深度:淺談中國如何應對四代機威脅 國產發動機需努力
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文/董延雙、李大光
四代機環繞的中國
當今,中國周邊強國正在展開激烈的先進戰斗機引進與開發。美國在日本和關島基地部署F-22戰機;俄羅斯在2010 年底,開始試飛T-50隱形戰斗機;日本已經決定引進美國的F-35戰機,目前也 在研發隱身技術試驗機“心神”,計劃2014年首飛。韓國也準備引進美國的F-35戰機,同時還與印度尼西亞共同開發性能稍優于KF-16的韓國型戰斗機,KFX也具備隱形功能,印度于今年2月決定購買法國“陣風”戰機。可以說,未來四代機環繞中國周邊。
美國在日本和關島基地部署F-22戰機。2012年1月7日,美國空軍宣布將在日本沖繩縣的美軍嘉手納基地臨時部署15架最先進的隱形戰斗機F-22A“猛禽”。美國空軍表示,此次臨時部署“是為了突出美國空軍對于重要伙伴日本(的防務)的參與,戰線確保整個太平洋地區未定安全的決心”。美軍太平洋地區空軍司令加里諾斯在8日也表示,美軍今年還將在嘉軍納基地部署F-22猛禽戰斗機。以滿足美軍的訓練和行動所需。諾斯稱:"無論是在日本,還是關島或夏威夷,這些戰機中隊的例行部署計劃都在我們的日程之上。”他還稱,美軍將繼續在整個東亞地區部署"猛禽"以及其它戰機,以滿足美軍的訓練和行動需求,F-22是美軍現役技術最先進的戰機,具備高水準隱形性能和超強機動能力。2007年以來,美 軍5次在嘉手納臨時部署F-22,每次停 留幾個月。作為世界上最尖端強悍的戰斗機,是美軍現有軍火庫里壓箱底的一個寶貝,是不輕易示人的。美國空軍現在共裝備有180余架F-22,今年春季。美空軍將會接收最后一架該型戰機。之后其生產將會停止。但生產線將得到保留,以保障今后對現役戰機的保養和改進工作。美國防部曾在今年初時直布。將在今后數年內撥款160億美元對F-22進行現代化升級。
俄羅斯研發并將裝備T-50戰機
與美國旗鼓相當的俄羅斯第五代戰機(歐美 標準為第四代)T-50的第一架原型機。于2010年1月29日首飛成功,引起了世界各國的廣泛關注。這標志著美國在新一代戰斗機研發領域中長時間的壟斷地位打破。終于有其他國家也研制出了能夠與F-22、F-35相抗衡的先進戰機。2011年3月3日,第二架T-50原型機在阿穆爾共青城的飛機制造基地首飛成功。試飛員順利完成了一系列預定的試驗任務,所有儀器包括發動機沒有發生任何故障。2011 年8月15日。T-50 (蘇霍伊PAk FA的原型機)參加2011莫斯科航空展。按照發展規劃,T-50將逐步取代蘇-27、米 格-31等戰斗機,主要執行奪取制空權,摧毀空中、地面和海上目標的任務。俄計劃于2015年量產,并編入空軍進行飛行作戰試驗.2025年前成為空軍主力戰機。
同時為了打造新型航母,還計劃制造艦載
機型。對俄羅斯而言,T-50具有里程碑式的重大意義,因為這是蘇聯解體后,俄羅斯自主研發的第一款新式戰機。近20年來一直依靠蘇聯時期武器裝備苦苦支撐的俄羅斯渴望憑借這一重大成果重新找回昔日軍事大國的輝煌。再次站立于世界軍事技術發展的最高峰。俄國防部宣布準備在2020年前采購大約50--70架T-50,之后采購數最可能會增加到150架。甚至是200架。
日本購買美國的F-35戰機。近年來。日本航空自衛隊戰斗機更新進程一再拖延。防衛省原來準備在2005--2009年 中期防務計劃框架內開始換裝新型戰機,計劃采購7架新一代戰斗機替換第二代戰斗機F-4。日本航空自衛隊曾經希望采購美國空軍從2005年12月開始裝備的第5代戰斗機F-22“猛禽”但被美國會禁止。2011年12月20日。日本防衛省選定美 國第四代戰斗機F-35“閃電”為航空自衛隊新型主力戰斗機,計劃從2016年起 開始列裝。花費80億美元購買42架F-35、用于替換老舊的F-1、F-2和服役期滿的F-4EJ戰斗機,還有可能在2015年左右再購買100至120架F-35戰機,F-15J/DJ戰斗機。按照計劃。美國將在2016財年之內(截止到2017年3月3日)向日本航空自衛隊交付首批4架F-35“閃電II”。由子美俄對四代機的熱衷,也導致周邊國家對于四代機的追捧,2004年日本開始投資建造自己的四代戰機,從事該工作的是三菱公司。2005年第一個最新隱形戰機ATD-X“心神”模型在法國進行了“雷達反射”試驗。而現在的兩架原型機都還沒有進行首飛試驗,預計2014年將會進行首飛。
韓國欲購買美國的F-35戰機,日本去年12月決定購買洛克希德。馬丁公司的F-35A隱身戰斗機作為新的主力戰機。這一舉動理所當然引起了韓國的關注,目前韓國已啟動FX-3戰機采購項目,F-35同樣是熱門候選機型。韓國作為近鄰注意到日本的決定,也會對F-35戰機越來越青睞。目前韓國已啟動代號FX-3的戰 機采購項目,將花費73億美元購買40至60架戰機,最終決定將在今年10月公布。
該項目有3個選項:美制F-35A、F-15SE以及歐洲的“臺風”戰斗機,早去年的7月,韓國和印度尼西亞已就聯合研制具備隱形能力的“三代半”戰機簽署了一份 合作備忘錄。按照雙方協議,新機的性能將超越韓國空軍現役的KF-16并具備躲 避雷達探測的能力。據悉,這一被命名為KF-X項目的研究計劃將耗資約41億美元。
印度購買法國的“陣風”戰機
2月1日,印度空軍126架中型戰機采購大單塵埃落定,在國際市場上屢遭冷遇的法國 “陣風”最終以低報價羸得總價值120億美元的合同。購買“陣風”戰機將進一步提高印度空軍的現代化水平。“陣風”在印度軍購的獲勝標志著這款新型戰斗機未來必然將出現在南亞地區。因此,“陣風”戰斗機對未來亞太天空的威脅也引起亞太地區特別是周邊國家的關注。作為南亞地區陣容最強的空中力量,印度空軍已裝備有多型歐制、俄制先進戰斗機并開始購買美制軍機。客觀地說,外購武器裝備本來是提升軍隊戰斗力的一條捷徑,但印度在軍購時總喜歡貨比多家,這就使得參與競標的軍火商需要漫長的淘汰賽才能贏得訂單。隨著經濟繁榮令印度得以推動其軍隊的現代化。它已經成為世界上最大的武器進口國。印度計劃斥資120億美元用來采購新式中型戰斗機,用于替換現役的老式 米格戰機。這些新采購的戰斗機預計將服役40年時間。《印度時報》援引消息人士的話稱,首批交付戰機可能部署在西部地區防御巴基斯坦,隨后將部署在東線防御中國。鑒于印度空軍曾做出過一系列針對中國的動作,此次其購買上百架歐洲戰機也被外界認為“指向明顯”。
另外,印度空軍宣布從2017年起裝 備214架T一50五代戰機。2011年10月, 印度空軍參謀長布朗空軍上將在接受媒體采訪時宣布,印空軍將從2017年起裝備與俄羅斯聯合研制的第五代戰斗機。布朗上將指出,印空軍將總共采購214架第五代戰斗機。其中166架為單座型.48架 為雙座型。其中。雙座型戰機將全部在印度斯坦航空公司的車間內進行組裝。俄印兩國于2010年12月份簽署了聯合研制 第五代戰斗機FGFA的協議。項目總投資 250--300億美元。俄印聯合研制的FGFA在技術水平上將明顯優于現役的第四代戰斗機,將采用隱形技術、內置武器彈倉、先進的航電設備和一體化的計算機系統。F-22戰斗機因其強大的“4S”能力----超聲 速巡航、超聲速機動、超視距攻擊、隱身,而成為眾多先進戰機中的明星。F-22作為當今最強大的雙發重型戰斗機。作戰效 能要比F-35高出一截。更重要的是,F-22在設計之初就被定義為一種空優戰機。負責奪取戰場制空權。
就是這種被美國空軍寄予厚望的王牌戰機近年來卻故障頻發,各類消息不絕于耳。2010年11月16日,一架隸 屬于阿拉斯加州埃爾門多夫。理查森聯合基地第3戰斗機聯隊第525戰斗機中隊的F-22戰斗機在完成訓練任務返航中墜毀。飛行員遇難。美國空軍于2011年5月3日下令F-22戰斗機機隊全面停飛,所公布的原因是懷疑該機的機載制氧系統有問題。此禁飛令對幾乎所有F-22有效。只有加利福尼亞州愛德華茲空軍基地的試飛員們可以在該基地繼續執行部分試飛任務。隨后,美國空軍又決定對F-22“猛禽”戰斗機在常規訓練時的飛行高度進行限制,F-22的飛行高度一度被限制在7600米以內。導致航空作戰 司令部作出這一決定的原因是,F-22安 裝的機載制氧系統存在嚴重缺陷。經過一系列研究和試驗,2011年12月,在美軍確認F-22制氧系統已無問題,已開始復飛并正常執行任務。
另外,F-22還有一個可能會影響作戰的問題,那就是F-22的電子系統只能從數據鏈上接收信息無法向除F-22之外的其他任何飛機發送信息,而向其他F-22發送信息時也是用加密信號,其他飛機無法接收。這樣的設計本意是要控制對外的電磁輻射。增加隱身性能,但很可能對融入空軍體系有一定的影響。另外。目前F-22也無法發射AIM-120D和AIM-9X。上述問題只有在進行“增量”3.2B等一系列升級之后才會全面具備發射這些導彈的能力,而這些升級按計劃要在2017年才能全部完成。
F-35是美國繼F-22A之后研制的又一種第五代戰斗機,美國空軍認為該機的 空戰性能僅次于F-22A,并將成為2040年之前世界上最重要的多功能戰斗機之一。F-35優勢明顯。它是由以洛克希德-馬丁公司為首聯合9個國家的企業共同研制的。使用一系列先進技術包括隱身技術。更為重要的是F-35機載通信設備能接收“宙斯盾”驅逐艦和地面雷達搜集的信息,采用自動化操縱方式,在空戰中具有非常明顯的優勢,能夠輕易摧毀敵方 防空設施,對敵地面和海面目標實施精確打擊。目前日本海上自衛隊已有4艘“宙斯盾”驅逐艦開始在日本海巡邏。對于F-35戰機的性能。日本防衛省和航空自衛隊方面認為“該戰機具有全方位隱身性能,可迅速而準確地統合地面雷達以及‘宙斯盾’艦的情報。并及時傳達給飛行員,可構建一套完備的戰力體系‘具有非常良好的性能。'”據報道,美政府已向日本政府明確表示,向日本出售的F-35可破例向聯合研發國以外的國家展示相關隱身技術’戰機部分零部件允許在日本國內生產。
F-35A(空軍型)的最大起飛重量約32.8噸,最大速度2.0馬赫,作戰半徑1090千米,相比于F-22,F-35則更 側重對地打擊能力。F-35的整機推重比小于1,也無法實現超聲速巡航。面對這樣的技術指標,空優能力相對于這 樣的標準四代機無疑會打了折扣。而空優性能的缺失。對于將本土防衛作為國策的日本來說,不得不說是一個嚴重的缺憾。另外日本航空自衛隊領導人擔心,美國無法在日本航空自衛隊現役老舊戰斗機服 役期滿務前開始供應F-35。如果美國不能從2016財年開始供應F-35戰斗機。那么日本航空自衛隊將會重新修改空中防御戰略。美國擔保將會從2016財年末期開始對日供應F-35,日本航空自衛隊領導人表示,相信美國能夠履行承諾。實際上,無論F-35能否順利供應日本都將修改空防戰略,而且這也是大量裝備性能先進的新型戰機后的實際需要。畢竟換裝F-35之后。不僅能確保空戰時的制空權還能有效攻擊地面和海上目標,而且可能會在 20-30年的計劃使用期內促使日本航空自衛隊的使命發生大的改變。
T-50型隱形戰機由俄羅斯蘇霍伊公司研制最高飛行時速200千米,最多連續飛行5500千米,屬第四代戰機(也即俄羅斯所稱的第五代)定位于多功能超聲速戰斗機。俄方稱這款戰機可比肩美國F-22型“猛禽”式戰機和F-35型戰機。雖然在飛行性能上T-50和蘇-35差不多但它是一種全新的戰機。T-50駕駛起來更為輕便,機動性更強。而且這些性能還會在試驗過程中繼續得到完善T-50發動機的推力增強,更易于爬高,大角度空中轉彎也很容易完成。俄羅斯軍火制造商戰術導彈公司高級管理人員鮑里斯。奧布諾素夫今年1月31日披露,有望再年內完成研制專為俄羅斯T-50型隱形戰機設計的戰術導彈系統。奧布諾索夫吿訴俄新社記者,Kh-35UE. Kh-38ME,Kh-58UShKE和RVV-MD這4種不同型號 的導彈有望在今明兩年內完成研制,Kh-31PD型導彈已經開始測試并實現批量生產。按照戰術導彈公司的說法,Kh-35UE型反艦戰術導彈最遠飛行距離為26千米;Kh-58UShKE型導彈可摧毀脈沖式雷 達,最大航程為245千米;RVV-MD型空對空短程導彈有效打擊距離為40千米;Kh-31PD型聲速反雷達導彈最遠飛行距離為250千米。奧布諾索夫說T-50型戰機預計2014年交付俄羅斯空軍使用,屆時各種型號導彈將全部就位。
在T-50的設計中,俄羅斯選擇了有重點的突破,他們更加強調超機動,和超聲速巡航這兩項指標,在隱身性能方面作出了適當的犧牲,而在所謂的高效能方面,由于技術上相對于西方存在較大差距,只能盡可能地追趕。即使是技術實力雄厚的美國。在高低搭配的低端飛機F-35上。無奈地放棄了超聲速巡航和超機動這兩項指標。因此俄專家認為T-50致命不足在于其隱形性,因為在“隱形和機動性”這二者之間,俄專家更看重后者,因此T-50的隱身性只是“部分實現”。另外,俄專家認為T-50在電子技術設備上也輸給了美國,特別是其沒有“循環信息系統”、“自動干擾管理系統”、“來自各種信息源的情報戰況指示器”。
“陣風”戰斗機是法國達索飛機公司的得意之作,它可執行多種作戰任務,包括對地與海上攻擊、空中防御、空中偵察、高精度打擊和核打擊等。“陣風”戰斗機是法國達索飛機公司設計開發和建造的采用雙引擎、復合后掠三角翼、高位活動鴨式前翼和單垂尾氣動布局,是高靈活性多用途戰斗機。可攜帶多種空空和空地武器。“陣風”最多可帶6500千克武器。包括14個掛架(機身下4個。進氣道下2個,翼下6個,翼尖2個)正常載彈量6000千克,最大載彈量8000千克。“陣風”可以使用世界最先進的“流星”空空導彈。空地導彈也可以使用先進的“風暴之影”。隨著新型武器系統和傳感器的采用,以及軟件標準的提高,它將顯示出可遂行多種任務的能力,甚至扮演更重要角色。法國空軍正在考慮將其作為控制平臺,控制無人機進行作戰。不過。雖然該機擁有許多優越的性能,由于在設計上未采用隱身技術。同時飛行性能也不如正宗的四代機,因此最多算是三代半戰斗機。
在利比亞戰爭中“陣風”戰機是法國軍事行動的主打機型,并有表現的突出。法國本土距利比亞2000千米以上,不在“陣風”戰機攻 擊范圍內。由于目前法國戰機中只有“陣風”擁有海軍型,可以部署在航空母艦 上,于是法國的“戴高樂”號核動力航空母艦派上了用場,這也是法國大量使用“陣風”戰機的原因。2011年3月, 在空襲利比亞的行動中,“陣風”戰機首次實戰就頗顯風光,為海外銷售著實做了一番給力宣傳。在此次軍事行動中,法國“陣風”戰斗機充當了空襲急先鋒,在行動中出盡風頭,發揮了極佳的作用。“陣風”戰機先是執行了偵察任務,在3月22日利比亞領空巡飛未遇任何阻力,然后率先進行了4個波次的空襲,打擊利比亞政府軍攻打班加西的地面部隊。
摧毀了卡扎菲軍隊數輛軍車和坦克。另外,為了保住反對派的大本營,“陣風”戰機還多次轟炸首都的黎波里,嚴重打擊了政府軍的士氣。在2011年莫斯科航 展。美國派出了強大的參展陣容,但四代機明星F-22由于制氧系統問題無法參展;首飛僅過去一年半的俄羅斯四代機T-50以雙機編隊參展本可成為航展絕對的明星。卻由于發動機問題中斷起飛,給鋳躇滿志的俄羅斯不小的打擊。反倒是法國的三代半戰機“陣風”用并無新意的表演賺足了觀眾的眼球。
中國對策
新中國的航空工業誕生于20世紀50年代。在一窮二白的基礎上從零開始。 所以,在相當長的一段時間里以仿制、維修、改進為主。基本上沒有拿出可以和國際一流水平比肩的產品。自殲-10橫空出世的那一刻。使我國成為繼美、俄、英、法之后第五個可以獨立研制第三代戰機的國家。它標志著我國國防工業的水平又上了一個新臺階。然而,中國周邊呈現出四代機云集的客觀現實表明。中國需要加速發展航空工業,用以提高維護空中安全能力。
首先。對于現代先進戰機必須要有—個清醒的認識。戰爭是體系的對抗。飛行器作為戰爭體系中的一種兵器,主要包含航空器、航天器和空天器三大部分。第四代戰機只是航空器中的一個子系統。它的研發和列裝,固然代表一個國家的科技水平和作戰能力,但它絕不是無所不能的兵器。也不是“獨行俠”。我們必須把它的作用放在總的戰爭體系中理解和運用,研究它與其他兵器裝備之間的關系。系統的本質是關系,沒有關系不能構成系統。第四代戰機不是一個機型也不是一個機種,而是航空 器中的一個子系統。它不僅包含重型殲 擊機、輕型殲擊機、殲擊轟炸機,甚至還包含轟炸機。即便是最先進的當今戰機。要獲得制空權還必須靠航天器和未來的空天器的支撐和援助。更不要說各種傳感器系統和遠程雷達了。在南聯盟戰事中,米格-29升空后不到4分鐘,就被F-16擊落。因為F-16有衛星、預警機、地面遠程雷達的信息支持,先發制人。離手也需要“左右逢源”,沒有系統優化的觀點將無法研發真正具有戰斗力的第四代戰機。
其次,先進戰機的發展關鍵在于多項功能的整合。當今。對第四代戰機的主要性能指標。各種提法雖不盡一致:但是隱形都列為首要的—條,即低可探測性或甚低可探測性。這是最突出、最重要的一項指標。從辯證的觀點看。飛機的隱形也是相對的,有條件的;在隱形方面有所得,在其他方面就會有所失。以上說的這些隱 形措施無不是以影響飛機的速度。航程、機動性、載彈量等要素為代價的。隨著雷達發射和接收技術的發展。四代機的隱形性遇到了越來越多的挑戰。利用等離子體發生器,使流過飛機周圍的氣流電離,也可以對電磁波的探測起到隱形作用。當然,四代機研發更大的難點還在于技術的整合,工程領域單向技術的突破已經不易,而要實現多項功能的整合,對技術團隊的考驗更加嚴峻。追求完美的F-22在小小的氧氣問題上一蹶不振,一停飛就是4個多月,這種看似陰溝里翻船的現象其實是技術整合帶來的最大問題。對于俄羅斯而言,他們遇到的問題更多,既有經費不足的問題。也有技術整合難度大的問題。例如在超機動和隱身性能彼此兼顧方面,從設計和制造難度角度考慮,他們不得不降低對隱身性能的要求,這一點從機身下表面和尾部設計中都可以看到。
再有,中國還要發展其他制約四代機的先進裝備。據有關媒體報道稱,中國已研制出能追蹤美國F-22隱形戰斗機等機型的最新型雷達。這款雷達由中國電子科技集團研制,其型號名稱是“DWL002被動探測雷達”最遠偵測距離達500千米。按照工作原理來看中國的這款新型雷達與捷克的維拉系統基本類似,發現距離與維拉系統的450千米也基本相當。而維拉系統可以發現跟蹤最遠450千米內的200個目標,據此分析中國的DWL002也應該具有相同的能力。鑒于一些國家對于中國沿海不間斷的海空偵察,中國應該加強在新型雷達發展上加大投入的力度,盡快提高識別隱身戰機的能力。
此外,繼續加強國產發動機的研制。中國航空工業60年來,從小到大,從弱到強,研制出了一批具有自主知識產權,與世界發達國家在役飛機性能相當的航空裝備,使我國躋身于能夠研制先進戰斗機、戰斗轟炸機、直升機、教練機、特種飛機等多種航空裝備的少數幾個國家之列。進入新世紀,中國航空工業著力推進專業化 整合。資本化運作,國際化開拓,取得了輝煌成就,實現了我國軍機從第二代向第三代的跨越,以“太行”發動機為代表,實現了我國軍用航空發動機從第二向第三代,從中推力向大推力的跨越,重大特種飛機實現了從無到有。直升機專項班制取得重大成果、機載系統與設備不斷升級換代的一系列歷史性跨越。目前,我國完全掌握了第三代戰斗機和發動機,渦扇支線客機、先進直升機的研發技術,近幾年取得了近百項重大科研成果,填補了我國科學技術領域的多項空白,鑒于發展四代機的需要,我們在航空發動機方面還應該有所突破,特別是在以先進氣動布局,數字式電傳飛控系統,高度綜合化航空電子系統,先進航空材料為代表的一系列航空關鍵技術更需要突破。
最后。還要加強其他飛行器的研究與開發。未來的這種飛行器,最理想的飛行狀態是在近地空間和大氣層之間作“打水漂”似的跳躍飛行。在近地空間運動時高于20馬赫,在大氣層中運動時高于5馬赫。由于其速度極快,所以,隱形,機動等等,也就自然而然被淡化了。目前世界各軍事大國都在積極研發高超聲速飛行器。但從近年X-30、X-37、X-47,X-51等試 驗來看,結果并不理想,尚未取得突破性進展。對此只能用中國的大詩人屈原的名句“路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索”來形容其發展狀態。(作者署名:航空世界)