兩棲攻擊/小型航母上的短距起降艦載機設想_風聞
TSQ-2019-03-28 11:01
美國海軍陸戰隊從上世紀七十年代就開始在兩棲攻擊艦上使用鷂式戰鬥機來實現攻擊,這是因為固定翼戰鬥機相比直升機在攻擊能力方面相差太大了。固定翼有更高的速度、更大的作戰半徑和更強的載荷能力,能上兩棲攻擊艦就相當於把攻擊艦當輕型航母使用。在四代機時期,美海軍陸戰隊採購了F-35B,其作戰能力進一步提升,超過了世界上大多數中小國家,美國海軍陸戰隊這種採用短距起飛/垂直降落戰鬥機上兩棲攻擊艦的做法,值得我們借鑑。
我們國家正在發展兩棲攻擊艦,兩棲攻擊艦比航母便宜,能夠在近海作戰,能夠海陸兼顧,作戰手段多樣,對於小規模衝突,比航母有更高的效費比。發展一款能在兩棲攻擊艦上使用的固定翼戰鬥機,像美國兩棲攻擊艦那樣具有強大的對陸攻擊能力,顯然對我國保護海外利益還是很有益的。那麼該發展什麼樣的固定翼艦載機上兩棲攻擊艦?
最簡單和直接的辦法是採用F-35B的方案,但是顯然在短期內很難有F-135這樣的發動機,能夠產生大約8噸左右推力的升力風扇難度也很大。我們可以另闢蹊徑,並不需要跟着老美走,個人建議採用短距起飛降落方式實現固定翼上兩棲攻擊艦,而不是短距起飛垂直降落上兩棲攻擊艦,因為垂直降落需要產生髮動機推力和升力風扇推力超過戰鬥機空重和一定的返回載荷,而短距着艦可以讓機翼產生升力,降低了對發動機和升力風扇推力要求,從而在技術上更能達到。不過,這樣做需要解決一個問題,就是短距着艦需要用攔阻系統攔阻,而攔阻系統如何在兩棲攻擊艦上佈置和攔阻時如何讓攔阻索和發動機噴口不相互碰撞等問題需要解決。
我設想的方案是:採用較小的升力風扇,噴口相對垂直方向向後偏轉15°安裝,推力4噸(只有F-35B升力風扇推力的一半左右),採用太行發動機發展型,加力推力可以達15噸左右,軍推8-9噸,噴口採用當前矢量推力噴口,可以向下偏轉20°,無需採用F-35B的噴口可以轉到90°向下。設想飛機的空重11噸,最大起飛重量22-23噸,有10-11噸載荷(油6噸,彈4-5噸),機翼面積大約40平方米,內置彈艙和F-35B類似,能帶2枚中距彈,或1中距1個500公斤攻擊彈。短距起降時的過程如下:
起飛:採用滑躍甲板,滑躍段比遼寧號要短很多。滑躍起飛時,發動機開加力,矢量推力向下偏轉角度15°左右,產生向下推力大約4噸,和前面升力風扇的4噸推力可以前後平衡,這樣可以直接產生8噸推力。由於可以開加力,向後的推力可以有14.5噸,22噸推力減去8噸是14噸,也就是去除直接升力外需要機翼產生14噸升力,基本上滑躍起飛後再進行加速是可以達到這樣的推力,起飛問題不大。
降落:降落最大重量按照15噸考慮,採用 10°姿態角着艦,發動機矢量噴管向下偏轉20°,發動機採用90%軍推推力(7-8噸左右),留一定餘量供攔阻不成功復飛,此時發動機推力與水平方向成30°,產生的直接升力是推力的一半(3.5-4噸),與升力風扇合併能夠提供的升力有7-8噸,機翼需要產生7-8噸升力。假設飛機的升力係數與J-15相當,J-15機翼面積大約62平方米,着艦速度大約240公里/小時,着艦重量大約24噸。本人設想的艦載機着艦速度大約180公里/小時,按照升力公式,升力大小與速度的平方成正比,那麼(180/240)²=9/16,即同樣機翼面積升力是原有升力的9/16,J-15的降落重量是24噸,那麼就是24噸的9/16是13.5噸。設想的艦載機機翼面積是J-15的2/3,那麼升力就是9噸,加上前面7-8噸升力,足以產生需要的升力。
攔阻:攔阻180公里時速15噸的艦載機,其攔阻能量要求大約是J-15的35%(15噸是24噸的5/8,180平方是240平方的9/16,兩者乘積是45/128=0.35),可以縮小攔阻距離和攔阻力,譬如攔阻距離是J-15的70%,那麼攔阻力也可以是J-15的50%,對攔阻系統的要求也大大降低。如果採用電磁攔阻,考慮到電磁攔阻系統整體結構簡單、體積小、重量輕,是可以比較方便佈置上兩棲攻擊艦上的。
這樣的飛機沒有垂直懸停的要求,就不需要F-35B那一套從發動機引氣噴射平衡機構,簡化了飛機設計,降低了結構重量。升力風扇所需推力小,在重量和體積上都小於F-35B,發動機無需向下偏轉90°,採用現有矢量推力就可以,避免噴口和攔阻索干涉,也無需在機身噴管處設計像F-35B那樣複雜結構,整體上更為簡化。空戰推重比在1左右(15噸推力,11噸空重,3噸油、1噸彈藥),由於翼載較小,考慮到可以使用矢量推力,故機動性還是有保證的,面對世界上大多數國家,這樣的作戰飛機能力是相當強的,可以更好的維護我們的海外利益。
個人認為上面設想還是有一定可取之處。當然由於個人能力所限,很多事項考慮不周,僅供參考。