近日,《南华早报》报道称5月29日的《航空科学与工程进展》期刊上发表了一篇关于“后缘对接布局”的母子战斗机搭配的气动布局机型的论文,而这个神秘的概念飞行器被各大新闻称之为“歼40”,并且宣称已经“试飞成功”。
可变形的歼40
根据媒体的报道,中国的工程师和科学家们正在试飞一架“世界上从未见过的喷气式飞机”,该型机采用了翼身融合设计和带有高度隐身效果的后掠三角翼,而其真正堪称“神奇”的地方在于可在飞行过程中“变形”。据悉,该机的两侧机翼可在空中各自释放一架同样采用隐身设计的无人机,被释放的无人机原本是机翼的一部分。两架无人机与有人驾驶战机分离后,受机翼面积和形状的改变,以及飞机重心变化的影响,有人驾驶战机出现了震颤,但很快便恢复了稳定的飞行状态,说明其在气动外形发生变化后仍可正常飞行,以及飞控系统可有效应对这种情况。
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美国1950年代初也有类似研究,但气动效应太过复杂,完全无法实用化,这次论文中提出了一个全新的气动布局方式,可以相当完美的解决这个问题,据论文所述还进行了试飞并解决了一个相当大的难题。
首先,我们看看这架神秘飞行器采用的气动布局,我们比较熟悉的气动布局有常规气动布局、鸭翼气动布局、三翼面布局和无尾翼气动布局等,而这架战斗机采用的是后缘对接布局。
这种全新的布局在网络上基本上找不到具体的资料,但可以看出,这是一架翼身融合设计,带有后掠三角翼以及大倾角垂尾的机型,从设计图可以看出,机身厚度很薄,机翼后掠角大概在45°左右,翼身融合度很高,机翼面积很大,垂尾外倾角度超过45度,发动机进气道背置设计,这样的结构可以保证拥有极为优异的隐身性能。
而这个布局最大的作用,就在于可以在左右主翼后缘位置各嵌入一架子机,报道称这是一架无人驾驶的子机,主翼面比较大,后掠角与母机几乎一致,看来两者最高速度应该是相当匹配的。
忠诚僚机作战
而这样的目的,自然是为了实现六代战机中的最核心标准——忠诚僚机。什么是“忠诚僚机"式作战。
未来的空战不是一个单纯以战斗机来作为主要战斗武器进行的空中格斗。它是有空、天、地、海参加的立体战斗,主要由攻击武器系统和信息控制系统这两大系统构成,这两部分在空、天、地、海都有分布。预警机、各种在不同空间高度飞行的侦察机等构成一张空中信息网,而且装有先进航电系统的战斗机也是这个信息网的一部分;各种战斗机、轰炸机和电子站飞机以及无人机等将会构成了空中打击武器系统。
而“忠诚僚机”概念是将第六代战斗机与无人驾驶的无人战斗机搭配成一个编队,借助六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。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,有效增强昂贵的六代战机的作战效能和打击效果。
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“忠诚僚机"式作战概念定义了有人机与无人机协同作战的新理念,颠覆了传统作战模式。在有人/无人机协同作战过程中,有人机以指挥者的角色,对作战任务进行分解,分配与管理。实现有人/无人机编队之间在时间,空间上的协同与配合,而无人机在有人机的指挥下完成侦察与打击等任务。在地面防空火力密集区域和“斩首行动”时使用, 无人机携带的武器足以完成打击任务。除此之外无人机还可以承担起各种子系统操作,比如电子对抗以及充当小型预警机进行空中指挥等。
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。
而中国已经率先美国掌握并且量产了,中国将忠诚僚机作战模式率先应用在了双座版歼20上。
子母机作战的忠诚僚机模式,全球颠覆性创造
而将无人机嵌入到有人战机中,又会有什么优势呢?大多数无人机的速度和航程都无法与有人驾驶战斗机相媲美,而有人战斗机可以利用自己的隐身性能和高机动性携带无人机前往目标地点,如果无人机突然出现,防空系统无法作出有效的判断,那么就会不堪重负,防空系统就会遭到瓦解,分体无人机还会造成心理冲击,阻碍敌方指挥官和士兵的有效抵抗。
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举个简单的例子,雷达看到对方有5个人,所以就准备了5个人来对抗,谁知道,等这5个人走近以后,突然变成了15个人,雷达根本没有时间统治和准备,剩下的10个人就可以直奔目标而去,这样就变成了非对称作战,而一下子看到乌泱泱靠近目标的无人机,将会给敌方指挥官和士兵极大的心理冲击。
中国的这款六代机,在母机和子机处于未分离状态下时,两架子机其实是构成母机两侧主翼的一部分。虽然此时子机的发动机不工作,但它们也并不是无用的“死重”,而是可为母机提供升力,该状态下的母机主翼形状接近三角翼构型。而当母机与两架子机分离后,母机的主翼形状由三角翼变为人字形翼,即菱形翼与后掠翼的结合。
很显然,在中国科研团队这里,我们不再把母机和子机当成两个独立的系统,而是在一开始就将它们有机地融为了一体,母机和子机既可实现分离,又能在未分离状态下“组成一架不破坏母机气动外形的完整的飞机”。不夸张地说,这无疑是具有开创性意义的技术突破与创新。回想几年前,歼-20隐身战机总师杨伟曾在接受采访时称,“中国的第六代战斗机可能具备变形能力”,看来这并非是一句空话。
中国提出全新的六代机标准理论
实际上,相比于研发的第六代战机,真正颠覆性的是,中国提出了全新的六代战机标准,没有错,如果说中国的五代机是要超越美国,那么到了六代机,中国要做的就是主导六代战机的标准,引领新的潮流。
早在2020年的时候,杨伟总师就提出了新一代战斗机的“OODA3.0”理论,并且提出新一代战斗机必将颠覆未来空战模式,并且带动航空科技与产业的新一轮革命。中国要把握这个机会,主导未来空战新标准,那么也同样,中国也会成为新一轮航空科技与产业革命的主导者。
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美国曾提出“OODA1.0理论”和“OODA2.0”理论,美国飞行员约翰·博伊德上校在20世纪60年代提出采用 OODA 环来描述空战过程。 OODA 环理论具有普适性,约翰·博伊德通过能量机动性( EM )来描述飞机的机动能力,提出采用基本空战机动( BFM )等方法指导飞行员提高格斗技能、把握格斗策略,并深深影响了第四代战斗机的设计。
随着先进中距空空导弹的出现,超视距( BVR )空战较视距内( WVR )空战的占比逐渐提高,并成为空战的主流形式,"机动为王"的 OODA (暂且称为 OODA 1.0)时代正在过去。信息领域的能力比力学领域能力显得更为重要, F -35的飞行员在"红旗"演习中总结出:"信息就是生命"。2017年洛·马公司的托德·舒克和美国空军研究实验室( AFRL )的埃里克·布拉希提出了 OODA 2.0的概念,仿效 EM 理论,提出信息权( IP )和信息机动性( IM ),诠释了 F -35在模拟对抗中的巨大优势。
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总结来说,美国提出的OODA 环理论曾主导了世界50年的战斗机研发,同样也主导了空战模式的发展。所谓 OODA指的是空战观测(观测)、判断(观测)、决策(决策)和行动(行动)。不管是新一代战斗机的智能空战,有人/无人战机,还是一体化/分布式作战等技术标准,都是围绕 OODA展开的。因此杨伟总师在这个基础上提出了OODA 3.0的概念。
如果说OODA1.0主要强调战斗机的机动性,即“机动为王”。而 OODA2.0最突出的是战斗机的信息化水平,即“信息为王”。而且 OODA3.0的“智能为王”,则强调的是自主决策,也就是聚焦以对手不能连续观察和理解的速度,使任务决策转化为机动和杀伤,创造出已方可利用的"零域"作战空间。
而现在《南华早报》曝光的中国第六代战机,就是在这个理论的基础上延伸的,基于OODA3.0理论,杨伟总师在接受采访时谈到了六代机的一些具体技术。他说,六代机应该要有一些新的东西:一是可根据飞行高度和空间进行变形;二是能突破传统空间进行跨大气层作战,进行太空或亚轨道轰炸作战;三是基于智能蒙皮,机身可以自动修复,并带有传感器……
可以预见,真正的歼40,还会比现在曝光的更加颠覆我们的想象。
六代机竞赛,美国跟不起了
而在六代机的竞赛上,美国是彻底跟不起了,美国原本的计划是,预期到2030年能够部署第六代战斗机,使其成为主要的战斗飞行器。为此,他们甚至制定了详细的时间表和发展规划。
在过去,美国积极宣传B21作为其第六代战斗机的标志性机型之一,并且不断向外界展示其航空发动机技术的持续进步。这些进展被强调是为了在打造第六代战斗机方面实现更加引人注目的成就。
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然而现实的情况是什么呢?高昂的研发投入经费和制造业的空心化拖垮了美国研发六代机的进度,一架六代机的成本可能会超过数亿美元,而整个项目的总费用将高达数千亿美元。面对如此巨大的开支,美国政府和军方不得不重新审视该项目的经济可行性。
为什么美国研发六代战机的投入经费会高达数千亿美元,这和美国的军工联合体机制有关,美国的军工体臃肿的系统,导致了美国装备的研发成本一路走高,比如美军航母的马桶洗一次就要40万美元,美国空军采购部副助理部长霍尔特少将更是公开向美国五角大楼发出警告:
美军国防采购领域存在问题,不忘记跟中国做对比,称中国新武器装备速度是美国5倍,但在购买力评估中,中国花费大约1美元就能得到我们20美元效果。霍尔特强调中国在军事武器装备研发速度和换装效能相比美国快“五到六倍”状态,
而负责制造六代机的洛马和波音,都存在严重的质量问题,比如现在,波音制造的飞船因为泄漏问题,导致了2名宇航员还在滞留太空,而洛马呢,美国希望洛马公司为F-35进行一个大规模提升。结果洛马糊弄美国空军,不仅战斗机没有升级,而且收费还要按照升级后的价格收,美国空军当然不愿意了,现在洛马公司的仓库里面还堆了一大堆的F-35。
美国空军曾扬言在2020年代结束之前“交付部分NGAD能力”,而到了2022年底,NGAD项目进度仍处于设计阶段,尚未通过“B阶段”的审查流程,这意味美国六代机的研制还处于初级设计阶段,接下来8年的时候,美国六代战机想要从设计、生产、试飞再到量产的可能性基本是很低了,这样的一个流程起码需要15年。
在这样的一个大背景下,美国空军参谋长大卫·奥尔文将军在公开场合表示美国空军不一定会建造第六代战斗机。美国空军部长弗兰克·肯德尔在接受《航空周刊》采访的时候,也说了目前由于预算限制,美国空军正在重新审视NGAD的计划。
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不管是不是真的,也不管是技术问题还是预算问题,反正美国现在对六代机的态度是真的消极。如果他们真砍了NGAD项目,那么到了2070年,美国空军的主力机型恐怕还是F-35战斗机。
可以说,相比于中国在六代战机研发制造上的步步推进,美军在六代机的研发上一直停滞不前,中国一定会抓住这个机会,中国的目标就是:主导未来空战新标准以及成为新一轮航空科技与产业革命的主导者。
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