在今年6月17日巴黎開幕的第53屆巴黎-布爾歇國(guó)際航空航天展覽會(huì)上,本屆航展的重頭戲——法德聯(lián)合研制的六代機(jī)“未來空中戰(zhàn)斗系統(tǒng)”(FCAS)首次揭開了神秘的面紗。(上圖為法德聯(lián)合研制的六代機(jī)“未來空中戰(zhàn)斗系統(tǒng)”(FCAS))
而在2018年英國(guó)范堡羅航展上,英國(guó)搶先一步首次公開了其第六代戰(zhàn)斗機(jī)“暴風(fēng)”全尺寸樣機(jī)模型。(上圖為英國(guó)第六代戰(zhàn)斗機(jī)“暴風(fēng)”)
具體來說,F(xiàn)CAS計(jì)劃包括新戰(zhàn)斗機(jī)(NF)計(jì)劃、歐洲中高空長(zhǎng)程遙控飛機(jī)系統(tǒng)(MALE-RPAS)以及新型巡航導(dǎo)彈與蜂群無人機(jī)。而NF計(jì)劃又包括開發(fā)下一代歐洲戰(zhàn)斗機(jī)引擎(NEFE)和下一代武器系統(tǒng)(NGWS)。(上圖為空客發(fā)布的概念圖,左邊都是現(xiàn)成作戰(zhàn)平臺(tái),右邊則是要開發(fā)的裝備)
法德六代機(jī)由達(dá)索公司和空客公司建造,以法國(guó)達(dá)索航空為總包商。雖然空客公司總部位于法國(guó),但FCAS項(xiàng)目卻主要是由德國(guó)發(fā)起的。此前,德國(guó)方面已經(jīng)說服西班牙已經(jīng)加入FCAS計(jì)劃。而達(dá)索的加入意味著法國(guó)也加入了歐洲聯(lián)合開發(fā)五代機(jī)的陣容。
早在2018年,達(dá)索飛機(jī)公司就在歐洲海軍展上曾公開了自己的6代機(jī)“NGF”方案模型。從公布的6代機(jī)“NGF”方案模型來看,氣動(dòng)布局為無尾三角翼、機(jī)腹進(jìn)氣構(gòu)型,機(jī)身有明顯的進(jìn)氣道和發(fā)動(dòng)機(jī)艙隆起。(上圖為2018年達(dá)索的“NGF”)
與達(dá)索在去年歐洲海軍展上公布的科幻無尾NGF/SACF模型相比,新全尺寸模型在氣動(dòng)設(shè)計(jì)上低調(diào)也務(wù)實(shí)了許多,改用類似YF-23的V尾布局和矢量軸對(duì)稱鋸齒噴管,不再追求極致隱身性能,以大幅降低研制難度和成本。(上圖為FCAS想象圖)
這也符合達(dá)索公司創(chuàng)始人馬塞爾·達(dá)索(Marcel Dassault)的原則:在每一個(gè)新方案中,僅僅采用一些較為成熟的新技術(shù),穩(wěn)步發(fā)展。尤其達(dá)索公司在“幻影”到“陣風(fēng)”系列戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展中,集中體現(xiàn)了這種“漸改法”。也就是說,對(duì)一架飛機(jī),一次只能有一項(xiàng)重大的革新。雖然達(dá)索改進(jìn)一架飛機(jī)的機(jī)翼,但他卻保持機(jī)身和發(fā)動(dòng)機(jī)不變,如此這般。就像他在回憶錄中寫到,“我始終要自己確定飛機(jī)的特點(diǎn),諸如決定機(jī)身的長(zhǎng)度、機(jī)翼的翼展和負(fù)荷、尾翼的位置、發(fā)動(dòng)機(jī)的類型等”。(上圖分別為幻影III的大三角翼,幻影2000的大三角翼+鴨式小翼(不能動(dòng))+進(jìn)氣錐調(diào)節(jié)進(jìn)氣道,陣風(fēng)的大三角翼+全動(dòng)鴨式前翼+附面層隔板進(jìn)氣道)
達(dá)索還說過,看起來漂亮的飛機(jī)一定是好飛機(jī)!這次達(dá)索推出的FCAS雖然看起來不那么好看,那么技術(shù)究竟如何,我們簡(jiǎn)單通過外形分析一下。首先我們看一下進(jìn)氣道類型,F(xiàn)CAS采用的是DSI(Diverterless Supersonic Inlet)進(jìn)氣道,中文稱“無附面層隔道超音速進(jìn)氣道”,它采用一個(gè)固定的鼓包來模擬常規(guī)進(jìn)氣道中的一、二級(jí)可調(diào)斜板,并能夠達(dá)到對(duì)氣流的壓縮,以及簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、隱形的目的。DSI進(jìn)氣道具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、阻力小、隱形等特點(diǎn)。現(xiàn)役飛機(jī)使用DSI進(jìn)氣道的只有中國(guó)和美國(guó)。(上圖為FCAS的DSI進(jìn)氣道)
DSI進(jìn)氣道與常規(guī)進(jìn)氣道相比,有三個(gè)主要優(yōu)點(diǎn):一是采用“錐形流”乘波設(shè)計(jì),總壓恢復(fù)較高;二是減小了飛機(jī)迎風(fēng)面的阻力,提高了飛機(jī)的隱形性能;三是不設(shè)計(jì)輔助進(jìn)氣門和放氣門,取消附面層隔道后飛機(jī)可以減重?cái)?shù)百公斤,大大減輕了飛機(jī)的結(jié)構(gòu)重量。總體來看,DSI進(jìn)氣道具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、阻力小、隱形等特點(diǎn)。而且DSI對(duì)速度適應(yīng)范圍很廣,F(xiàn)C1采用DSI后甚至可以取消進(jìn)氣道后的放氣門,對(duì)減輕飛機(jī)重量,提高戰(zhàn)術(shù)性能有極大好處。(上圖為中巴聯(lián)合研制的FC-1“梟龍”戰(zhàn)機(jī)的DSI進(jìn)氣道)
而“陣風(fēng)”采用的是附面層隔板進(jìn)氣道,附面層隔板確實(shí)可以產(chǎn)生激波給氣流減速,滿足高速狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)工作需要,但是這對(duì)隱身性的破壞相當(dāng)嚴(yán)重,看上去也不美觀。法國(guó)人為了追求美觀采用直徑很小的進(jìn)氣道并埋進(jìn)機(jī)頭,導(dǎo)致機(jī)頭雷達(dá)罩直徑減?。ㄗ鳛橹行蜋C(jī),雷達(dá)錐的直徑比輕型的梟龍都要小一圈),機(jī)載雷達(dá)性能不出眾(前期RBE2無源相控陣?yán)走_(dá)探測(cè)距離非常尷尬,后來升級(jí)到有源相控陣AESA版本,勉強(qiáng)性能提升到F/A-18E/F的APG79的水平上來),國(guó)際市場(chǎng)上也不好賣。(上圖為“陣風(fēng)”的“倉(cāng)鼠嘴”附面層隔板進(jìn)氣道)
相比較2018年的版本,F(xiàn)CAS這次的還是采用了V型尾翼,這樣能夠同時(shí)兼顧水平尾翼和垂直尾翼的功能。V形尾翼是飛機(jī)尾翼的一種形式,由左右兩個(gè)翼面組成,像是固定在機(jī)身尾部,帶大上反角的平尾。V型尾翼兼有垂尾和平尾的功能。翼面可分為固定的安定面和鉸接的舵面兩部分,也可做成全動(dòng)型式。呈V形的兩個(gè)尾面在俯視和側(cè)視方向都有一定的投影面積,所以能同時(shí)起縱向(俯仰)和航向穩(wěn)定作用。當(dāng)兩邊舵面作相同方向偏轉(zhuǎn)時(shí),起升降舵作用;分別作不同方向偏轉(zhuǎn)(差動(dòng))時(shí),則起方向舵作用。(上圖為FCAS的尾部)
而與英國(guó)的方案不同,法國(guó)的V型尾翼的安裝位置靠后。英國(guó)為了提高氣動(dòng)效率,縮小機(jī)翼的面積,安裝的位置靠前,同時(shí)讓人感到驚奇的是“暴風(fēng)”竟然搞了一個(gè)異常粗大的尾椎。從目前的模型看,F(xiàn)CAS的發(fā)動(dòng)機(jī)尾噴管是三元矢量噴管,而“暴風(fēng)”使用的是二元矢量噴管,這也許是“暴風(fēng)”尾部粗大的尾椎的作用,用于保證兩個(gè)噴口正常工作(F-22也有此裝置)。(上圖為“暴風(fēng)”的尾部)
而FCAS的機(jī)翼選擇的是λ機(jī)翼。這樣選擇也對(duì)超音速性能要求有關(guān):如果選擇蝶形機(jī)翼且翼展比較大,在機(jī)翼弦長(zhǎng)限制下就只能減小機(jī)翼后掠角,而機(jī)翼后掠角減小則影響超音速性能。增加機(jī)翼后掠角且保證一定的展弦比,譬如類似SU-27那樣的機(jī)翼,比較能夠兼顧超音速性能要求和大航程要求,而為了提高隱形能力則在機(jī)翼內(nèi)側(cè)讓后后緣襟翼前掠,形成所謂λ機(jī)翼,兼顧超音速、航程、隱形的多方面要求。(上圖為YF-23的蝶形翼)
此次展會(huì),德法方面沒有對(duì)FCAS的性能,起飛重量,任務(wù)系統(tǒng)及武器系統(tǒng)做詳細(xì)介紹,不過有消息透露,該戰(zhàn)機(jī)空重可能在12噸左右,是一款單發(fā)雙座戰(zhàn)機(jī),與我國(guó)的FC-31一樣,同屬中型戰(zhàn)機(jī)。據(jù)悉,F(xiàn)CAS將在2026年首飛,2040年才正式服役。此前,達(dá)索飛機(jī)公司的主要產(chǎn)品是2-3代幻影家族和4代陣風(fēng)“Rafale”戰(zhàn)斗機(jī),但沒有第5代隱形機(jī)產(chǎn)品。這次直接跨過第5代上第6代,想要“彎道超車”,單憑看起來好看,達(dá)索真的能行嗎?
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