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晨枫:南北无人制空战斗机把落后的帽子甩到太平洋对面去
【文/观察者网专栏作者 晨枫】
在九三阅兵中,人们惊喜地看到南北无人制空战斗机(下文称“无歼”)公之于世。阅兵中展示的新锐装备太多,每一个方队都可圈可点,但无歼的亮相尤其值得惊喜。
由于现在没有公布任何具体的型号,所以我们分别将两型无歼暂且命名加以区别。其中我们将大三角翼(或者说菱形翼)的无人制空战斗机为“无歼-X”,兰姆达翼的为“无歼-Y”。X和Y当然是不明型号的代称,无歼则是根据“无侦”系列和“歼”系列的型号命名而推测的型号命名。
阅兵中公布的无人制空战斗机,上面的为“无歼-X”,下面的为“无歼-Y”
“无歼-X”在外观上与无人化、单发化、去鸭翼、去垂尾的歼-20高度相似,如果是成飞杰作将不意外。“无歼-Y”与网传北六高度相似,如果是沈飞杰作,也不意外。重要的不是谁家造了哪个,而是这都是中国的,而且不光无人,还是六代。
众所周知,六代机相比于五代机,其作战性能将会有质的飞跃。传统上五代机的特征包括隐身、超巡、超机动、传感器融合,但四个特征中只有隐身是定义性的特征,因为其他特征,四代机通过深度升级都可以做到。所以从这个意义来说,F-22是标准五代机,F-35也是五代机,只不过部分性能缩水了而已,没有做到超巡和超机动。但F-15EX就只能是四代半,成不了五代机。
现在,五代机只能做到前向隐身,这对浅近纵深的穿透性制空是管用的,但对于深远敌后的穿透性制空就不够用了。在那种环境下,只有全向隐身才能保证足够的生存力和战斗力。虽然全世界尚未就六代机的定义达成共识,但全向隐身和深度穿透应该是六代机的最主要特征。
在可预见的将来,雷达依然是最主要的防空制空探测手段,世界上不存在物理意义上的完全的隐身,而实现雷达隐身的关键在于减小雷达反射特征。现在世界各型五代机中,垂尾最大的侧向雷达反射源;同时在前向,垂尾的线性尺度也构成主要雷达反射特征之一。所以对于实现全向隐身来说,无垂尾布局是刚需。
在飞机设计中,垂尾在气动上相当于竖立的机翼,利用偏航时气流在两侧产生的不对称压力让飞机在航向上形成自稳定作用。典型设计原则是确保重心之后包括垂尾的机体侧面投影面积大于重心之前的侧面投影面积。包括F-22和F-35在内大部分战斗机的垂尾主体正是用于提供这样的侧面投影面积,因此垂尾的主体大多是固定不动的。
垂尾还可用于机头航向(偏航)的控制,垂尾后缘的控制舵面就是干这个用的。但在飞行中,飞机的转弯不靠垂尾舵面,使用垂尾舵面强行转弯只能造成飞机纵轴指向改变,飞机将形成侧滑但继续前行。飞机的转弯是靠机体横滚到一定角度,机翼产生侧向升力而实现的。
全动垂尾可以缩小垂尾的被动安定作用,降低阻力和侧面反射面积,通过主动偏转来维持航向稳定或者实现机头指向的改变,歼-20和苏-57就是这样的。
而无尾则意味着飞机连缩小面积的全动垂尾都没有。第一种实用化的无尾作战飞机是B-2。
B-2轰炸机
B-2的构型称为无尾飞翼。无尾这一点非常显然,飞翼则指机翼和机体融合为一体。B-2在历史上首次实现全向隐身,这是敢于深入敌后徘徊猎歼的底气。
B-2首创用开裂式副翼控制偏航的方法。这是在外侧副翼的位置,将原本一片的副翼分成上下两片,对称开闭,以形成两侧不对称阻力,既控制偏航,又不产生“计划外”的横滚力矩。
由于开裂式副翼机械结构复杂,重量较大,所以B-2的机翼结构较为肥厚。同时为了降低重量,B-2的开裂式副翼的面积相对整体机翼面积较小。这使得B-2在正常飞行时为了保持足够的控制灵敏度,也需要保持一定的开度,形成不必要的阻力。对隐身飞机来说,副翼开裂本身在后向形成了一对角反射器,这对以全向隐身为设计目标的无尾飞机是个尴尬。
开裂式副翼也不宜作为正常副翼使用,机械限制使上下翼面不便同向偏转。这样一来,使用开裂式副翼的无尾飞机还要另外设置正常副翼,还因为必须把外侧更加有效的位置让给开裂式副翼,而必须增加正常副翼的面积,带来重量和阻力代价。
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本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑: 唐晓甫 
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