本帖最后由 ouyangkai 于 2011-5-15 21:22 编辑
自从F22服役以来,"四代”潮流就一直在各国流行，但真正有能力研制四代机的国家却屈指可数。距YF22首飞有20年了，飞向蓝天的四代机只有区区几架，原型机的只有T50、F35（A\B\C）及歼20，服役的更是一架也没有。下面就在F22、F35、T50、以及新歼兴的20之间展开一些浅浅的讨论。 隐身 在未来战争中,隐身技术将成为一项很重要的衡量标准,它可以保证安全，先敌开火，安全脱离。鉴于此，战斗机的隐身性能甚至很大程度上可以抵消其他性能的不足。我们就从这几款战斗机的隐身开始说起。 F22“在世”已多年，性能也早已经广为人知，世界上对四代的基本要求也是根据它制定的。因此对其就不加分析了（本文也将F22作为各战机对比的立足点）。 T50 T50在2010年才完成首飞，的的确确是延续了俄罗斯能推迟就推迟的“传统”。但苏/俄还有一个“传统”，那就是后来居上，不知T50能否延续呢？ 许多西方专家都认为第二个“传统”要“失传”了——T50刚出世就因为隐身饱受批评。隐身方面的问题主要有一下八点：1、T50采用了传统的建造和铆接技术，不利于隐身；2、座舱盖没有采用无框架式结构，甚至还有一条纵向加强筋；3、就目前的照片看，T50没有采用“S”型进气道，好像还能看见发动机；4、飞机表面有大量突出的设备及天线；5、主翼根处有一个格斗导弹舱，不利于面对侧向探测；6、进气道/发动机短舱与下部平坦机身的链接角度不足，使期间形成了明显隧道；7、机头上的红外瞄准设备及机背的导弹预警装置是球形反射面；8、巨大的尾椎及轴对称三维喷嘴。有这么多的隐身缺陷，T50的隐身似乎很令人失望，有西方的专业人士就说了：“T50只是一款准隐身飞机。”，或者“只是一款外形像隐身的飞机。”甚至有人说“世界上除了美国不会有别的国家再诞生出真正意义上的四代战斗机了。”但仔细想一下，却全然不是那么一回事。 T50原型机的制造虽然粗糙，但我们得看看它出生的背景：早在2008年初，苏霍伊设计局就公开宣布T50原型机将在年底首飞。还没到年底，首飞时间就被推迟到了09年初。过了新年仍然没出厂，设计局又将首飞推迟到9月。这回，俄国防部长也发话了，信誓旦旦地说T50肯定在9月试飞。有了国防部长的保证，这次的时间看似定下来了。可10月都到了。这架飞机却没有了消息。终于，在2010年1月29日，姗姗来迟的T50成功上天折腾了47分钟。从多次的首飞推迟中，我们不难推断出，设计局和制造厂肯定是顶着巨大的压力工作的。也许当设计局刚完成原型机的设计时，已经大大超过了时限，因此制造厂就不得不在极少的时间内完成任务。这就迫使人们“粗糙”地对待这架飞机——因而呈现在我们面前的T50就成了这个样子。 由此我们可以知道，T50有不少设计都是暂时的，未来可以改进。像制造工艺，以俄罗斯雄厚的工业制造基础，完全有升级的余地，即使不能达到西方的最高水平，也可以用表层涂料或贴片处理来弥补（俄罗斯在这方面的技术也是名声在外）。在对机体内部结构进行优化后，可以腾出将飞机表面的设备及天线嵌入的空间。座舱应该只是暂时的，对座舱周边的承力结构改进后应该可以换上无框架式结构的水泡型舱盖（对座舱盖周边进行锯齿形边缘处理可以进一步提高隐身效果）。至于红外瞄准设备及导弹预警装置，只要换上符合隐身设计的整流罩（例如与机体连接角度为大钝角的整流罩）就不会产生多少雷达反射信号。翼根的格斗弹舱也可以通过加大整流罩与表面连接角度的方式来解决。一些人担心T50的尾椎及轴对称三维喷口，我个人认为这问题不大。T50的尾椎已经做了棱边处理，再稍加改进就能将雷达反射信号降的很低。红外信号高是三维喷口的固有缺陷，只能通过一些下游技术减少红外特征。苏霍伊宣称已经做了这方面的处理。就目前的照片及资料看，T50的进气道没有采用“S”型，好像还看的到发动机。但因为照片光线暗淡，我们看到的也可能是雷达屏蔽器。而且，从照片看，T50进气道的中心线与发动机的质心明显不在一个位置上，因此将来还是存在设置“S”型进气道的可能的。雷达屏蔽器虽然会对进气效率产生影响，但对于减少雷达反射有很大作用，而如果使用可对速度变化进行调节的先进屏蔽器，可以将进气影响大大降低。 上述问题，以苏霍伊的设计实力与苏/俄的工业基底，基本都能得到解决。而对设计局而言，最大的挑战当属对两条进气道之间的空间的处理。众所周知，让苏霍伊设计局名扬天下的作品就是苏-27系列战斗机。进过多年的技术验证与深入改进，设计局已对苏27的启动运用谙熟于心了。由苏霍伊来设计俄国的四代战斗机（俄称五代），自然能看到一些苏27的影子，其中进气道之间的隧道就是苏27的典型特征。T50的机腹较苏27虽有所填平，但进气道/发动机短舱与下部平坦机身间仍存在一个连接角近90度的类腔体结构。腔体是隐身设计上最忌讳的结构，它几乎可以将雷达波原封不动地反射回去，使敌人能得到十分稳定的雷达反射信号。T50采用这种设计，可以在失速、大迎角机动时保留大量空气，提高机体升力，但对隐身来说却是一个十分大的打击。要想解决这个问题，在不大幅修改机体的情况下，只有尽可能加大进气道/发动机短舱与机身下部平坦机身的连接角度，并在局部加厚隐身涂层。即使这样，T50不管做任何大机动动作，下部机身都会产生多余F22的雷达反射信号。 抛开以上问题，国际上对T50其他方面的隐身处理还是给予了很高评价的。 综合上述，我们知道T50较难解决的隐身问题在于下部（进气道间的隧道）与后部（轴对称三维喷口）。因此，我们可以想象：未来量产型PAK-FA（以下简称PAK-FA）在巡航状态下（即不进行机动或只有小幅机动），面对前向与侧向的探测基本可以达到F22的水平，在面对后向探测时略逊于F22。只有在大幅机动状态下，PAK-FA才会因为下部机身产生较多的雷达反射（但需要大幅机动的情况通常都是与对方进入了可视格斗或缠斗状态，这时双方应该都已经可以互相锁定了，因此雷达隐身也就不那么重要）。总的来说，PAK-FA的全向隐身水准应该是很高的。 另外，有两点不容忽视：1、苏/俄很早就将三维矢量喷嘴投入使用，对这项技术的探索时间应该是世界较长的，因此我们不能排除俄罗斯在降低三维喷嘴的红外信号特征上有新突破的可能。2、俄罗斯拥有世界上最领先的等离子隐身技术，理论上，连美国在相关领域的探索都要比俄罗斯落后十年以上。而在二十年前，苏俄交替的年代，俄方就宣称可将次技术引入实用。即使当年的宣传中有许些虚假、夸大的成分，如今二十年过去了，技术已经获得了长足的发展（尽管过去20年俄罗斯经济困难重重，但一直没有放弃对高新科技领域的研究），应当已经具备实用价值。如果加上上述两项技术的支持，未来的PAK-FA隐身性能很可能与F22平起平坐，甚至超越F22。 歼20 T50的喧嚣才过去不到一年，中国有曝出令全球膛目的消息：中国的四代机也试飞了。对于一个航空基础薄弱的国家来说，能在国产三代机服役不到十年的时间内就让四代机飞上天空，这的确是近乎奇迹的（想想从F14服役到YF22与YF23的竞争，用了近20年，从米格25服役到T50首飞更是用了30多年）。这说明我国的航空工业近年来正在飞速发展。从图像上看，歼20在隐身方面做的还是很不错的：带折线的似菱形机身剖面、DSI进气道、平面化的机身、全动V型垂尾、内置武器、各舱门的锯齿形处理、鸭翼后缘于对侧机翼后缘的平行，以及“色彩浓厚”的隐身涂层，这些都显示歼20的外型隐身达到了一个相当的水平。一见到歼20的高清图片，许多国内军迷就齐声欢呼，连赞歼20的出色设计，一些专家也放话了：“歼20的隐身彻底超越T50、F35，跑在了F22前头。”“这是目前世界上唯一能与F22媲美的隐身战斗机。”诚然，中国在隐身设计上有了很大进步，但在欢呼之余我们应当意识到：歼20比起西方（美俄）先进水平，还是有一定差距的。看一看见20的正面特写，就知道歼20不如F22简介：上翻的鸭翼、机翼下的腹鳍，使其正面比F22多了两个反射面。F22和T50将平尾与主翼放在一个平面上，用主翼来遮蔽平尾。歼20虽然取消了平尾，但却带来了鸭翼这个隐身死结。鸭翼在运动时，会产生大量的雷达反射信号，其严重程度比起T50进气道之间的隧道是有大过之而无不及。T50尚且能通过加大下部平坦机身与进气道的连接角来缓解，而鸭翼的天生缺点几乎是无法改变的。此外，V型全动垂尾的作动器似乎没有经过太多隐身处理，在进行转动时可以隐约看见，这会给飞机的全向隐身拖后腿。鸭翼作动器也有类似的问题。要减少作动器的反射信号，可以给其加一个极小的、符合隐身及气动设计的整流罩。歼20的主起落架舱盖虽然部分进行了锯齿形处理，但因为起落架轮距稍大，支柱较长，而且前向收起（在进气道外侧面），导致舱盖要分两个部分，使舱盖面积表的很大，不利于表面接缝处的低信号处理。不过相信在未来，经验丰富的设计团队能解决这个问题。最后要说的就是老问题了：发动机的三维喷口。前面已经说了，三维喷口的固有缺陷是很难消除的，以中国的力量在短期内又不可能发展出可靠的二元喷口，因此歼20的后向隐身会受到影响。 由以上可见，歼20的隐身设计并不完美。但对于初次尝试隐身设计的中国来说，这算是一款“高质量”的隐身飞机了，至少，它由于现在的T50，接近于F35。 让我们来想想一下：在不久的将来，随着更先进的隐身涂层、材料的问世，及设计团队对细节部分的改进和整合（如用先进飞控指挥其他舵面来代替腹鳍），歼20将会得到十分不错的隐身能力。在巡航状态下，歼20的前、侧向隐身应该基本与F22相当，后向略差（三维喷口）。只有在大幅机动状态下，才会因为鸭翼的运动产生较多的雷达反射。总体来说挺不错。鉴于近年来我国航空业的飞速发展，我国很可能在降低三维喷口的红外特征上有所突破。如果是这样，将来歼20的后向隐身于F22的差距会迅速缩短，总体有超越F22的潜力。由于我国对等离子技术探索时间不长，至少不会再投产型歼20（以下用J20代称）出厂时发展处可靠产品，因此J20在面对可能装备等离子发射器的PAK-FA时会有一定压力。但J20的外形一身应该与PAK-FA不相上下 F35（主要以F35A作为比较） 关于F35的隐身为题，我不想讲太多，只是对网民和各大杂志的批评感到不公。许多人都将F35的后向隐身视为失败中的失败，原因是机翼与机身连接角不够，以及三维喷口。在我个人认为，其实机翼与机身的连接角不是那么简单的问题，并不像许多人认为的越大越好，美军经过多年对外形隐身的探索，已经摸索出了一套路子来，对各个部分的隐身处理应当都心知肚明。若翼身连接角真的越大越好，洛·马公司肯定会在F35设计之初就关注到。既然将连接角控制得小，出了因内部空间折衷这个因素外，肯定也是符合隐身的，说不定在钝角范围内又某个特定角度隐身效果十分好，而且正接近于F35所选的角度呢？F35的三维喷口已经做了锯齿状处理，还用其他技术降低了红外特征，甚至为此牺牲了发动机推力（将F119推力从196千牛降低到180多千牛）。在使用三维喷口的飞机中，其隐身已经是佼佼者，我们不应再硬将F35跟使用了二元喷口的F22来比较，批判F35。F35与F22的性质本身就不一样，F35是要被大量装备的低端产品，F22则是作为战场杀手锏。F35可以通过数量和航电有事来弥补隐身不足，因此就不必像F22那样将隐身做得近乎“神话”，只要不跟F22差一个等级就行了。况且F35就是三维喷口略差与F22的二元喷口，差距还是挺小的。总之，我认为，以F35的角色定位而言，它的隐身已经相当出色了。 让我们来总结一下几款四代机的对比：目前，T50、歼20、F35的后向隐身都逊于F22，而F35的前侧向隐身又稍强与歼20、T50，T50有因为工艺较粗糙略差于歼20。据网络上一些资料称：F22的RCS约为0.1㎡，F35为0.2㎡，歼20为0.3㎡-0.4㎡，T50为0.5㎡。由此，我们大概能比较一下：在现在的技术状态下，隐身能力F22＞F35＞歼20＞T50。但歼20和T50都只是原型机或者技术验证机，有很大的完善余地。如果按上文所述改进后，PAK-FA与J20的RCS均有可能达到0.1㎡的级别或更低。而PAK-FA因为俄罗斯先进的等离子技术，拥有更大的隐身潜力。未来四者的隐身比较可能为T50≤≥歼20（即不相上下）≤≥F22＞F35。 | 
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