前言:近年来,歼二十战斗机频繁亮相,在航展中表演的转弯、桶滚与爬升动作其实都相当简短,难以估算出其极限性能,但具备中低空能量机动性,超音速巡航能力,以及过失速等非常规机动能力是板上钉钉上的事,作为有良好的隐身性能和信息能力的先进战斗机,可以在空战中有巨大优势,随着生产数量逐年增加,在制空能力得到保证后,未来还将发展出多种型号,最先亮相的就是世上第一款双座隐形战斗机,当年美国F-22战斗机没有实现的设想中国又替美国实现了,
一:美国双座隐形战斗机的概念
二十世纪八十年代,苏联发展的米格-29和苏-27战斗机令美国空军担心F-15战斗机的决定性制空优势正逐渐消失,为了应对威胁,美国空军提出了先进战术战斗机(ATF)研发计划,计划研发一种专门用于夺取空中优势的隐形战斗机,凭隐形优势挫败苏联的数量优势,随后有七家公司参与概念构思,最后由洛克希德·马丁公司和诺思罗普·格鲁曼公司分别研发YF-22和YF-23验证机用飞行竞赛决定胜负,YF-22和YF-23验证机所有设计都是为空战而定,不考虑任何对地攻击、侦察或其他功能,虽然两种设计都达到了要求,最后F-22隐形战斗机以更低成本提供更优能力中选,不幸的是二十世纪九十年代没了苏联的压力,美国国防预算大大减少,采购预算也缩减了2/3,对武器研发造成了极其困难的环境,
为了给F-22战斗机的不断攀升的采购费让路,美国国防部砍掉A/F-X(空军和海军联合打击战斗机)和多功能战斗机(F-16的替代机)的研制,同时大刀阔斧地退役了所有F-4、F-111和A-7等对地攻击飞机,F-22战斗机成了整个美国空军最重要的采购计划,考虑到克林顿政府决心减少联邦财政赤字,策划军队重大重组,把空军36个战斗机联队缩减到20个战斗机联队,美国国防部负责采购的副部长约翰·杜奇主张F-22战斗机增加空对地打击能力,填补对地攻击飞机大量退役的空缺,最好连F-117隐形战斗机也替换掉,苦于预算压力越来越大的美国空军立即同意为F-22战斗机增加有限的空对地打击功能,
这是美国空军有史以来第一次为了增加空对空以外的能力而修改空优战斗机的设计,而且要求也不高,只是要求可以挂载两枚1000磅的卫星制导炸弹,结果洛克希德·马丁公司开价是每架F-22战斗机造价增加650万美元,相当于F-22战斗机1.228亿美元总造价的二十分之一,可F-22战斗机的生产计划已经从750架减到339架,研发成本还上涨了50亿美元,再涨价只能进一步压缩采购计划,国防部副部长杜奇要求对采购计划进行审核,甚至推迟四年生产,1997年,原来的资金不够生产339架F-22战斗机了,空军感到了更大压力,它必须证明F-22战斗机能满足更多的要求才能获得拨款,洛克希德·马丁公司似乎看到了商机,马上成立了一个“衍生机型团队”探索拓宽F-22战斗机的能力,该团队构思了一款的对地防空压制型和一款电子战型的F-22飞机,不过这两个版本在1997年设计团队解散时还停留在制图板上,不了了之。
2001年,拉姆斯菲尔德成为国防部长,立志军队转型的拉姆斯菲尔德一上任就对F-22计划表示怀疑,认为阿富汗、伊拉克和利比亚战场不存在任何空中威胁,成本大幅超支的F-22战斗机没有用武之地,表现反而不如老式战斗机,A-10、F-15E、F-16或F/A-18执行空对地攻击任务时不但弹药种类多,而且购买成本和运行费用低得多,于是小布什在2004年的总统预算指令中砍掉了F-22战斗机的生产资金,决定只生产183架,为了保住F-22战斗机的生产线,洛克希德·马丁公司提出了FB-22战斗轰炸机方案,FB-22战斗轰炸机使用了F-22战斗机85%的软件和零件,只要改进是加长前机身以增加一个飞行员座位,额外的飞行员可以完成单座战斗机无法完成的复杂任务,加大弹舱到F-35战斗机的水平,并针对F-22战斗机腿太短的毛病增加了3倍作战半径,但F-22战斗机只是要挂载两枚1000磅的卫星制导炸弹就要花总造价的二十分之一,这种单座改双座的重大设计修改都将使造价突破可接受的水平,所以这个项目也停留在概念阶段。
二:中国双座隐形战斗机的概念
FB-22战斗轰炸机预计2015年服役,可是美国人的概念没有实现,那中国就摸着这个概念过河,歼二十战斗机服役后,其隐身设计针对X波段机载火控雷达的和LS波段预警机雷达,预警机雷达功率是机载火控雷达的五倍,计算雷达方程可知预警机探测距离是战斗机的1.5倍,现代机载火控雷达可发现120千米外3平米的飞行目标,假如歼二十战斗机雷达反射面积是0.05平米,那么预警机可在72千米外发现歼二十战斗机,歼二十战斗机则可以用电子支援测量系统在72千米外发现预警机方位,然后开加力到最高速,1分钟内冲到40千米的霹雳12空空导弹不可逃逸区或干脆使用霹雳15空空导弹攻击预警机,这对预警机是极具威胁性的,歼二十战斗机在电磁静默的情况下会让整个亚洲的三代机几乎没有任何还手之力。
但是中国空军对地对海攻击还是数百架歼轰-7A、苏-30、歼-16战斗轰炸机,其完全没有隐形能力,一个美国“爱国者”地空导弹营就可能将其却步于约300公里范围之外,现代防空作战体系是基于数据链网络建立起来的防空系统,预警网、武器网、控制网、后勤网由遍布的光纤通信线路和路由器连接入数据中心,由数据中心引领整个防空区内的截击机、防空导弹、末端高炮作战,这套防空体系是对空中进攻力量的巨大威胁,几乎会让非隐形飞机损失殆尽,如果使用歼二十隐形战斗机作为踹破敌人严密防空体系的踹门利器,需要实时探测和打击机动的防空导弹,这对单座歼二十战斗机难度非常高,踹破敌人严密防空体系还需要有电子战飞机的支援,而目前的没有隐身的歼-16电子战机只能远远跟随歼二十战斗机支援,只能小心翼翼的远远跟随在隐形战斗机之后。
双座歼二十战斗机战场定位更像F35战斗机一样做多面手,火控系统不但支持空空武器导弹,也兼容对地对海打击精确武器弹药。兼容对地对海打击精确武器弹药不是很容易的事,歼-16战斗轰炸机的火控软件理论上可以用到双座歼二十战斗机上,但航空弹药投放的速度、角度,距离、精度不同,计算机操作环境、运行速度,信息呈现方式有很大的不同,弹药投放传感器和数据精度也不同,歼-16战斗轰炸机的火控系统参数双座歼二十战斗机通常用不上,所以需要大量的飞行投放试验修正到最佳理论,测试弹舱的兼容性,才可以编写和调试火控软件,完成这项工作一点也不简单,所以研制双座版战斗机并不容易,因为这需要重新设计,对制造也是技术挑战,一旦突破,隐形战斗轰炸机,隐形预警机,隐形电子战机,隐形僚机指挥中心就易如反掌了,
三:中美隐形战斗机的武器差异
歼二十战斗机的机身高度,机身侧面倾斜角,6平米机身横截面和27度垂尾几乎F-22战斗机完全一致,但长度超出2米多,14米长的进气道管道比F-22战斗机长得多,扣除进气道和弹舱还有12立方米机体容量,燃油和设备空间比F-22战斗机大得多,F-22战斗机作用是制空,主要武器是6发AIM-120C中距空空导弹和2发AIM-9X格斗空空导弹,歼二十战斗机的设计也一样,霹雳--12中距空空导弹长3930毫米,弹径203毫米,舵展752毫米,装不下弹舱,霹雳-15中距空空导弹才把舵展减到450~460毫米,三角翼翼展从670毫米减到350毫米梯形翼,其他尺过基本都保持原样,重量也是200千克,最远射程可达150千米,而霹雳-10格斗空空导弹重105千克,直径160毫米,长条梯形翼展296毫米,可并列携带4发霹雳-15或6枚小翼展的“霹雳”12改型中距空空导弹,外加侧弹舱2发霹雳-10格斗空空导弹,
F-22战斗机如果执行对地攻击,弹舱只能挂载4发454千克的MK83炸弹,加上2发90千克的AIM-9X格斗空空导弹,总载弹1996千克,F-35A战斗机弹舱只能挂载两发908千克的MK84联合直接攻击弹药和2发162千克的AIM-120中距空空导弹,总重2140千克。歼二十战斗机的弹舱尺寸更大,挂弹重量应该是2.5吨,但不能挂载大量体积较大的对地对海打击精确武器弹药,若挂载在外挂架上又影响隐身效果,当年美国设想的F-22战斗轰炸机机翼下有4个三联装挂架,歼二十战斗机自然也可以,翼下总挂载能力6吨,平均每个挂点可以挂载至少1.5吨,虽然破坏隐身,必要时可以挂载受弹舱限制的大型巡航导弹或空舰导弹,不过隐身飞机外挂武器后隐身效果就和三代机差不多了,只有在不需要隐身才会外挂架挂载,
歼二十战斗机内置弹舱设计和F-22战斗机非常相似,主弹舱长4.5米,深0.7~0.8米,左右舱宽1.2米,边缘余量0.2米,2.6米的底宽和F-22战斗机几乎完全一样,F-22战斗机大S型进气道是横向宽扁,进气道为了减轻重量比YF-22缩短了1米,进气道从进气口横向偏转很大,歼二十战斗机大S型进气道是垂直宽扁,进气道变成扁平后才开始S转弯向机身中轴线靠拢,S弯比较小,弹舱比F-22战斗机0.3米,可以容纳比F-22战斗机长0.3米的武器,侧弹舱的翻转发射架比F-22战斗机的伸缩发射架占据的空间小得多,所以主弹舱的空间没有被侧弹舱挤占,F-22战斗机发动机靠前,弹舱顶部被进气道限制到只有0.5米,只能挂载翼展498毫米的500千克MK83炸弹,兼顾对地攻击的F-35战斗机因为弹舱为挂载MK84炸弹,弹舱靠内侧设计深度很大,但机身宽度不够,只好取消了侧面弹舱。
四:中美隐形战斗机的武器
歼二十战斗机深度达0.8米,虽然会占用油箱和进气道空间,但可以容纳翼展643毫米的900千克MK84炸弹,能装大型弹药是一个很大的优势,执行对地攻击任务时投射1000千克的制导炸弹不是太大的问题,但是弹舱只能挂载4发炸弹并不足以应对大量目标,美国海空军想到的方法是为FB-22战斗轰炸机研发小直径炸弹,这种小直径炸弹由波音公司在2000年开发,编号GBU-39,、长1.8米,直径0.19米,仅重113千克,特别适合F-22战斗机携带,一架FB-22战斗轰炸机的弹舱可装上24 枚,虽然战斗部只有22.7千克炸药,但可对侵彻的1.83米钢筋混凝土,几乎与908千克的BLU-109炸弹一样,不过GBU-39是卫星制导,精度不如激光制导,也不能攻击移动目标,雷声公司又研制了带毫米波雷达、红外成像以及激光半主动导引头的GBU-53小直径炸弹,载机可用双向数据链看到导引头的目标图像并选定命中点。
这两种小直径炸弹都是无动力滑翔炸弹,高空投射最大距离只有74千米和110千米,飞行速度也不高,这对有严密防空系统的纵深目标和对时间敏感目标显得反应不足,加上未来反隐身雷达加远程防空导弹也隐身飞机对构成的威胁,挪威康士伯公司为F-35战斗机开发了隐身海军打击导弹,六边形弹体设计,长度3.7米,重375千克,涡轮风扇发动机为动力,巡航速度0.95马赫,射程300千米,可以提前设定攻击路线和不同进入时间,在不同方向攻击同一目标,诺斯罗普·格鲁曼也因为“哈姆”反辐射导弹放不入隐身战斗机弹舱而研制了AARGM-ER导弹,这款导弹尺寸和AIM-120导弹相似,目的是增加F-35战斗机反雷达能力,预计2023年装备,雷声公司还开发了MALD-J微型空射诱饵弹,这款导弹具有诱饵和干扰双重功能,可以模拟超音速飞机和在X和C波段雷达屏幕上制造几十个假目标,饱和敌方防空导弹系统。
中国军工企业自然也紧跟美军,同样开发了TL-20小直径炸弹,设计一样是折叠大展弦比平直翼加X型尾舵,挂载时折叠弹翼在下,投射后倒转180度释放弹翼。弹翼释放后翼展1.42米,长度仅有1.85米,折叠状态仅有0.22米x0.24米,歼二十战斗机的弹舱可以轻松装下12发,这款炸弹重量只有100千克,但战斗部重达60-70千克,还有多功能、子母、攻坚三种战斗部,可以攻击任何软硬目标,制导模式和GBU-53小直径炸弹一样是多模毫米波,红外成像以及激光半主动加双向数据链,三模导引头的组合,攻击精度基本和美国GBU-53小直径炸弹同一水平,歼二十战斗机主弹舱也可以装入比美国隐身导弹长0.3米的导弹,射程可增加100千米或者射程不变,弹头提高到250千克,侧弹舱也可以装入和霹雳-10空空导弹大小类似MALD-J诱饵弹。
五:结语
双座歼二十战斗机独特的设计优势成为目前唯一的重型隐身战术战斗轰炸机,前座飞行员专心驾驶,后座飞行员专心操作武器系统,随时改变和切换导弹飞行路线,攻击敌人防空导弹阵地,放长远一点看,未来作战是无人机的世界,无人战斗机最大速度可达1.8~2.0马赫,最大过载在9G左右,航程达3500-4000千米,载荷、航程和机动性相同的情况下重量和费用只有有人战斗机的1/3,但现在的技术还不能做到完全自主,美国的构思是用一架有人战斗机指挥多架携带先进传感器和武器的无人机前出50-100千米搜索和攻击,飞行员只需监控、分析和下达开火指令,这也就是忠诚僚机概念,但美国没有双座隐身战斗机,所有工作只能靠一个飞行员完成,双座歼二十战斗机无疑是这种概念的最佳平台,目前单座改进完善型已经进入批量生产阶段,发动机和航电系统进一步强化的全状态完整版将释放所有的作战潜能,2025年左右实现批量装备,成为世界对空作战性能最强的第五代战斗机,双座歼二十战斗机也会成为世界中国空军系统作战中最锋利的宝剑。