淺析日本重四_風聞
晨枫-军事撰稿人-古今多少事,都付笑谈中2019-12-28 23:19

日本最新公佈的下一代戰鬥機想象圖
日本宣佈,將在2020財年投入111億日元(摺合1.02億美元),用於研發下一代戰鬥機,還同時公佈了想象圖。這點投資肯定不足以啓動真正的研發。近些年來,日本不斷公佈名為下一代戰鬥機的想象圖,在這一次的公佈之前,最新的是26DMU,26是平成年號,DMU意為數字模型,也就是全紙面設計,沒有實體樣機。這些紙上談兵遠離實機,但揭示了空自對於戰鬥機和空戰的思維,還是值得重視的。
最早的23DMU大體相當於F-22的簡化版,機翼為簡單截梢三角翼,雙發採用圓噴管,除了個子大一點,氣動設計水平不超過韓國KF-X和土耳其的TF-X。24DMU介於F-22和F-23之間,機翼加大,雙髮間距加大,便於留出蘇-57那樣的中央彈艙,連尾錐體都與蘇-57神似。但四翼面尾翼改成雙翼面V形尾,突出了隱身,載彈量也有所增加。25DMU回到23DMU的四翼面,但尺寸加大,突出了載彈量和航程的要求,可能比24DMU強化了機動性要求。26DMU在25DMU基礎上進一步細化,進一步加大翼展和展弦比,增加航程,但取消超巡要求。

F-22對23DMU的影響顯而易見,24DMU則介於F-22和F-23之間

25DMU回到四翼面尾翼,但顯著加大
最新的數字模型沒有名字,按照前面的慣例,應該為01DMU,01為令和年號。在沒有確切新名稱前,暫且稱之為01DMU。容易看出,01DMU接近24DMU,但又有顯著的不同。
日本希望替換現有的F-15J有很長時間了。在求購F-22不得之後,日本被迫兩條腿走路:一方面購買F-35,填補缺乏隱身戰鬥機的空擋;另一方面啓動自研。如果説三菱F-2是在美國壓力下被迫放棄全自研而轉向從洛克希德F-16改進,這一次日本連嘗試全自研的勇氣都沒有,三心二意、莫名其妙的“心神”不提也罷。
但本質上是戰鬥轟炸機而不是制空戰鬥機的F-35難挑日本防空的大梁,日本除了磨磨蹭蹭推出一些DMU,總是試圖在國際上搭便車。日本希望下一代戰鬥機在2030年能投入使用,美國的下一代戰鬥機研製還沒有啓動,由於敏感度高,啓動了也不可能讓日本參與合作研製,而F-22的前車之鑑決定了日本可能連加價買現成的選項都不一定有,所以美國靠不住。
法國和德國剛啓動NGF,但日本的戰鬥機和空戰武器體系與法國體系不相容,法德合作的中型戰鬥機也不適合日本的需要,這條路也走不通。
英國也啓動了BAe“暴風”戰鬥機研製,與NGF相競爭,還在積極爭取國際合作,但同樣有中型戰鬥機的問題。英國的時間表也不同,至少要到2035-40年才可能投入使用。儘管如此,日本對與英國合作很感興趣,也已經以某種方式有所參與。


BAe Replica、“暴風”和FCAS對01DMU的影響很大

另一方面,也可以看成是四翼面改V形尾加上三角翼改人字翼的蘇-57
最後,日本可能“被迫”全自研。或者説在自主的總體設計基礎上,積極爭取外援(尤其是英國),研製出一架符合日本要求的重四,也可能説成是重五(按照歐美標準更應該是重六),就看到時候怎麼宣傳了。對於英國來説,有日本出資完善關鍵技術,也是求之不得的好事。英國對於出口沒有那麼敏感,沒有足夠的出口根本養不活國內的軍工行業,“暴風”本來就是奔着出口去的。
01DMU體現了不少英國特色,也反映了新思路。比如説,放棄超巡,轉為強調航程;極大增加機內武器載量;極大強化“作戰雲”。
放棄超巡是與F-22和殲-20所代表的經典重四的不同思路。超巡是能量空戰原則的極致,也特別適合防空作戰,但超巡航程畢竟比不上亞巡。日本希望能控制沖繩到台灣的天空,保護海上生命線,也打造海空前衞線,事實上F-22的航程都嫌不夠。能量空戰還是平台制勝的原則,在轉向載荷制勝的未來,航程所帶來的留空時間才是維持存在的關鍵。極大增加機載武器的數量也是出於同一考慮。
作戰雲是網絡化、信息化的考慮,與氣動設計關係不大。
在這樣的指導思想下,01DMU採用了大展弦比的人字形機翼。與三角翼相比,後緣挖空一個三角形;與後掠翼相比,翼根到中翼段後緣填入了一個三角形。因此,人字翼具有接近後掠翼的升阻比,同時具有接近三角翼的翼根強度、翼面積和襟翼氣動控制力矩,而且設計十分靈活。內外翼段可以採用直線前緣,簡化設計和製造,加強隱身;也可以採用兩段式前緣,外翼段的後掠角低於內翼段,便於在增加翼展的同時控制氣動中心的位置,也改善升阻比和航程。後緣後掠角可以與前緣保持一致,以簡化製造、改善隱身;也可以改用較小角度,以改善氣動效率。BAe的Replica隱身模型和“暴風”都是直前緣,但Replica的後緣角度與前緣一致,“暴風”的後緣角度較小。01DMU與“暴風”一致。
有意思的是進氣口設計。在隱身時代,戰鬥機進氣口大體有加萊特和DSI(也稱蚌式)兩種,DSI在氣動上更加先進,隱身和總壓恢復都較好,但設計上要求較高,而且進氣口都有點“地包天”,從兩側向中線“包”過來。加萊特則相反,設計上相對簡單,而且“溜肩”,進氣口帶後掠,但需要留一條泄壓槽,增加阻力,影響隱身。
歷代DMU都採用加萊特,BAe“暴風”採用DSI,但01DMU回到加萊特,或許不是單純因為設計上的連續性,而是另有考慮。01DMU不是真正的加萊特,而是改良加萊特,更加類似蘇-57,在進氣口前上方向前延申,形成可動邊條,可以補償V形尾可能的氣動控制不足的問題。事實上,給與可動邊條足夠的氣動控制權限,這就等效為鴨翼了,大大簡化V形尾的氣動控制負擔。必須説,這是很巧妙的構思。當然,惡魔永遠在細節之中,成功實施還是要靠日本和英國的氣動功力。
這也是放棄超巡才可能的。加萊特的上唇是控制進氣道激波的關鍵裝置,可動邊條相當於實際上唇後退,激波控制能力減弱,超巡效率降低。但只要求亞巡就沒有問題了。從這一點來看,蘇-57的超巡能力也是可疑的。
從某種角度來看,01DMU好比大大加大、機翼重新優化、氣動中心前移、採用可動邊條的“暴風”,不過發動機將採用富士的33000磅(146kN)推力級渦扇。推力不可謂不強勁,但同樣的推力用在為超音速減阻最優化的F-22上才能達到超巡,用在強調航程和載彈量的01DMU上就只能增加起飛重量了
日本的一系列DMU還是很有看頭的。這看頭不在於何時能成為真正的戰鬥機,而在於可以海闊天空的話,會設計出怎麼樣的戰鬥機,就好像上課開小差、自己畫飛機那樣的樂趣。日本要求下一代戰鬥機在2030年投入使用。從現在還沒有氣動全速工程研發來看,這根本不可能。但日本不急,別人急什麼?