。该机于2010年10月14日完成组装,2010年11月4日进行首次滑跑试验。2011年1月11日12时50分,歼20在成都实现首飞。

 

    歼-20的基本布局继承于歼10,而歼10就是一种机动性、敏捷性和大仰角能力非常突出的战机。可以预计,歼-20继承了歼-10的高速瞬盘角速度,并进一步放宽了静稳定度,同时采用了独一无二的“鸭翼+边条+前后襟翼+全动尾翼”的综合气动布局来提高飞控能力。歼-20的鸭翼差动和全动小垂尾同步偏转更是独门绝技。再加上将来具备更大推重比和三维矢量推力控制能力的新型发动机,将获得比歼10更高的灵活性和大仰角能力。歼-20大舵效的全动垂尾可提供足够的航向操纵力矩,进而提供较大的滚转速率。而F-22毕竟是1990年试飞的机型,采用的是80年代(实际更早)的气动理念,连全动尾翼都没有,靠的是二维矢量喷管与襟翼的共同作用,仅能有限控制俯仰和转向而已。T-50也采用全动垂尾和三维矢量推力,但只有“可动边条”(或者可称“一体化鸭翼”)和常规平尾,在大迎角、过失速机动等极限情况下的控制能力低于中国歼-20。

 

    美国人仰持强大的发动机和长期领先他人的技术优势,一贯对气动设计不够上心、较为保守,傻大笨粗是美国空军主战战机自二战以来给人的一贯印象。短粗的F-22和为了兼顾垂直起降更为肥硕的F-35就是典型。俄罗斯T-50的机身设计扁平而宽大,这种构型的亚跨音速升阻比较好,但是超音速下会有巨大的阻力。成飞设计的歼-20机身令人容易想起米格-31、1.44甚至歼-8、苏-15这种追求速度的截击机造型,或者从某种意义来说,这就是成飞70年代所设计的2.6倍音速的歼9的重生。它采取了略显激进的、重视超音速性能的设计。这是对发动机暂不如人的一种弥补(有乐观的估计认为,甚至只使用中国现有的“太行”发动机或者其改型,歼-20也能实现超巡),也体现了中国空军一以贯之的追求速度的决心(实际上,歼-10的高速性能就相当突出,具有截击机的特点)。

 

    歼-20独创的“可调DSI进气道”,做出了新的创新,解决了DSI高速性能不佳的难题。歼-20进气口鼓包固定,但是进气道侧面有可调挡板,可有效随速度变化改变进气量,从而达到从低到高各个主要速度段的优秀的进气控制能力,令发动机更为澎湃地工作,也将意味着更好的加速性、爬升率和超巡能力。同时可调挡板重量轻于传统的进气口边界层分离板,也不影响隐身性能。歼20的侧弹仓门,和起落架仓门是衔接的,共用一条锯齿缝,两个仓之间应该是有隔断的,但是表面盖板却是相邻的。这样的设计减少了一条散射缝,对隐身有利。歼20采用了飞发一体化控制技术,也就是说发动机加入了飞行自动控制系统中。歼20是依靠一系列先进的气动布局来实现机动能力。歼20在信息化能力上领先F22的,歼20全身布满相控阵天线(主翼、尾翼、机头及机身多侧),具备全息感知能力,在全息感知系统的支持下,依靠飞发一体化控制技术,歼20可实现多机自动组网、任务自动分配和自主格斗功能。这种技术从多机组网,任务加入与分配,到自主格斗,依靠的是系统的信息化能力和战斗战术解决方案。

 

    专家分析,歼20至少有6项技术世界领先。

 

    第一:中国五代重歼的气动构型决定了,升力特性是目前所有五代机当中最佳。中国五代重歼采用了“鸭翼边条翼升力体”综合布局结构,把鸭翼、边条翼、升力体三者结合一起的,这是成飞在全世界第一个采用的,在全球已有的五代战斗机(F22、F35、俄罗斯T50)当中,升力特性最好、升力系数最高。美国F22、F35、俄国T50都只有变形的、大小不等的边条翼,而按照有关论文,中国五代重歼采用鸭翼同边条翼和升力体结合之后,升力系数最大比“单纯采用边条翼的战机”提高四成,何况F22/F35的边条都是变形小边条。这意味着中国五代有着更短的起飞距离、以及大约2015年左右中国WS15发动机到位之后更优秀的稳定盘旋能力以及机动性。

 

    第二:中国五代重歼的气动构型决定了,俯仰、侧滑、横滚、转向尤其是瞬间盘旋的能力和效率,是目前所有五代机中最佳或者最佳之一。目前所有五代机当中,气动面采用“鸭翼+前后襟翼+全动尾翼”综合布局提高飞控能力的,五代的差动鸭翼可以和全动小垂尾同步实施偏转,这目前只有中国五代重歼一家。所有的五代机都有前后襟翼,T50、F35也采用全动尾翼,但是它们没有鸭翼同全动尾翼联动,控制俯仰、侧滑、横滚、转向尤其是瞬间盘旋的能力和效率,低于中国五代重歼。这意味着不论亚音速、跨音速、还是高音速状态下,战机的俯仰、侧滑、横滚、转向的能力和效率,也就是战斗过程中的“占位”、“抢位”能力和速度,超过T50、F35。而F22毕竟是1990年试飞的机型,采用的是80年代的技术,气动布局上连全动尾翼都没有,靠的是二维矢量喷管与襟翼的共同作用,可以有限控制俯仰和转向而已。想想看,在航向基本都未来得及变化的时刻,我们五代重歼的机头指向已经迅速改变、瞄向敌机,加上我们研发中的大角度离轴发射的导弹,谁先发射攻敌,谁占据先机,不言而喻。而这还只是瞬间盘旋能力(简称瞬盘)优秀的表现而已。

 

    第三:中国五代重歼采用了独创的“可调DSI进气道”。在美国F35的DSI进气道技术上更先进一步美国F35、或者中国枭龙、中国J10B型战机上面的DSI进气道,是不可调的。这意味着采用这种进气道的战机,尽管得到了减重、总压恢复比较优、间接提高发动机推力的优势,但是,局限在于:这种优势只能固定在某一速度范围。但是中国五代重歼采用了“可调DSI进气道”,鼓包固定但是进气道侧等位置可调,有效随速度变化改变进气量,从而达到各个主要速度段的优秀的总压恢复比,在各个主要速度段间接提高发动机的推力。这一技术同未来2015年左右即将实用化的十五到十八吨级推力的WS15发动机相结合,可以确保中国四代重歼在目前所有五代战机中的动力优势。澎湃的动力将意味着更好的加速性、爬升率、超巡能力、以及更强的稳定盘旋能力。

 

    第四:中国五代重歼的主翼后掠角较大,与细长机身等因素综合支持高音速能力。超巡能力在发动机到位之后可超越F22从画图测量看,中国五代重歼的主翼后掠角较大,达到了47度乃至48度。高于F22。加之细长的机体迎风阻力小,这一构型可以实现高音速能力。在十五到十八吨级推力的WS15到位之后,这一翼型和机型,超巡能力超过F22毫无问题,更不谈F35。这意味着更高的接敌速度、以及更高的逃逸速度和生存能力。

 

    第五:中国五代重歼的隐身能力达到空军指标,有消息称已经采用的等离子局部隐身技术、反无源探测涂料,可以使中国五代重歼隐身性达到和超越F22隐身方面。目前中国五代重歼的正面雷达反射面,比之F22多了鸭翼、腹鳍四个反射面。但我们已经看到:1、中国空军在招标中已经做过各个竞标型号的RCS 雷达反射面的微波暗室测算。目前推出的五代重歼是各个招标方案中最优的。2、目前出现的五代重歼的颜色是墨绿色的,完全不同于三代机 J10/J11出厂时的黄皮机,是复合材料和隐形材料的颜色。也就是包括鸭翼和腹鳍也使用了隐性涂料。3、鸭翼、腹鳍同机体的结合部,容易产生爬行波等雷达反射源的部位,有消息称已经采用等离子局部隐身技术,可以使隐身问题完全弥补。4、更新的涂料可有效抑制无源探测,即在涂料中放入某种特定的磁性材料,传导电流涂层,从而导致照射到机体表层的电视信号电波、手机信号电波、电台信号电波,等等,也被吸收,从而实现“反无源探测”(例如名噪一时的捷克维拉雷达)。至于侧面反射面积,大家比较一下中国五代重歼同F22的尾翼大小,即可一目了然地知道:F22毕竟是八十年代技术的产品。

 

    第六:中国五代重歼的气动构型,“系统集成”、“技术集成”能力世界第一。中国五代重歼集全球优秀三代机和四代机的大成于一体,是采用现有优秀技术最多、综合最为完善的机型。某著名工业国有一句名言,综合就是创造。从目前已经曝光的中国五代重歼的照片分析,中国五代综合了全球7种优秀战机的十种以上的优秀技术于一体。这些技术包括:美国F22的菱形机头+F22的整体式黄金镀膜舱盖(中国五代重歼与此相似度九成以上);美国F35/中国枭龙的蚌式进气道的中国改进型(中国五代采用可调式DSI进气道);中国J10的鸭翼的改型(中国五代采用了上反鸭翼,与下反主翼等翼面配合,共生涡升效应);中国枭龙或美国F18的大边条翼的改型(F22/F35/T50只有变相的小边条,产生的涡升力有限);中国J10的三角翼的切尖改型(接近梯形翼,有利于高速性);中国J8式的利于高速性的长机身(“长细比”大,有利于高速性);美国F35俄国T50的全动垂尾(中国五代重歼的全动垂尾大小,明显小于F22);翼身一体技术(中国四代重歼的上单翼同机身一体化无缝衔接,利于隐身)、俄罗斯米格1.44腹鳍(正好从侧面挡住了发动机尾喷口,同时兼顾航向的稳定性)。 

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