从历代战斗机核心性能特征看国外六代机发展方向(上)

2023-05-09 02:21亦林
国防科技工业 2023年3期
关键词:米格喷气超声速

亦林/文

在世界各国军方、工业界和相关媒体中,战斗机划代是一个长期备受关注,但迄今仍无明确定论的热门话题。通过客观科学的划代,将可以按照时间坐标轴,对世界喷气战斗机的漫长发展历程进行简明扼要的表述,对其期间的复杂技术脉络进行全面系统的梳理,进而可以从历代战斗机纷繁多样的性能特点中提取核心特征,从其技术演进的众多偶然表象中发现必然因素。在此基础上可以“温故而知新”,对世界战斗机的未来发展发挥一定的牵引和指导作用,尤其是对目前国外探索中的第六代战斗机的能力特征、作战样式和技术需求进行合理预测和展望。

对世界战斗机划代标准的回顾和思考

众所周知,在不同时代、不同国家,乃至同一国家的不同机构、厂商、媒体之间,由于各种主客观原因,对战斗机代次的定义存在明显差异,由此造成世界范围内多种战斗机划代方式(如苏/俄五代说、西方旧四代说、西方新五代说)长期并存,进而给相关工作带来不少困扰。因此,要对世界战斗机进行合理准确的划代,首先就得对相关的划代标准和辨识依据进行明确界定。随着各国军方和工业界对战斗机划代探讨的不断深入,尤其是2005年以来,西方国家在摒弃“旧四代”、改用“新五代”划分法过程中对先前观点的修正完善,目前这一问题已经日渐明朗。

由于世界各国研制装备战斗机的最终目的是用来执行作战任务并力争在战场上克敌制胜,作战能力在战斗机的相关评价指标中始终位于第一位,因此在进行战斗机划代时,同样应当将作战能力作为首要辨识依据。也就是说,在技术水平、体系支持、人员素质相当的前提下,可以根据两型(批)战斗机在作战能力方面是否有质的差距,判断二者之间是否存在代差。对于现代战斗机来说,决定其作战能力的因素有很多,但其中绝大多数均可归属到飞机平台性能(速度、升限、机动性等)和武器系统性能(有效射程、杀伤威力、命中精度等)两个方面。而在飞机平台和武器系统这两方面性能中,前者涉及气动外形和动力装置,一旦飞机定型,将很难通过后续改进来实现质的飞跃;后者则主要取决于航电设备、火控系统和机载武器,相对来说,更容易通过改进升级来获得巨大提升。有鉴于此,在根据作战能力对某型(批)战斗机所属代次进行判别时,将重点从气动外形和动力装置两方面进行考察。由此一来,战斗机划代标准将会显得更加明确清晰,可最大程度减少评判过程中主观因素的影响,尤其可以有效避免部分战斗机因为武器系统改进升级、作战能力提高而导致划代混乱的问题出现。

美国《空军杂志》所提出的五代划分法中的历代战斗机代表机型

例如,美国F-4“鬼怪”和俄罗斯苏-27“侧卫”分别为第三、四代双发重型战斗机的代表机型,尽管前者最新改进型的部分作战能力(尤其是超视距空战能力)已经超过了后者早期型,但F-4 并不能因此而重新划归为第四代战斗机。因为苏-27 在接受同等技术水平的航电、武器升级后,仍可凭借其优异的平台性能,在作战能力上继续保持对F-4 的压倒性优势;相比之下,F-4 囿于其机体原始设计,基本不存在仅凭改进升级,就在平台性能方面赶上、甚至反超苏-27 的可能,因此其综合作战能力仍不能与改进后的苏-27相提并论。

国外典型战斗机划代标准分析

目前国外已经广泛采用战斗机五代划分法,但是在划代标准的具体细节、部分机型的代别归属等问题上,西方国家和俄罗斯的“五代”仍不尽一致。即使在美国国内,目前也存在多个版本的五代划分法,它们相互之间仍存在或多或少的差异。根据上述的划代依据,笔者认为,多年来国外出现的众多战斗机划代方式中,美国《空军杂志》2009 年10月发表的一篇名为《第六代战斗机》的文章所提出的战斗机划代标准,相对来说更加科学合理。如图1 所示,按照该划代标准,自二战末期以来,世界各国研制的喷气战斗机可以划分为如下五代。

第一代是指二战末期开始出现的世界最早一批喷气战斗机,其代表机型包括德国Me-262/He-162、英国“流星”、美国F-80和苏联米格-9。这代飞机带有明显的试验性质,大致相当于在传统活塞式战斗机的基础上换装了喷气发动机,沿用了后者的平直机翼布局(Me-262 的机翼略带后掠角),尽管飞行速度达到了活塞式飞机难以企及的水平,但很难在此基础上进一步提高。

第二代是指问世于20 世纪40年代后期的一批后掠翼喷气战斗机,其中最知名的就是朝鲜战争中的一对空中敌手:美国F-86 和苏联米格-15。这代飞机由于采用了后掠机翼,有效减小了激波阻力,由此可使换装喷气发动机带来的优势得到更充分发挥,其飞行性能较上代飞机有了明显提升,最大飞行速度已经接近声速。

第三代是指20 世纪50-60 年代世界各国大量服役的多型超声速战斗机,主要包括美国“百系列”(F-100/101/102/104/105/106)和F-4、F-111、YF-12/SR-71,以及苏联米格-19/21/23/25和苏-7/9/11/15/17。这代飞机采用了适合超声速飞行的气动布局和带加力的涡喷发动机,飞行中突破了“声障”,并且飞行速度/高度不断攀升,少数型号甚至达到了“双3”(速度Ma3、升限3 万米)水平,对高空高速性能的追求达到了极致。

第四代是指20 世纪70 年代初开始服役,至今仍是世界大多数国家空中中坚力量的一批高机动战斗机,主要包括美国F-14/-15/-16 和F/A-18A/B/C/D/E/F,欧洲的“台风”“阵风”和“鹰狮”,以及俄罗斯的米格-29/35和苏-27/30/35。这代飞机以能量机动理论为指导,不再片面追求高空高速性能,而重点突出中/低空、亚/跨声速机动性。

对美国《空军杂志》战斗机五代划分法的修正完善

第五代是指21 世纪初开始投入使用的隐身战斗机,目前国外已经列装服役的仅有美国F-22/F-35、俄罗斯苏-57 三种机型。这代飞机不仅飞行性能进一步提高,具备超声速巡航、超机动和高敏捷等特性,更重要的是拥有良好的隐身性能,由此在作战能力方面与上一代飞机拉开了巨大差距。

在此划代方式中,最引人注目的是其中的三代机,它囊括了问世于20 世纪50-60 年代、传统上被划分为两代甚至三代的全部超声速战斗机。这看上去似乎有些不可思议,但实际上这样做还是很有道理的。因为这批飞机尽管型号众多、性能各异,但是从平台性能来看,它们都有一个共同特点,就是仍然在延续前两代战斗机对高空高速性能的追求(这之后的四代机则转向高机动);同时这批飞机在气动布局、动力装置、航电系统等方面所采用的技术,也大致处于同一水平(四代机则在这些技术领域全面更新换代),因此将它们全部划归一代也并非说不过去。越南战争、中东战争等局部战争的实战经验也证明,对于这批超声速战斗机来说,尽管其后期型的作战能力肯定比早期型强,但却远没有达到“横扫”“碾压”的程度,总的来看并没有代的提升,在空战中前者被后者击落的战例也屡见不鲜(如米格-19/21 击落F-4)。

根据该划代标准,欧洲“台风”、法国“阵风”、瑞典“鹰狮”、美国F/A-18E/F“超级大黄蜂”、俄罗斯苏-35/米格-35 等部分20 世纪90 年代后入役的战斗机,尽管与美国F-22 同期研制,作战能力也较早期四代机明显提高,但与以F-22 为代表的五代机仍有着很大差距,尤其是不具备隐身这一核心性能特征,因而被认为比五代机所代表的技术层次低0.25~0.5代,为此专门为这些飞机设置了4+和4++(或称4.5、4.75)两个子代。

考虑到此划代标准公布时间较早,其中部分信息已略显过时,为此笔者对其做了一定修正完善。在修正后的划代标准中,笔者参照四代机被细分为三个子代的做法,将其中的三代机也同样细分为3、3+、3++三个子代。这主要是因为这代飞机在发展过程中,从平台性能来看仍表现出较为明显的阶段性:飞行速度由低超声速逐步提升到Ma2 以上,飞机平台由轻型制空/截击逐步转向中/重型多用途。此外,这一时期出现的两种具备“双3”性能(飞行速度Ma3、升限3 万米)的高空高速截击/侦察机(美国YF-12/SR-71 和苏联米格-25),由于飞行性能和功能用途均比较另类,笔者为其单独设置了一个子代。

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