技術數據
翼展8.69米;機長16.83米;機高4.89米;機翼麵積24.18平方米;空重7700千克;最大起飛重量15700千克;最大速度1699千米/時(10970米高度);作戰半徑537千米1408千米。
發展趨勢
毋庸置疑,未來的戰鬥機將是人類尖端科技的融合體,將是物理學,化學,生物學,計算機科學等學科結合而產生的“混血兒”,這架機器所體現的,很可能是各個學科最先進的技術。下麵,就讓我們從不同的方麵來討論未來戰鬥機的可能的發展趨勢。
高品質的發動機
高效可靠的發動機是戰鬥機的心髒。很多國家戰鬥機的設計製造往往局限於沒有高品質的發動機。俄羅斯飛機設計專家在提出第五代戰機的設計要求時,列出了“4S”標準,即超高機動性,超高音速巡航,超視距攻擊和隱身能力。其中的高機動性和巡航速度很大程度上都依賴於優秀的發動機。
大推重比,現役的戰鬥機上裝配的發動機的推重比大多在8~10之間,美國的F119發動機推重比為10.8,歐洲英德意西四國聯合研製的EJ2000發動機推重比為9.5.要滿足戰鬥機在進行超音巡航和超音突防、攔截的戰鬥任務,應盡可能提高發動機不開加力時的單位推力,這就要求發動機的推重比要提高20%左右,即推重比12~15一級,而目前,這一技術中涉及的一些關鍵技術包括降低涵道比,提高冷卻係數,減少發動機級數還並沒有較大的突破,解決了這些問題,大推重比發動機的研究將會有一個很大的飛躍。
矢量推力,在俄羅斯軍方2006年初研製的第五殲擊機AL41上,使用了世界上最先進的矢量推力發動。這也代表了矢量推力技術將成為未來發動機的一個發展趨勢。推力矢量控製是指通過改變發動機尾噴流的方向,提供俯仰、偏航和橫滾力矩以及反推力,用於補充或取代常規由氣動力麵產生的氣動力來進行飛行控製。應用了這種技術,戰鬥機就可以輕鬆實現很多高機動性的動作,以及過失速機動和短距起飛。目前,高效、輕質、低成本矢量噴管的研製是飛機推力矢量技術的核心和最大技術難點。
衝壓發動機,衝壓發動機是一種新型的航空動力裝置,和普通的燃氣渦輪發動機不同,進入衝壓發動機燃燒室的空氣是利用高速飛行時的衝壓作用來增壓的。美國和澳大利亞都曾經進行過衝壓發動機飛機的試飛實驗。這種發動機有質量輕,推力大的特點,美科學家曾預言利用這種發動機可使飛機實現10倍甚至15倍音速的飛行,但由於衝壓發動機在靜止狀態下不能自行啟動,且尚存在低速性能不好,高空燃燒不穩定的問題,因此目前還出於研製階段。一旦這些問題被解決,將帶來人類飛行史上最大的速度突破。
新的氣動外形
前掠翼,一方麵,前掠翼可以為飛機提供更好的結構連接和氣動外形,為飛機提供較好的低空操縱性和過失速的機動性,另一方麵,前掠翼能提供更大的升力,從而滿足短距起降和近距空戰的要求。然而,前掠翼也存在著氣動偏差和結構發散的缺點,高速飛行時機翼受到較大的扭矩,從而發生結構破壞,因此,前掠翼技術的應用很大程度上依賴於高強度的複合材料的發展,一旦突破了這個瓶頸,前掠翼將會在戰鬥機外型設計上占有不容小視的地位。
無尾翼,飛機的垂直尾翼,保證了飛機的穩定、安全飛行和方向控製,但它增加了飛機的重量並易暴露目標,還是妨礙增加飛機其他功能的障礙。無尾翼技術則減輕飛機重量,增加飛機功能,改善隱身性能。所以,無尾翼飛機成為多國研究的熱點。
信息技術與電子對抗
數字化信息化體係,未來的戰鬥機不應僅僅是一個獨立的作戰平台,而是建立在以信息化為基礎的飛行器,把飛機變成數字化網絡裏麵一個接點,一方麵能夠把自己發現的敵人目標實時地傳到係統網絡,為整個係統實施有效打擊提供決策依據;另一方麵還可以在網絡裏獲取自己需要的任何信息,從而最大限度的發揮其應有的作戰效能。
電子對抗,電子偵察與反偵察、電子偽裝與反偽裝、電子幹擾與反幹擾、隱形與反隱形及反輻射導彈摧毀,電子技術在戰鬥機上越來越多的應用預示著未來的空戰可能成為火力攻擊的硬殺傷和電子對抗的軟殺傷相結合的戰爭。
隱身技術,未來的戰機應該具有良好的隱身性能,一方麵,戰鬥機要盡量減少自身的雷達反射麵積,早期的隱形飛機F117以犧牲氣動來達到隱身效果。另一方麵,除了傳統的隱身方法,一些新技術的出現將給隱身提供新的思路。俄羅斯目前正在研製的一種“等離子體隱形技術”,主要是通過等離子體雲來實現隱形,規避探測係統。這種技術必須設計好等離子體雲的特征參數。另外,隨著“智能蒙皮”技術的發展,一種新的目視隱身的概念將更廣泛的應用於未來飛行器上。這種蒙皮通過加載不同的電壓根據環境改變自身顏色,在林區飛行時變為綠色,在沙漠則變為黃色,這樣就增加了飛機低空飛行時的安全係數,減少了被地麵人員目測發現的危險。
防護裝置和救生係統
飛行員頭盔係統,頭盔是飛行員個體防護裝置的一個重要組成部分,未來飛行員頭盔發展的趨勢是要研製功能強大、集綜合性防護於一體的頭盔係統。由於頭盔顯示器完全滿足了肉眼態勢感知的需求,所以JSF甚至可以取消平顯,而增加了下顯的麵積以加強電子態勢感知的顯示空間。這種使座艙變得透明而不阻礙飛行員視野的“玻璃座艙”概念將是未來的頭盔係統的發展趨勢。
彈射救生係統,作為飛行員緊急逃生的保障裝置,彈射座椅在未來的發展中要求更高的可靠性和可操縱性能。美國正在研究將利用微波輻射改變推力方向的技術用於彈射座椅的可能性。由於采用了無源姿態信號技術,座椅不需要發射機,減少了一些零部件,增加了可靠性,降低了成本,而且可在任何高度上工作。另外,未來的彈射座椅應有更大的性能包線以適應戰鬥機更快的飛行速度和未來戰場更複雜的戰鬥情況,保證飛行員在不利的情況下逃生的可靠性。
無人戰機
由於無人作戰飛機成本低、攻擊能力和自我生存能力強且因為飛機無人駕駛,也就不需要複雜的生命保障係統,從而使飛機可以在大載荷下機動,因此在未來的空戰中,無人戰鬥機將占據一個很重要的部分。但是,由於受現有技術條件,無人戰機並不具備成為戰爭主體的能力,它還不能完全取代有人駕駛的作戰飛機,而是一種優勢互補。未來的空軍編隊中,可能會出現無人和有人戰機混排,無人機擴大了人的作戰範圍和作戰能力,最終形成人和計算機的協同作戰。
現代化改進
英國空軍曾計劃於1990年代裁減美洲虎,但鑒於在海灣戰爭的良好表現,於是決定美洲虎繼續服役直到被台風取代。英國空軍整個美洲虎機隊在諾福克科提肖空軍基地重組為三個中隊,期間美洲虎被持續被派往熱點地區,參與了伊拉克禁飛行動和巴爾幹半島巡邏行動。此時美洲虎的標準塗裝改為全機灰色。
皇家空軍在美洲虎的進一步現代化上付出了可觀的努力,1990年代內連續實施了一係列複雜繁多的升級計劃。1994年英國國防部頒布了“緊急作戰需求”,為一部分美洲虎配備GEC-馬可尼TIALD200目標指示吊艙,TIALD吊艙在頭部集成了前視紅外和激光目標指示器,該吊艙已在波斯尼亞上空經過驗證。此次升級還涉及到對美洲虎進行MIL-STD 1553B數字總線的改造、改進HUD、安裝12.5cmX12.5cm平板式多功能下視顯示器以及一個控製TIALD頭部轉動的操縱杆。
經過TIALD升級的美洲虎型號改成了“GR。1B”,並且在1995年初投入到對波斯尼亞的11天連續轟炸中,通常與鷂GR。7伴隨行動,並為其指示目標。TIALD要占用美洲虎一個內側機翼掛架,所以隻能在另一側翼下掛載一枚激光製導炸彈,在中線掛架掛載副油箱。但是在波斯尼亞的實戰結果是在中線掛TIALD,翼下掛兩具副油箱,讓其他飛機攜帶激光製導炸彈效果更好。
TIALD升級的成功使英國空軍繼續美洲虎機隊下兩個階段的升級計劃。第一階段是“美洲虎96”計劃,基本上按GR。1B標準實施:支持TIALD、MIL-STD 1553B總線、新HUD和TIALD操縱杆,但是並不是所有的美洲虎96都安裝了GR。1B的多功能下顯。美洲虎96還安裝了HOTAS操縱杆,並改進導航攻擊係統,在FIN1064係統內嵌入一個洛克維爾-柯林斯GPS接收機,此外還安裝了英航宇係統與裝備公司的地形匹配係統,該係統使用雷達高度計獲得地形圖,並與數據庫中的已知地形圖做對比,從而得知精確位置。類似的地形匹配技術已成功應用於戰斧巡航導彈上。TERPROM也提供接地警告能力,這對於要在低空操作的飛機來說是一個很實用的功能。一個運行在PC上的任務規劃係統可以用來為作戰任務製定詳細計劃,並下載到美洲虎的航電中。
“美洲虎97”計劃在美洲虎96的基礎上進一步改進:安裝一個20cmX15cm大型彩色多功能下顯,更先進的TERPROM任務計劃係統,座艙布局與夜視鏡兼容,還采用了GEC-馬可尼和霍尼維爾聯合研製的頭盔瞄準係統。HMSS可以引導武器攻擊偏離軸線的目標,也可用於導航。美洲虎96與美洲虎97之間的唯一看得見的區別就是座艙蓋中央的HMSS頭部位置傳感器。