第四十三章格斗戰斗機
相對而言,中國在第五代戰斗機的研制工作上,走的彎路比美國少得多。
原因只有一個︰中國研制第五代戰斗機的起步時間比美國晚得多。在美國已經走了足夠多彎路的情況下,中國空軍與海軍足以借鑒美國的經驗教訓,在啟動第五代戰斗機項目的時候找準了方向。
從時間上講,中國空軍在二零二零年前後才啟動項目。
與美國空軍一樣,最初的時候,中國空軍也把項目當做重型戰斗機,沒有考慮使其輕型化。
到了二零二二年左右,中國海軍加入了項目。
原因與美國一樣︰開發新式戰斗機的費用高得嚇人,沒有任何理由分別為空軍與海軍各自研發一種性能相似、戰術要求相當的重型戰斗機。只有把兩個項目統一起來,才能最大限度體現出成本優勢。
問題是,海軍加入後,對項目提出了一個空軍在當時無法接受的要求︰輕型化。
海軍提出這個要求的目的非常單純︰提高航母的載機數量,增強艦載戰斗機的出動率。
不管怎麼說,航母的機庫容量非常有限,戰斗機做得越小,搭載數量就越多。更重要的是,電磁彈射器可以調整能量,因此在彈射較輕的戰斗機時,輸出功率較小,也就能提高彈射效率。
問題是,空軍不存在這些問題。
如此嚴重的分歧,幾乎使空軍與海軍分道揚鑣。
比如在二零二三年,海軍就提出在盡量利用基礎技術的情況下,單獨研制一種中型艦載制空戰斗機。
為此,海軍在當年投入了四十億元的啟動資金。
所幸的是,第一次印度洋戰爭,改變了空軍的觀點。
在這場戰爭中,中型的J-25成功的擊敗了印度空軍的,證明在制空作戰中,特別是在以格斗為主的空戰中,中型戰斗機不但不比重型戰斗機差,而且具有更大的戰術靈活性與戰場適應性。
在此之後,項目被定性為一種正常作戰重量不超過二十四噸、最大作戰重量不超過二十八噸的中型戰斗機。
雖然從重量上看,的標準已經超過了初期的F-15,比差不了多少,但是橫向對比就能發現,絕對是中型戰斗機,因為美國的項目在設計的時候,就把正常作戰重量定為三十二噸。
限制作戰重量之後,成為了名副其實的制空戰斗機。
雖然在招標階段,空軍與海軍都明確提出,必須采用模塊化設計,以便在必要的時候通過更換任務模塊,執行各類作戰任務,但是空軍與海軍也明確要求,的標準作戰任務就是制空。
到二零二九年,成飛在競爭中勝出後,獲得了工程研發合同。
隨後,項目被正式命名為J-30與J-32。
當然,這是新的命名規範。按照總參謀部出台的戰斗機命名原則,所有以制空任務為主的戰斗機都采用雙數編號,以多用途為主的戰斗機則采用單數編號,空軍與海軍交替使用對應編號。
與F-44相比,J-30的最大特點就在重量上。
事實上,這也是非常無奈的選擇。
原因很簡單,雖然決定戰斗機重量的是任務需求,但是在考慮任務需求的時候,可供選擇的動力系統起到了至關重要的作用。說得直接一點,即便是軍方,也要根據動力系統來確定任務需求。
如果把J-30定性為一種正常作戰重量在三十噸左右的重型戰斗機,至少需要配備兩台推力為兩百千牛的高性能渦扇發動機,才能在機動性上與F-44抗衡(F-44的動力是兩台最大加力推力為二百四十千牛的渦扇發動機),而在二零二七年,也就是J-30項目的初期招標工作開始的時候,中國的航空企業只能提供加力推力為一百八十千牛,推重比為十四左右的渦扇發動機。
可以說,動力系統存在的缺陷,一直沒有得到很好解決。
在J-20時代,中國戰斗機就缺乏高性能發動機,到了J-22與J-25時代,好不容易追上了美國,結果到第五代戰斗機項目上馬的時候,美國又領先了一大步,率先制造出推力在兩百四十千牛以上、推重比超過十五的渦輪風扇發動機,而且有望在二零四五年,研制出推力在三百千牛以上、推重比達到二十的高性能發動機。在這個時候,中國能拿得出手的都是中等推力渦輪風扇發動機,而且推重比都偏低。
俗話說,有多大的力量辦多大的事。
在發動機推力上不去的情況下,降低戰斗機重量,成為唯一選擇。
如果說發動機的最大推力直接決定了戰斗機的作戰重量,那麼發動機的推重比就決定了戰斗機的作戰用途。
美國在擁有推重比高達十五、推力高達二百四十千牛的渦輪風扇發動機的情況下,也把F-44定性為重型制空戰斗機,中國只能用推重比十四、推力一百八十千牛的發動機,自然也只能把重點放在制空上。
單純從設計指標來看,J-30與F-44的制空作戰能力相差不大。
相對而言,F-44的最大優勢在于能在不降低機動性能的情況下,攜帶更多彈藥,具有更強的持續作戰能力。
只是在現代化空戰中,特別是在格斗空戰中,彈藥多寡並非決定勝負的關鍵因素。
在制約戰斗機格斗性能的因素中,最大的短板不是戰斗機的機動性能,而是飛行員的承受能力。
理論上講,如果沒有飛行員,無人戰斗機的機動過載可以做到跟格斗導彈一樣高。
通過抗荷服,中國空軍率先把戰斗機的機動過載提高到了十二G,到二零三零年左右又進一步提高到了十五G。受材料等技術限制,十五G基本上是抗荷服的極限了,如果要繼續提高過載,只能在飛行員身上下功夫。
當時,成飛率先提出「抗荷座艙」概念。
說得簡單一點,就是通過全密封增壓式座艙,取代抗荷服,更大限度的提高飛行員短時抵抗高過載的能力。
問題是,這麼做的代價太大了。
以二零三零年左右的技術,「抗荷座艙」至少會使戰斗機增重二百五十公斤,而且成本高得嚇人,比如必須用整體彈射逃生系統取代彈射座椅,因此不管是戰斗機性能、還是制造成本都無法承受。
最終,中國與美國都在飛行員身上做文章。
當時,中國采用的辦法是通過藥物刺激,在短時內提高飛行員的抗荷能力,並且使其整合到抗荷服中。在二零三一年的測試中,這套系統曾經使飛行員在二十G的過載下堅持了十五秒。
美國的做法更加直接︰為飛行員提供用于抵抗高過載的生命維持系統。
核心是一套心髒助力器,即通過增強飛行員的心髒功能,在高過載的情況下仍然能讓血液進入大腦。
與抗荷服結合使用,也能使飛行員在短時內的抗過載能力達到二十G。
可以說,二十G是第五代戰斗機格斗機動性能的基本標準,也是衡量第五代戰斗機的主要性能指標。
這樣一來,空戰武器成了新的問題。
從理論上講,空對空導彈、特別是格斗導彈的最大機動過載必須達到戰斗機的…五倍才有可能擊落戰斗機,而在實戰中,往往需要達到戰斗機的五倍,才有百分之九十五以上的把握擊落戰斗機。比如在第四代戰斗機的機動過載普遍為九G的情況下,幾乎所有第四代格斗導彈的機動過載都在四十五G以上。
如此一來,在第五代戰斗機的機動過載能夠達到二十G的情況下,第五代格斗導彈的機動過載就得達到一百G。
從理論上講,任何依靠氣動面控制的飛行體都不可能達到一百G的過載。
也就是說,格斗導彈必須采用矢量推力控制技術。
雖然矢量推力控制技術不是什麼難題,早被第四代戰斗機普遍采用,在第四代格斗導彈上也得到了廣泛應用,但是隨著機動性能提高,導彈的彈體強度也得提高,而一百G的過載要求已經超過了現有材料的極限。
說得直接一點,在保證其他性能不降低的情況下,很難用現有的材料制造出過載高達一百G的格斗導彈。
美國最先研制第五代格斗導彈,而得出的結論是,除非把最大射程減少到五公里,不然就得投入巨資研制新材料,而且誰也不能保證能在什麼時候拿出成果,也就無法保證第五代格斗導彈與第五代戰斗機同時服役。
中國的理論研究也得出了類似的結論。
事實上,在格斗導彈的最大射程僅有五公里,而實際射程肯定不足兩公里的情況下,已經沒有存在的必要了。
要知道,第四代格斗導彈的最大射程普遍在二十公里以上。
只有達到這個級別,才能保證對五公里內的敵機進行尾追攻擊。
結果就是,在第五代戰斗機上,中國與美國都高度重視早已被人認為是雞肋的航炮,而且均把重點放在了電磁速射炮上。只是戰斗機不是戰艦,能源系統不可能做得很大,也就極大的限制了電磁速射炮的作戰應用。
只有一點非常明確,即中美的第五代戰斗機都以格斗性能為主。
受此影響,第五代戰斗機又被稱為「格斗戰斗機」。
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