無論是“金穹”導彈防御系統,還是F-47戰斗機,都印證了一件事,那就是美國開始考慮如何防守了。當鴨翼出現在美國六代機身上的時候,哪怕五角大樓再嘴硬,都不得不承認,自己獨霸天空的時代一去不復返了。
前段時間,美國終于公開了自己的六代機F-47,不同于以往先是不同公司拿出技術驗證機來進行公開的測試評比,然后在軍方的評估下決定最后的勝者,這次五角大樓跳過了測試評估環節,直接任命波音公司負責研發F-47,頗有一種趕鴨子上架的感覺。以當今互聯網信息的發達程度,若F-47之前進行過秘密測試評比,網絡上或多或少會傳出消息與影像資料,目前基本可以確定,F-47最多進入了原型機組裝階段,距離首飛還有一段較長的距離。
美國這次急匆匆的公布自己的六代機,很明顯是受到了東方大國的刺激,東方大國的六代機都開始試飛了,自己這邊連原型機都沒造出來,美國還怎么粉飾自己全球第一軍事強國的稱號?當年美國可以從容的讓YF-22跟YF-23打擂臺,冷戰后又能讓X-32與X-35搞競標,是因為美國遙遙領先,可按照自己的計劃,按部就班的完成戰斗機研發工作。可現如今,擺在美國面前的殘酷現實是:中國各方面都在以驚人的速度崛起,30年前的中國連四代機都沒首飛,10年前還在進口俄羅斯的蘇-35,到了2025年,六代機就已經試飛了,完全超過美國人的想象。
然而這個有點像匆匆趕工出來的方案,著實令人有些大跌眼鏡。美國的戰斗機工程師曾經說過:鴨翼最好出現在敵人的戰斗機上。結果美國的六代機,竟然也安裝了鴨翼,一個個回旋鏢是啪啪打臉。
鴨翼,可以說是戰斗機身上一個極具爭議性的氣動舵面,沒有之一。喜歡鴨翼的人,將鴨翼視為增強戰斗機性能的“神器”;討厭鴨翼的人,則將鴨翼視為是一種“投機取巧”的設計,算不得正道。其實鴨翼就是一種氣動設計理念,世界上沒有完美無缺的氣動外形,鴨翼有優點也有缺點,既不是完美的設計,更不是一無是處的設計,它的出現有其必然性,美國的六代機上出現了鴨翼,同樣有其必然性。
簡單來說,鴨翼就是位于主翼前方的一個類似于水平尾翼的氣動舵面,可動鴨翼兼顧了邊條翼與水平尾翼的作用,也就是引發增升渦流、控制戰斗機的俯仰姿態。與位于主翼后方的水平尾翼相比,鴨翼有這樣幾個優勢。首先就是在戰斗機起飛或者大角度爬升階段,水平尾翼是通過下壓來壓起機頭,需要通過偏轉產生負升力才能讓戰斗機起飛或者爬升。反觀鴨翼是通過產生正升力來抬起機頭,讓戰斗機起飛或者爬升,因此在起飛與爬升階段,鴨式氣動布局的飛機,擁有更好的升力特性,因此能夠以更短的距離完成起飛,爬升時的姿態響應速度也更快。在早年前,中國的科研人員將鴨式氣動布局稱為抬式氣動布局,其實就是因為這個原因。
其次,鴨翼放在主翼前方,就相當于將后機身的空間讓給了主翼,得以盡可能靠后安放的主翼,就能夠更好的躲過激波阻力,擁有更低的超音速飛行阻力。而且隨著飛機進入超音速,氣動焦點(升力中心)后移,此時鴨翼的操控力矩變長,根據杠桿原理就能知道鴨翼的操控效率會變高,也就意味著在配平的時候偏轉角度可以更小,擁有更低的超音速配平阻力。
最后就是許多人耳熟能詳的增升了,鴨翼在前方產生高強度渦流,能夠提升飛機的升力系數,進而增強飛機的機動性。而水平尾翼就只能負責俯仰操控,想要增強升力就只能額外在主翼前方設計邊條翼。
既然鴨翼有這么多優點,那么以前美蘇為什么都不喜歡鴨翼呢?這里發表下自己理解的觀點,那就是鴨式氣動布局的戰斗機,防御大于進攻,美蘇的空軍以進攻為主,自然更傾向于采用常規布局的戰斗機。為什么說鴨式氣動布局的戰斗機,防御大于進攻呢?這里以歐洲為例,冷戰時期,歐洲的北約成員國時刻在防備蘇聯的進攻,雖然有美軍的保護,但是歐洲那些國家依然在想辦法提升自己的國防實力,畢竟誰都清楚“人不為己天誅地滅”的道理,美國連自己的本土都無法確保萬無一失,歐洲必須想辦法自保。
考慮到戰爭一旦爆發,蘇聯的各種超音速轟炸機會將歐洲的重要機場、軍事基地、交通樞紐、工業區當成主要攻擊目標,因此如何攔截蘇聯的空中突擊,就成為了歐洲各國需要解決的大事。其實從二戰開始,各國就已經意識到地面防空武器在攔截轟炸機時的局限性,戰斗機才是攔截敵方轟炸機效率最高的武器,而戰斗機想要提高轟炸機的效率,就必須擁有更高的爬升效率、更好的加速性能、巡航速度盡可能高。雖然冷戰后美蘇都研發過對付轟炸機的截擊機,但是截擊機對于歐洲來說存在一個致命問題,那就是追求高空高速的常規布局截擊機,起降性能普遍較差,需要較長的跑道才能起降,而跑道較長的大型機場,戰時肯定會成為蘇軍導彈第一波打擊的目標。并且截擊機的機動性較差,當蘇聯派出戰斗機為轟炸機護航的時候,機動性較差的截擊機,很容易變成獵物。
那么有沒有一種起飛距離短、爬升性能好、超音速性能好,機動性又比較不錯的氣動外形呢?的確有,那就是鴨式氣動布局,完美兼顧了上述要求。當年英國帶頭搞EF-2000臺風戰斗機的時候,一個重要目標就是在大西洋上空攔截蘇聯的超音速轟炸機,臺風的超音速性能必須足夠強,能夠長時間以超音速進行沖擊,爭取趕在蘇聯轟炸機發射導彈前將其摧毀。于是臺風采用了超音速性能好的遠距鴨翼氣動布局,在西方擁有僅次于F-22的超音速性能。
鷹獅戰斗機也是同理,瑞典的國土面積較小,幾個機場很容易在開戰第一波打擊中遭到團滅,因此瑞典軍方要求鷹獅能夠從高速公路上起降,擁有極佳起飛性能的鴨式氣動布局,自然得到了薩博公司的垂青。
而中國的殲-10戰斗機,在上世紀80年代設計的時候,也是立足于防御,需要對付蘇聯從北方來犯的超音速轟炸機,殲-10必須擁有較強的加速性能與超音速性能,機動性要強,起降性能也要足夠好,在中國缺乏先進大推力發動機的情況下,鴨式氣動布局幾乎成為了唯一的選擇。
到了2010年,中國在研發殲-20的時候,同樣立足于防御。面對戰時從太平洋方向蜂擁而來的美軍轟炸機、電子戰機、預警機、加油機、運輸機,解放軍需要一種超音速性能非常好、能夠快速穿透美軍戰術飛機攔截的高性能隱身戰機,鴨翼再次成為了第一選擇,再加上獨特的高升力設計,殲-20擁有了全球最高的升力系數,超音速性能又非常好,配合霹靂-15遠程空對空導彈,殲-20成為了“機動性最好的截擊機、截擊性能最好的戰斗機”。
可以說,對于以防御為主的國家來說,鴨翼就是本國戰斗機的“力量倍增器”,就連英國這樣的老牌科技強國都選擇了鴨翼,足以說明鴨翼遠非批評者嘴里的“投機取巧”。而對于以進攻為主的美蘇空軍來說,鴨翼的吸引力就不高了。鴨翼戰機的起飛距離短?人家美蘇負責進攻,機場跑道修的足夠長,不怎么擔心自己的機場被炸毀。鴨翼戰機的截擊性能好?擁有大推力渦扇發動機技術的美蘇,哪怕使用常規布局,依然能夠讓自己的戰斗機擁有不錯的截擊性能,再說有幾個國家有能力派轟炸機空襲美蘇啊。
而在美蘇最看重的戰斗機機動性、航程、載彈量這些指標上,鴨翼其實就沒有多少優勢了。與許多人想象的鴨翼戰斗機機動性強于常規氣動戰斗機不同,常規布局戰斗機通過合理的氣動外形設計,機動性方面可以不亞于鴨式氣動布局,甚至更強。最典型的代表就是當年印度的MMRCA競標測試中,美國的F/A-18“超級大黃蜂”戰斗機,擁有參賽者中最好的盤旋性能,優于采用鴨翼的臺風、陣風、鷹獅。歐洲也在測試中承認,沒有加裝邊條翼與加長后緣襟翼的臺風戰斗機,在格斗性能上不如美國的F-16與F-18。
此外,在美蘇飛行員非常看重的大迎角性能方面,鴨式氣動布局的戰斗機,也先天不如常規布局戰斗機。只能說,在擁有先進大推力發動機的情況下,常規布局戰斗機的綜合性能可能更好,而鴨式布局戰斗機則更加專精一些跟防御作戰有關的東西。
結果現在中國的六代機取消了鴨翼,美國的六代機開始出現鴨翼,那情況就很清楚了。當然這里并不是說解放軍要主動進攻其他國家,而是為了更好的維護國家主權、領土完整與利益,人民空軍需要轉型為戰略進攻型空軍,不能只局限在第一島鏈內立足于防御,進攻就是最好的防守。反觀美國空軍,目前的情況是四代機老邁不堪,平均機齡已經超過35年,五代機又走了彎路,主打空戰的F-22數量太少,追求多用途性能的F-35,空戰又不是殲-20的對手。眼下中國的六代機也開始試飛了,將來美國空軍可能面臨的情況將是數量與質量的雙重劣勢。2024年,中國空軍的轟-6已經開始出現在美國領空附近,再過幾年,搞不好就是H2O“水分子”到美國那里串門了,美國本土開始出現防空壓力。在這種情況下,美國的六代機也必須擁有較好的截擊性能,同時機動性也要好,這個時候,中國研發殲-20的思路,就開始轉移到F-47上了。
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