环球今头条!不止涡扇15版,美国更担心,歼20AS即将服役,全球首款五代半战机
根据美媒的报道,中国空军已经拥有了全球规模第二大的五代机机队,并且在以每年至少50架的速度换装。更重要的是,歼20A或在2023年停产,涡扇15版的歼20B将批量服役,部署在东南方向。
而相比起涡扇15版本的歼20B,美国更担心,歼20AS即将服役,因为这是全球首款首款五代半战机,拥有六代战机的“忠诚僚机”作战模式,这也将改变未来空战模式。
美媒《1945》认为,双座版歼20的出现,意味着中国空军在装备体系上与美国空军已经没有代差,美国空军最近几十年从来没有与中国这样的”同等级对手“作战过,美军在无论是现役主战装备,还是未来装备的研制,都已经没有任何优势可言。
【资料图】
歼20独创鸭翼布局
估计美国都没有想到,中国会在歼20上玩出如此多的花样,作为五代战机,歼20与F22、F35走出了不一样的方向,首先就是采用了鸭翼布局,这在歼20刚诞生之初,遭受到了非常多的质疑,认为这样的布局,将会极大影响战斗机的隐身性能。
鸭翼布局飞机的特点是将一组水平升力面置于主翼面前,这组水平升力面即称作鸭翼。鸭翼布局将导致复杂的耦合气动流场,包括上洗、下洗效应,涡流之间交互作用以及涡流与翼面交互作用等复杂的流场结构。在这些作用中,鸭翼布局与水平尾翼布局相比,具有以下优势:1、大迎角下提供更高升力。2、超音速时提供较大范围的操纵力矩。3、操纵面产生的配平阻力较小。4、较大的失速控制范围。
但是缺陷也是很明显的,那就是鸭翼布局是先天纵向不稳定的,但歼20的鸭翼不是普通的鸭翼,而是升力体边条翼鸭式布局,升力体边条翼鸭式布局的研制 , 解决了三个技 术关键 : 一是鸭翼和中等后掠角 、中等展弦比机翼 之间的气动耦合问题 ; 二是鸭翼、机翼前边条和机翼脱体涡之间的耦合问题 ; 三是鸭式布局采用翼身升力体的得失问题。
简单来说,采用了独创的升力体边条翼鸭式布局,在拥有F22、F35无法比拟的机动性能之外,歼20的隐身性能也得以保障。隐身性能,大航程,突出超音速机动性能,高度信息化、全向威胁感知能力和强化过的多频谱隐身能力,这就是升力体边条翼鸭式布局的特点。
鸭翼布局(歼-20)和常规布局(f-22)的升力配平方式
中国之所以选择鸭翼,是因为歼10设计师宋文骢和歼20设计师杨伟曾系统研究过F22的气动布局,发现其存在许多的缺陷,美国自己也知道,但是因为没有更好的解决方案,所以只能采用常规气动布局,事实上,美国在研制第六代战机的时候,只考虑了两种气动布局方案,那就是无尾和鸭翼。
当然,歼20在长期是先天不足的,因为没有匹配它的心脏,对任何战斗机来说,发动机都是极其重要的组成部分,如果没有可靠的、高性能的涡轮风扇发动机,歼20将无法有效发挥它的作战能力。
歼20B性能已实现超越
在研制初期,歼20采用的是俄罗斯发动机,后来,大规模量产服役的时候,采用了涡扇10C发动机。搭载了涡扇10C发动机的我们称之为歼20A,使用了涡扇10C的歼20A,具备锯齿形裙边尾喷管,保证了后向隐身能力,降低了尾喷管雷达反射截面积。
而且,最重要的是由于歼-20采用了这种锯齿形裙边隐身修形设计,不仅能使喷管出口边界扩大,从而增加冷却气流与高温燃气的混合,从而降低喷流温度提高战斗机的红外隐身能力,而且还能进一步“缩小和遮蔽”喷管的喉道面积,进一步减少后半球的雷达反射截面积,彻底解决了歼-20战斗机此前一直被诟病的后半球隐身能力差等问题。
而涡扇15版歼20,也就是歼20B,涡扇15的推力达到了18.5推力,已经超过了美国F22使用的小涵道大推力发动机F119了,成为了全球性能最强的小涵道大推力发动机。
F119发动机是为满足美国F-22战斗机的超声速巡航能力、良好的隐身能力、高的亚声速和超声速机动能力、良好的敏捷 性、远的航程和短距起落能力、高的可靠性、好的可 维修性、强的生存力、低的全寿命期费用而研制的。在性能方面,该发动机具有高推重比、小涵道比、高 总压比、高涡轮进口温度等特点。
F119发动机最初设计的时候推力在15.5左右,经过多年的发展,F119的推力差不多在17.7左右,和涡扇15发动机的18.5还是有不小的差距。可以说,涡扇15发动机无可争议成为了全球性能最强的小涵道大推力发动机。
在F119发动机之后,美国在小涵道大推力发动机研发上一直不顺利,原本作为小涵道比研发的F135涵道比巨大(0.57,远高于F119的0.3),和F35不匹配,而在F135的研发公司普惠的运作下,通用开发了16年的F136发动机又被强制下马,美国在小涵道大推力发动机的研发上由此停滞。F119是30年前诞生的产物,但是在这30年的时间里,美国在小涵道大推力发动机上再无突破,这给了中国追赶超越的机会。
第五代战斗机的性能特点一般可以用4S来概括,的时候常说的⼀个4S标准(S:super: 超级),分别是超隐⾝能⼒,超⾳速巡航能⼒,超机动性能,超战场态势感知能⼒!这就是著名的四个,下面是歼20B和F22以及F35各项数据的比对。事实上,作为中型战斗机的F35,在面对重型战斗机歼20是没有任何优势的,而F22因为时代的原因,在航电系统和隐身性能上,都不如歼20。
在使用了新型发动机和新型隐身材料,而中国的雷达技术本来就是独步全球,可以说,新型歼20全球第一,这是无可争议的事实。
歼20AS为何被称为五代半战机
而歼20AS和歼20B相比,又是一个全新的升级,这是一款双座版隐身战斗机,双座版的五代机并不只是简单增加一个座位这么简单,除了成本增加、航程缩短外,还面临增大机体后气动布局的改变。这其中可能面临很大的不确定性,并且还会导致单机成本飙升。因为新增加一个座位就是为了操作新添加的各种设备,所以造价肯定比单座版贵不少。
而中国的歼20AS作为全球首款五代半战机,后座需要集成的能力以及负责的任务又提升了几个层级,难度自然不可同日而语,这也是为什么在歼20之前,全球连一款双座版五代机都没有的原因。
那么歼20AS具备的忠诚僚机作战模式又是什么呢?什么是“忠诚僚机"式作战,忠诚僚机”概念是将第五代战斗机与无人驾驶的无人战斗机搭配成一个编队,借助五代机的作战网络节点角色,充分发挥无人战斗机机动性好和火力充足的优势,从而大大增强二者在空战中 的致命杀伤能力。
尽管中美两国对于六代机的标准并不相同,但是都把忠诚僚机作战模式作为六代机的标准之一,不仅是中美,全球研发六代机的各国都把忠诚僚机模式作为核心标准之一,在欧洲,有两个主要的"忠诚僚机"无人战斗机项目正在进行中。法国、德国和西班牙正在联合开发一种名为”下一代战斗机”(NGF) ,也称为“未来作战系统”(SCAF/FCAS) 。但根据该计划的下一代武器系统 (NGWS)部分,还将开发一个新的远程运载器 (RC)自主无人机平台。该远程无人机,由空中客车公司开始建造,将承担多重任务,包括作为武器载体、情报和电子战平台以及诱饵飞机。
美国在测试的舰载机忠诚僚机模式
忠诚僚机模式为何会改变未来空战
这种颠覆传统作战模式的前沿技术,表明 无人战斗机 可以作为传感器和武器 携带平台,有效增强昂贵的第五代战斗机的作战效能和打击效果。
后座的驾驶员不仅仅是简单的操作无人机进行战斗,在人工智能技术的支持下,后座飞行员可以通过中央计算机来完成对歼20和无人机之间的流畅操作。有人战机和无人战机之间的关系是“平级”的,无人机搜索到的信息可以同步显示在有人战机的后座显示屏上,飞行员可以直接下达指令给无人机。而简单的操作无人机战斗,无人机对战机来说只是感知范围的扩展,中央计算机并没有扩展其控制板块。
每架“忠诚僚机”都可以成为空战体系的智能节点,获取局部的作战信息,并且进行筛选融合,以形成全局的战场态势,辅助飞行员做出决策。而这一筛选融合、辅助决策的过程,终端显示为类似于人脑的智能化处理。
英国六代机的忠诚僚机模式
举个简单的例子,高压情况下,人类飞行员凭经验和直觉应对瞬息突变的战况,试想一场空中 “狗斗”会发生什么:两机相遇,从抢先发现敌机到最后发出制胜一击,短短数秒内飞行员需要估测敌力、锁定敌位,追踪、反击,完成许多事情,并且绝对不能犯错,而反应速度和“零错误”恰恰是空战AI的拿手好戏。
军事学界认为,随着忠诚僚机模式的应用,2025年后的空战模式,将是在空中预警指挥机的总体指挥下,有人驾驶的第6代战斗机指挥若干架前伸到几十甚至上百千米外的无人战机进行空战。未来的空中力量将构成延绵几百千米的预警指挥机、有人战机、无人战机、远程空对空导弹的空中打击纵深。
即使无法得到已方预警控制飞机的支持,而且交战空域处于敌方区域的纵深,但由于无人机-有人机系统仍能通过融合从广泛分布的传感器中获得的足够数据,迅速判定敌军飞机的位置、飞行方向、高度和巡航速度,同时使用低截获概率雷达实施短促、高度集中的扫描和跟踪,生成足够精确的目标数据,所以仍能对敌机集群造成超过75%的损失,而已方损失率不超过30%。
再考虑到已方的损失中,大部分是前置的无人机且不包括宝贵的飞行员,因无人机的加入而对空战态势造成的影响可见一斑。
美国一直想要掌握这项技术
这是美国一直想要掌握的技术,早在2017年的时候,美国就以F16为平台,臭鼬工厂与美国空军研究实验室(AFRL)通过为期两年的潜心研究,突破了F16 战斗机改装为无人战斗机(UCAV)的关键技术,使其不仅可以在无人驾驶状态下完全自主地与长机组成编队,而且还能够动态地响应不断变化的战场环境,自动应对性能故障、航线偏离和通信中断等意外情况。
但是时至今日,美国依然没有实现“忠诚僚机"式作战,这是因为美国的五代机F22早已停产,而F35又只是单发中型五代战斗机,无法进行双座版改进,除此之外,这对无人机的研制也提出了非常高的要求。没有办法的美国,只能在第六代战机上构建“忠诚僚机"式作战。
央视公开的歼20忠诚僚机作战
需要明白的是,很多人说实战,技术是有标准的,正如打游戏一样,100级的对战90级的,就是存在天然碾压,战斗机发展至今,各代差的战斗机基本上很少存在跨级战胜对手的情况。歼20AS也是如此。作为全球首款五代半战机,在具有五代机4S性能的基础上,歼20AS的忠诚僚机模式对于全球其他五代机来说,都是具有天然的优势。
俄罗斯《军事观察杂志》网站的文章认为,美国空军未来的第六代战斗机项目(NGAD),已经决定把有人机和无人机的组队能力(MUMT)作为一项关键能力,因此NGAD项目很可能也把双座配置作为有人机的标准。中国双座版歼20,可以说提前实现美军6代机标准。
不过,歼20AS即使服役,也还是需要经过大量的任务积累,对无人机协同进行多方位的测试,毕竟如何有效协同作战是个新课题,全球目前也仅有中国实现了忠诚僚机"式作战,这样才能最大程度发挥歼20AS的
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责任编辑:宋璟
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