官方媒体报道了中航工业沈阳所苏亚东工程师的光荣事迹,他为我国高超音速飞行器研制的多项材料已经成功应用,此举在标志着我国在该领域取得了巨大突破,也表明继美国等航空工业先进国家开始大力研制六代机后,我国下一代战机的研发也开始初露端倪,并已经获得阶段性成果。
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美国:追求极致隐身和感知优势
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7 m0 B# q+ Q2 x" D3 X2010年11月3日,美国空军装备司令部(AFMC)向工业界发布了一份信息征询通告,要求工业界提供关于可在2030年左右形成初始作战能力的新战机计划草案。此举标志着美国官方在2010年就正式启动第六代战斗机的概念探索。, z1 t& ]1 C- r! ] Y: A7 G- O6 A
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在此之后数年,美国军用航空巨头波音、洛马、诺格公司纷纷给出下一代战机的概念图和设计思想。其中,波音表现得尤为积极。毕竟,如果波音在下一代战斗机竞标中仍然颗粒无收的话,其战术战斗机部门将逐渐丧失与洛马竞争的能力。而波音一开始就瞄准了美国海军舰载机换代的需求,提出了F/A-XX六代舰载机方案。
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2 M0 U, e( \1 h. D中美六代机思路显差异,为提高生存力各有侧重
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4 z. n/ E1 t8 G2 s" ~* g3 V+ {波音给出的六代战斗机概念图) _; g9 ~) Z# i
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研究新一代战斗机,理念先行、确立标准无疑是最为重要的。目前,美国业界人士已经对一些必需的性能基本达成了共识,其中有一些是全新的技术,有一些则可以通过F-35或其他平台进行必要的改进,而且用于下一代战斗机的部分子系统研发已经紧锣密鼓地展开了。% ^' W4 g# x* X$ {& g3 p- v
8 F# _/ W, F0 t A& ]0 s7 P9 r2 d首先,美国的第六代战机仍然基于涡扇发动机,美军在战斗机的研发上一向秉承“发动机先行”原则,美国空军实验室于2012年与普惠和通用电气公司分别签订了“自适应发动机技术发展”(AETD)计划,如果不出现大的变故,美军的下一代战机将选用高推重比(大于12)的变循环发动机。考虑到F-35中期升级也将换装最大推力达21吨级别的变循环发动机,用于六代机发动机的技术可以获得大量的验证,减少其技术风险。! ~! ]7 S, u% Z& C. ]9 ?! K
# y' e$ a! w0 R( @* t) f有了强劲的心脏,美国的军工巨头就能围绕发动机开展设计工作和功能拓展。一台高性能变循环发动机不仅能够以最省油的状态进行巡航以获得大航程,也能够在战斗时猛然加速以抢占好的发射阵位(美军认为六代机的速度至少应该是0-3马赫范围,这也几乎等同于要求飞机一定要使用变循环发动机),完成导弹发射后迅速逃离,来去自如。高性能发动机也能依靠强大推力加强机动性,客观上可以简化气动布局,有利于增强隐身性,而比五代机更强的隐身性能和超音速巡航能力,正是美军心目中六代机的最核心技术。
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美军还计划将六代机(以及下一代轰炸机)上安装主动式激光防御系统,用于拦截来袭的空空导弹,甚至用于打击地面目标。达到击毁导弹级别的激光所需功率巨大,为了供应未来的激光防御系统和耗能更多的有源相控阵雷达及高性能传感器,美军和NASA开展了“一体化载具能量技术”(INVENT)计划,用于研究从发动机中提取兆瓦级别功率能量的技术。目前NASA正在一台F110发动机上进行相关实验。如果美国能够成功完成激光器的小型化,并为之提供足够的能量,那么从理论上讲,美国的六代机将几乎无法通过导弹击落。不过,从目前看来,做到这两点还有不小障碍。
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美国已经改装过一架波音747用于机载激光器研究,功率已达兆瓦级别。
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/ O. p3 a1 V. E* J# s另外,美国已经在F-35项目中构建了网格化作战的概念,类似的技术也肯定会用于美国未来的六代机中。美国空军未来的战机几乎都会具备链接卫星、与地面部队联网作战的能力,并能指挥与控制若干无人机。飞行员不再仅仅是一架战机的飞行员,而是一场小型战役的策划者。之前一个中队的F-16才能完成的对地攻击任务,也许在未来只需要一架六代机率领一队无人机就能解决。即使无人机被对方击落,也对整体作战能力无太大损害。换句话说,美军对六代机的要求是能够“单枪匹马”地“穿透”一个中等强国的防空体系,抵达该国核心区域,并解决掉在路上碰到的所有对手。
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网格化作战以及态势感知已经是F-35的最大优点,美军下一代战机毫无疑问将继续强化这些性能。
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上述内容大致构成美国已基本确定的六代机技术重点,并已开始对重要子系统进行耗资巨大的研究,待技术较成熟后就会展开公开招标并进入详细设计的阶段。
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做一个简单的对比,五代机所具备的“4S”标准为低可探测性、超音速巡航能力、超信息感知能力以及超机动能力,而六代机则要求加强前三者,并加装相当关键的主动激光防御系统。也许美军认为,只要摧毁导弹的激光器成熟了,在空战中就等于立于不败之地;隐身性能可以让较弱的对手根本发现不了飞机;而六代机的网格化作战能力又等于变相提升了载弹能力和探测范围。' o; \* \; X. D3 Y7 N
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可以说,美国的六代机会是“超级五代机”——“穿透”对手防空网的核心性能还是飞机的低可探测性,而其余手段的根本目标则是进一步提高打击效率。这一想法是美国军方以及军火巨头们的主流思想。 V1 n: h; J2 m) ~3 I
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然而,“隐身为上”的观点也受到了一些美国业内人士的质疑,一名在洛•马工作过的不愿具名的美军官员表示:“从物理上来说,一个玩意儿在大气中飞行,肯定会产生热量,这是无法避免的。”如今,针对隐身飞机的探测手段已经越来越多,仅仅依靠几何隐身的隐身战机也无法避免自身在与大气摩擦中生成的热量(并且速度越高,热特征越明显),一旦被探测与锁定,任何先进防空导弹都有机会击落“极致隐身”的战机。
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) t; U: }: ~! {, M除了热量因素以外,一架隐身飞机(诸如B-2、F-22)目前还无法对多个波段实现隐身,而是只能选择加强某一个波段。以B-2、F-22和米波雷达为例,虽然米波雷达无法提供武器引导级别的信号,但是它依然可以给战机提供一个大致的区域,这个区域小到足以让飞行员目视发现目标,之后的拦截完全可以依靠飞行员的主观能动性完成。只要守方掌握了某种机型的具体特征,找到针对性的方法,攻方也许就要耗费几倍的代价来重新发展进攻能力。# L r* h, F1 s- S+ }8 u' L
/ {9 `8 e0 x% E' O J4 ?6 y中国:天下武功,唯快不破* M N1 K6 M& w
" Y9 e8 M% I" \! R根据中国航空新闻网2015年9月报道,我国某试飞基地成功试飞了一种“任务剖面特殊、飞行方式独特,飞行速度和高度更是远超试飞中心成立以来所有其他试飞机型”的飞行器。根据该报道以及卫星图分析,该机型是一种新型高超音速(大于6马赫)可返回式无人飞行器,应该是某种技术验证机。它由中航工业成都所研制,外形如同一柄匕首,被外界称为“大黑龙”,考虑到该飞行器的飞行速度和高度,我国应该已经攻克了亚燃和超燃冲压的组合式发动机技术。% G$ W* [8 N& Q8 b a* ? o7 J
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