六代機有什麼驚奇功能
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既然第五世代戰機已經雷達隱身化了,再後來第六世代戰機還有什麼驚奇的功能?在幾年前,人們想到的「無人化戰機」。不過,甭管是無人化操作,或是電腦自主控制,這套系統一樣可以應用在現有的戰機身上,比如拿F-16改裝的無人實驗型戰機「X-62A」,它在空戰模擬中,表現的比資深飛行員還要驚人,能說X-62A就是第六世代戰機嗎?似乎略顯草率。
另一種說法是,「比第五代戰機更具雷達隱身的能力」,比如無垂尾設計,這是目前較主流的定義,它帶來的是視覺上的震撼,因爲與現有戰機的外型差距很大。很大程度來說,中國大陸的殲36、殲50的照片之所以令人驚訝,也是因爲這2款戰機外型都極爲獨特,就如科幻電影中走出來的。
但是,這只是「雷達隱身」特質的增進而已,並不是某個領域的創新。況且,最有名的的無垂尾飛機,當屬美國的諾格B-2精神式轟炸機,以及正在試飛中的諾格B-21突襲者轟炸機,假如這定義成立,那麼B-21可以視爲第一種第六世代戰機。
至於無人機控制(忠誠僚機系統)、新款航電、大範圍資料鏈整合,這些性能都持續添加在現有的第五世代戰機(甚至四代戰機也可以)身上,顯然也不能做爲第六世代戰機的界定標準。
這也就是前美國空軍部長肯德爾之所以暫停第六世代戰機研發的原因了,實在找不到明確的發展方向。
既然無法憑空想像第六世代戰機的性能要求,那麼尋找第五世代戰機的不足,比如F-22的性能短板,或許可以打開思路。
這聽起來不可思議,雄霸「最強戰機」之名的F-22會有缺點嗎?
最明顯的,F-22的作戰半徑不夠,僅有821公里,遠低於前一代F-15鷹式戰機的1960公里,略優於F-18的740公里。這是因爲F-22爲了達到極致的雷達隱身,它的所有武裝都置於機身內部的武器艙,大幅佔用了有限的機身空間,也就減少了燃料儲存量。並且武器艙需要額外的機電設備才能運作,這些都增加了機身重量。從外觀來看,F-15與F-22的尺寸相當,但是F-15的空重僅1萬2700公斤,然而F-22卻達到了1萬9700公斤。這也使得F-22雖然具備超音速巡航的優異性能,但是在實際的空防作戰上,卻很難發揮出超巡的省油優勢,它仍然相當依賴空中加油機的協助,或是地面機場的補充。
難道F-22研發初期,沒有發現這樣的問題嗎?當然是早就知道了,只是當時認爲這樣的缺點不礙事。因爲在1980年代,美國的主要戰略對手是蘇聯,假想的戰場地點在歐洲,因此美國只需要確保歐洲盟國提供油料與空中加油機的支持,就能確保F-22在歐洲上空的來去自如。800公里的作戰半徑,足以穿過好幾個歐洲國家了。
F-22另一個缺點就是隱身塗料昂貴、難維護,就公開資料所知,F-22的塗料含有大量的銀金屬,塗料的價格與白銀價格是正相關的,而F-22座艙罩塗料則帶有黃金成份,稱其爲「穿金戴銀」並不過份。另一方面,F-22每一次養護,需要先刮除舊塗層,才能補塗新塗料,耗時又費錢。這還沒完,爲避免塗料被灰塵附着而失去效果,F-22在待命時,需要在設有空調系統的機庫裡,進一步堆高維護費用。
由此可見,至少我們知道美國空軍的F-47必須修正F-22的這兩處缺點,才能成爲合理而有效的主力戰機。
若要增加戰機航程與作戰半徑,首先需要推力更強大,同時還要省油的發動機,爲此,奇異公司接近完成的XA100自適應發動機,就顯得特別關鍵。
現行的渦輪發動機有2道氣流,其一是經過核心壓縮機再充分燃燒的「核心氣流」(core airflow),以及不通過核心機,只被風扇攪動就向後排的「旁通氣流」(Bypass Airflow)。核心氣流推力大,但相當耗油;旁通氣流推力小,但相對省油。
戰鬥機的發動機爲需要高速飛行性能,所以都是小旁通比發動機,F-22的F119發動機,旁通氣流僅是核心氣流的0.3倍,F-35的F135發動機,旁通氣流是核心氣流的0.5倍,已是所有戰機發動機裡最省油,推力最大的一種。
然而,奇異公司又設想了「第3道氣流」。它可以透過活門的調節,在需要高速飛行時,進入壓縮機,增強核心氣流的推力;而在巡航飛行時,第3道氣流就繞過核心機,成爲旁通氣流的一部分。根據奇異公司的說法,如果F-35戰機加裝XA100,航程可以增加35%,彈藥攜帶量也可以更多。
然而,由於F-35已經定型,XA100只能用在空軍型的F-35A身上,這使得美國空軍的F-35後續改進,不會使用XA100發動機。
但是,這麼好的發動機,不應該就此埋沒。未來應用在第六世代戰機身上,就顯得合情合理。
戰機的氣動外型,也是增加飛行效率的辦法,目前已知,翼身融合一體的飛翼型是最善用空氣力學的造形,而且它還換來兩個好處:較大的機身內空間(就有足夠的空間裝填燃料與彈藥),以及先天的雷達隱身效果。
於是我們會發現,類似B-2、B-21那樣的造型,或是中國大陸的殲36、殲50都符合這個特質。
還有一個問題,如何在飛翼造型前題上,還能保持空優戰鬥機所需要的高度靈活性?這時候可能就需要向量噴嘴、新的副翼設計,以及噴氣式副翼技術。
甚至美國長年以來不考慮的前翼,或許都被納入考量。在以往,美國研發單位認爲前翼會破壞雷達隱身性,但可能現在觀念改變了,在川普所展示的F-47概圖上,出現了一對前翼,看來美國研發部門打破了以往的堅持。
只是,隨着科技的複雜,以及原料與成本的持續墊高,第六代戰機的研發可能是一項極爲燒錢的專案,按川普短視近利的個性,隨時有可能因爲看不到成果,就半途終止了研發經費,屆時又需要重新評估了。(三之二;更多精彩內容請下載《翻爆》APP)