近日俄罗斯方面透露正在着手发展第6代战斗机。从相关信息来看,俄罗斯第6代战斗机也是一种无(后)尾战斗机,显示无(后)尾战斗机应该是第6代战斗机标准布局。
根据相关图片来看,俄罗斯第6代战斗机可能是一架双发重型战斗机,采用推力矢量、可动翼尖、人工智能等技术,预计在2030年之后投入运用。
无(后)尾战斗机优势明显,代表未来发展潮流
从全球航空界技术研究来看,无(后)尾战斗机是一个趋势。按照俄罗斯航空界人士的说法,平尾、垂尾的存在严重制约了飞机性能升级,首先就是重量,平尾、垂尾是传统飞机主要结构,占据飞机结构重量15%以上,取消平尾、垂尾可以简化飞机结构,降低飞机结构重量,全面提高飞机性能。还有就是空气阻力,平尾、垂尾也是飞机表面主要组成部分,尤其平尾、垂尾前缘直接面对气流,是飞机空气阻力主要来源,一般认为飞机平尾、垂尾造成的空气阻力占据飞机空气阻力的30%。如果平尾、垂尾取消,可以大幅度降低飞机的空气阻力,有助于扩展飞机的飞行包线。
飞机取消平尾和垂尾最具吸引力一点就是隐身能力,现代雷达探测能力日益提高,飞机没有隐身能力很难在空战之中生存。平尾、垂尾是飞机主要外露部件,是飞机RCS来源之一,如果取消平尾、垂尾,飞机尾部更加平滑、光顺,能够大幅度降低飞机的RCS,尤其是侧向RCS,实现全向隐身能力。现在隐身飞机还有垂尾,因此侧向RCS是一个弱点,面对协同探测、多基地雷达会增加暴露概率。
不过无(后)尾战斗机也存在许多技术难点需要克服,首先就是操纵性能,平尾和垂尾的最主要作用就是航向操纵,如果没有平尾和垂尾的话,飞机改变姿态和航向就成为难题,这也是阻碍无(后)尾布局进入实用主要技术难题。解决这个难题办法有多个,包括推力矢量、全动翼尖等等。
俄罗斯第6代战斗机也是一种无后尾战斗机
俄罗斯从第4代战斗机起就引入了推力矢量,第5代战斗机则把推力矢量作为标准配备,因此第6代战斗机应该会配备新一代全向可动喷口,全向可动喷口利用改变尾流方向来控制飞机姿态和航向。推力矢量还能改善飞行包线两端的性能,提高短距起降能力。不过推力矢量缺点就是适应速度范围较为狭窄,随着飞机速度增加,推力矢量效率会迅速下降。第6代战斗机又要求扩展飞行包线,具备更快的飞行速度,两者就造成了矛盾,需要引入气动操纵面。因为速度越快,气动操纵面效率越高。
从相关想像图我们也可以看到俄罗斯第6代战斗机也采用了全动翼尖来控制飞机的姿态和航向,全动翼尖可以看作把翼尖当成垂尾来运用,它通过改变气流来控制飞机的姿态和航向,因此飞机速度越快,它的效率就越高。同时全动翼尖在飞机最外侧,机身几乎不会对它形成遮挡,因此大迎角条件下控制效率极佳,有利于提高飞机的机动性能。另外全动翼尖的偏航控制力不受侧滑的影响,因此是放宽静稳度飞机的理想控制装置。当然全动翼尖的缺点是放下之后,会在侧面形成一个垂直面,从而增加飞机的RCS,所以无(后)尾飞机需要综合多种技术手段来解决问题,互相取长补短,全面提高飞机性能。
无(后)尾战斗机已经成为第6代战斗机标准布局
从整体上来看,中国、美国及俄罗斯在航空领域进行了长期大量的攻关,厚积薄发,已经攻克无(后)尾战斗机技术难关,相关型号已经或者即将进入工程发展阶段,2030年之后服役。全球至此进入第6代战斗机时代,第6代战斗机列装之后将会对于空战发展产生了深远的影响。而欧洲国家明显掉队,现有两个技术方案,不论是未来空战系统,还是全球空战系统都还保留垂尾,技术水平明显低于我们、美国及俄罗斯。
这种情况让我们想起上世纪80年代,欧洲一连推出三型所谓四代半战斗机,结果美国ATF隐身战斗机出来之后,这些战斗机迅速过时。新世纪欧洲军用航空工业被美国F35隐身战斗机全面打压,教训深刻。这次欧洲重蹈覆辙,抢先推出两种五代半战斗机,结果我们第6代战斗机出来,两种战斗机再次陷入还没有研制出来即过时的尴尬境地。