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当 "黑丝带" 携手 "暗剑"

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发表于 2011-1-5 00:30 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
笔者注:本文的前身是2006年11月17日发表在铁血论坛和我的铁血博客的《从沈飞“暗剑”模型看中 国4代机设计方向》,http://bob.i.tiexue.net/blog/post_1618988_1.html。过了几乎1年时间,本来已经淡忘“暗剑”的存在,但是今年它的模型再次出现在巴黎航展上,因此翻出这篇1年前的老文章,在其基础上进行了一次再创作,更加清晰、完善地陈述了笔者的观点。二次创作的文章命名为《从“暗剑”看未来战斗机发展趋势》,发表在今年第8期《兵工科技》杂志上。考虑到距离杂志公开发表到现在已经1个月了,而且杂志发表的时候做了编辑和删减,因此笔者回到铁血,将最初的原创文章全文贴出,跟军迷朋友们分享我的军事心得。

【主标题】从“暗剑”看未来战斗机发展趋势
[ 转自铁血社区 http://bbs.tiexue.net/ ]

【副标题】目标:击败“F22第四代隐身战斗机+E10先进预警指挥机”的最强空战组合!




2006珠海航展(以及2007巴黎航展),中 国航空工业第一集团公司(以下简称:中一航)/沈阳飞机公司(以下简称:沈飞)展台公开展出了“暗剑”无人战斗机模型以及一种没有标注名称的前掠翼布局、单座、单发有人战斗机模型(本文为了叙述方便,称之为“无名”战斗机)。笔者以一个资深军迷的身份,根据这两种战斗机模型以及相关公开资料进行综合分析,研讨中 国第四代战斗机的有关情况。

【中一航集团/沈飞“暗剑”无人战斗机模型。】

【中一航集团/沈飞“无名”有人战斗机模型。】
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一、综合概述
从中一航/沈飞在珠海航展上在同一个展台上展出的“无名”有人驾驶战斗机和“暗剑”无人驾驶战斗机这两个模型的情况来看,笔者判断中 国“第四代空中优势战斗机”是“双机方案”,就是说应该是两架飞机,一架有人驾驶战斗机,一架无人驾驶战斗机。两架飞机的尺寸、重量相近;采用模块化设计,发动机和相当部分的航电系统是通用的。而“无名”和“暗剑”是同一个第四代战斗机选型方案中的两个有机组成部分。
两架飞机分工明确。“无名”有人战斗机负责作战指挥和近距离空战(毕竟要无人机做近距离空战以目前的人工智能来说太勉强了);“暗剑”无人战斗机则负责中距离空战(主要携带中程或远程空对空dao dan),可以静默飞行到距离敌方很近的不可逃逸区再由“无名”发出发射指令。
“无名”和“暗剑”双机方案的出现,其主要目的是为了探讨或验证一种可以抗衡“F22隐身战斗机+F35联合战斗机+E10先进预警指挥机”这种最强的空战组合的新概念战斗机。 “无名”和“暗剑”的任务比较单一,主要是在大型双优预警指挥机(空警2000)的支持下,和F22、F35还有E10这些最强的空中对手进行空战,击败它们夺取制空权。其余的任务如对地对舰攻击等则由歼10战斗机、歼11系列战斗机、轰7战斗轰炸机、强5系列(或强6)强击机以及轰6轰炸机等作战飞机在对地作战侦察指挥机(空警200)的支持下完成。
从作战性能来说,“无名”加“暗剑”的组合具有非常强悍的空战能力,可以和F22战斗机进行正面对抗;对F35联合战斗机拥有压倒优势;并能以出色的隐身性能和超音速巡航性能对E10先进预警指挥机、E8对地作战侦察指挥机、KC135加油机、EP3电子监听机、EB52H电子战机、P8先进反潜巡逻机等号称“兵力倍增器”的具有系统节点作用的大型空中平台进行“点穴”式的空中奇袭,以此获得具有中 国特色的不对称作战空中优势。
下面,笔者分别从气动布局、动力系统、基本性能、航电设备、机载武器、隐身设计、作战运用和项目命运等几个方面对“暗剑”无人战斗机和“无名”有人战斗机项目进行分析与说明。由于其中有相当部分内容为笔者的主观臆断,因此存在若干失实和不足的地方。文章仅供有兴趣的朋友参考和娱乐,请勿作为情报资料使用。
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二、气动布局
如果中一航/沈飞采用的是“双机方案”设定的话,我们就很容易理解“暗剑”和“无名”模型气动布局的由来了。“无名”有人战斗机因为要负责近距离空战,因此使用了最强格斗布局——前掠翼,虽然超音速巡航和隐身性能有所下降,但是因为不用自己去冲锋陷阵所以超音速巡航和隐身的要求都不高;“暗剑”无人战斗机就不同了,要以最快速度冲刺到适合的发射位置,所以采用了适合超音速飞行的布局和更高的隐身形态。
以下从总体布局、机身形状、控制翼面、结构隐身和外形尺寸等几个方面对这两种战斗机的气动外形进行分析。
1、总体布局
“暗剑”与“无名”都采用了鸭式前翼、腹部进气、单发、双垂尾、双腹翼的相似设计,不过 “无名”是有人驾驶战斗机有座舱,而“暗剑”是无人驾驶战斗机无座舱。“暗剑”与“无名”的机翼与三角形机身自然延展部分形成了很好的“翼身融合”,对于隐身和降低结构重量都很有利。
“无名”采用前掠机翼,“暗剑”采用后掠机翼,这是双方气动性能最大的区别所在,直接决定了两者在机动性能、续航性能、超音速巡航性能等主要飞行参数方面的差异。这也是适应两者不用任务需求在气动布局上所做的最主要的对应安排。
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“暗剑”和“无名”从外观来看,都拥有较大的机身结构,可以推测其拥有较大尺寸的设备舱和弹舱。另外,载油系数可能很高,以获得很大的无加油航程。
相比国内其他战机方案,“暗剑”和“无名”在气动外形上采用的全新设计比较多(有个别是世界上都少见的),如全方位的隐身设计、三角形机身、前掠翼、翼身融合的尾翼、高度融合的机翼与机身、外倾双垂尾、外倾双腹翼、前后缘全动襟翼、可收放鸭翼等等。如果这些气动结构都是验证过的成功设计,那么这将意味着“无名”和“暗剑”拥有战斗机领域最好的隐身与气动综合性能,也表明中 国在气动布局设计和结构隐身设计上达到了一个全新的高度。
2、机身形状
“暗剑”和“无名”的机身机构形状是非常相似的,最大特点就是采用了喷气式飞机中十分罕见的“锐角三角形”,这种形状的机身迄今为止笔者仅仅在F117隐身轰炸机、各种空天飞机概念方案和X43高超音速飞机上见过。常规的喷气战斗机的机身,通常是按照超音速或跨音速面积曲率来设计的,以求基本满足从亚音速到2倍音速范围内较好的流体性能。
而三角形的设计,就F117来说,主要是为了获得良好的隐身性能(有资料表明,仅从结构隐身性能来说,F117还要优于F22。不过F117到了后机身已经是菱形结构了,这与“暗剑”和“无名”前后呈现标准的三角形不同),但是F117的气动性能可以说非常差;而X47高超音速试验机和空天飞机使用三角形机翼,则是利用其“跨激波”性能优良来获得高速(10Ma甚至更高)飞行性能。
笔者判断,“暗剑”和“无名”的三角形机身,不是类似F117那样纯为了隐身的三角形结构,也不是类似X43那样的“激波”结构,更像是音速面积曲率结构与三角形隐身结构相结合的一种全新的机身设计,似乎为世界首创——希望是在大量吹风实践后得出的设计理论。另外,机身两边向后、向外以一定曲率延展的部分,已经不再仅仅是机身的结构了,而是形成了类似机翼一样的升力体,可以称为“变异大边条设计”。这样一来,不但能提高升力,还能减少机翼面积或降低翼载,以实现更高的机动性能和续航性能。
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【F117A,注意机身的三角形结构,是美军得意的隐身设计。】

【X43,注意激波结构三角形机身。】

【“暗剑”侧视图,可以看到按面积曲率设计的机身线条。】
[
【“暗剑”,进气道位于机身腹部,唇口为隐身设计。“无名”的进气道估计和“暗剑”类似。】

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【网友绘制的“暗剑”主翼和前翼动作图:前翼和主翼都收到机身中以实现更高飞行速度和更好隐身效果。】
5、外形尺寸
展出的模型没有给出比例,但是我们还是可以通过其他方法来分析“暗剑”和“无名”的外形尺寸。
首先假设战斗机驾驶员的座舱宽度基本一致(这一点可以在多种战斗机上得以验证),大约为0.9~1米,然后把已经知道外形尺寸的Su27战斗机和“无名”放在同一个比例尺上进行对比(如图所示)。就能够大致推测出“无名”的外形尺寸(“暗剑”的尺寸与“无名”相仿):

Su27与“无名”外形尺寸对比
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项目 尺寸(单位:米)
Su27 无名
座舱宽度 0.9~1.0 0.9~1.0
机长(不含空速管) 21.94 16
翼展 14.7 13
雷达舱宽度 1.2~1.3 1.3~1.4
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发动机舱长度 5.7 5.7
三、动力系统
1、发动机
“暗剑”和“无名”将采用相同的发动机,首选肯定是中一航的“太行”改进型涡轮风扇发动机,备选为俄罗斯的AL41。
“太行改进型”的最大推力为15.5吨,推重比9.5,与F22的发动机F119性能接近,足够“无名”和“暗剑”使用了。何况,以“无名”与“暗剑”这种“双机方案”的设定,对发动机的要求不是那么苛刻,差一点也没关系。

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