日前洛克希德在社交媒體上爆出了一架神秘飛行器的線條描圖,盡管看起來(lái)只有一個(gè)框架,但熟悉氣動(dòng)布局的高手們已經(jīng)腦補(bǔ)好了這架飛行器的外形,并且斷定這是NGAD六代機(jī)的機(jī)型,而在國(guó)外的社交媒體上也已經(jīng)有人發(fā)文諷刺表示中國(guó)已經(jīng)準(zhǔn)備抄襲!
洛馬的六代機(jī)造型:到底是個(gè)啥玩意兒?
(資料圖片僅供參考)
之所以會(huì)被認(rèn)為是NGAD下一代空中優(yōu)勢(shì)的戰(zhàn)斗機(jī)是因?yàn)?月底美國(guó)空軍正在招標(biāo)下一代戰(zhàn)斗機(jī),目前已經(jīng)有三家廠商正在積極籌備,盡管沒(méi)有公開(kāi)是哪三家,但媒體猜測(cè)就是洛克希德-馬丁、波音和諾斯羅普-格魯曼這三家軍工巨頭。
其中洛馬更是知名,基本上現(xiàn)代美國(guó)空軍的主力戰(zhàn)機(jī)都是洛馬制造的,F(xiàn)-22和F-35就是洛馬的杰作,除此以外,還有F-117、F-16、C-130運(yùn)輸機(jī)、C-5銀河運(yùn)輸機(jī)以及SR-71黑鳥(niǎo)以及三叉戟彈道導(dǎo)彈與宇宙神火箭。
因此洛馬公布的PPT顯然值得關(guān)注,而NGAD更是洛馬志在必得的下一代空中優(yōu)勢(shì)戰(zhàn)斗機(jī),這其實(shí)是一個(gè)核心戰(zhàn)機(jī)加上無(wú)人駕駛作戰(zhàn)飛機(jī)(忠誠(chéng)僚機(jī))的作戰(zhàn)體系,其中美國(guó)空軍對(duì)核心作戰(zhàn)飛機(jī)提出了如下要求:
搭載最新的五代武器與傳感器、最先進(jìn)的機(jī)載電子設(shè)備、更優(yōu)秀的隱身能力、最先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、更遠(yuǎn)的航程以及有效載荷等。
空軍部長(zhǎng)Frank Kendall表示,NGAD的核心戰(zhàn)機(jī)每架可能高達(dá)數(shù)億美元,美軍準(zhǔn)備裝備約200架,美軍認(rèn)為,目前軍方的側(cè)重點(diǎn)是航程、有效載荷與低可探測(cè)性,對(duì)機(jī)動(dòng)性要求有所降低,因?yàn)橥鈬摹爸艺\(chéng)僚機(jī)”可以輔助完成這個(gè)任務(wù),協(xié)助空戰(zhàn)與對(duì)地攻擊等。
這架線條機(jī)真是美國(guó)的NGAD六代機(jī)?
所以網(wǎng)友們就提出了一個(gè)問(wèn)題,在這個(gè)節(jié)骨眼上洛馬放出這架“線條機(jī)”,到底是不是六代機(jī)?我們可以來(lái)簡(jiǎn)單評(píng)估下,根據(jù)在CAD里一比一建立了平面度,計(jì)算它的展弦比,評(píng)估它的最高飛行速度,如下圖:
結(jié)果筆者計(jì)算了下發(fā)現(xiàn)這架飛行器的展弦比在1.4左右,一種非常罕見(jiàn)的小展弦比高速機(jī)型,根據(jù)3.3馬赫的SR-71的展弦比為1.94以及我國(guó)6馬赫的高超音速偵察機(jī)WZ-8的展弦比為0.95這兩個(gè)數(shù)據(jù)評(píng)估,目測(cè)這架飛行器的飛行區(qū)間在4.5~5馬赫之間。
所以問(wèn)題來(lái)了,這架飛行器到底是不是美國(guó)的NGAD六代機(jī)體系的核心戰(zhàn)機(jī)?答案是很可能不是,原因有兩個(gè),一個(gè)是美軍花大力氣搞出了XA-100和XA-101兩種變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),這可是美軍30年研究的心血結(jié)晶。
美國(guó)自1986年F119發(fā)動(dòng)機(jī)首次測(cè)試以來(lái),再也沒(méi)有在小涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)上有過(guò)建樹(shù),美國(guó)的下一代發(fā)動(dòng)機(jī)99%可能是變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī),因此沒(méi)有理由不在下一代戰(zhàn)機(jī)上選擇這種發(fā)動(dòng)機(jī),但問(wèn)題來(lái)了,變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)仍然是渦輪壓氣級(jí)模式的發(fā)動(dòng)機(jī),理論上速度也無(wú)法超過(guò)3~4馬赫,因?yàn)檫@種發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)遭遇一個(gè)壓縮比增加反而流量減小的問(wèn)題,因?yàn)閴嚎s空氣過(guò)熱膨脹了。
要解決問(wèn)題,可以使用預(yù)冷模式,但這種結(jié)構(gòu)太復(fù)雜,一般不會(huì)用在普通戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上,只會(huì)用在TBCC這種組合式發(fā)動(dòng)機(jī)作為超燃沖壓過(guò)渡使用,所以筆者認(rèn)為這個(gè)可能性很低,另一個(gè)則是“忠誠(chéng)僚機(jī)”的問(wèn)題,這種搭配干活的模式確實(shí)非常優(yōu)秀:
1、作為長(zhǎng)機(jī)的彈藥補(bǔ)充,以彌補(bǔ)五代機(jī)機(jī)內(nèi)彈倉(cāng)的裝載量不夠;2、可以前出偵察,執(zhí)行敲門(mén)任務(wù);3、作戰(zhàn)時(shí)可以輔助長(zhǎng)機(jī)執(zhí)行空戰(zhàn)任務(wù);4、被敵方攻擊無(wú)法逃脫時(shí)可以犧牲自己,保全長(zhǎng)機(jī);這種搭配執(zhí)行任務(wù)模式對(duì)兩種飛機(jī)有個(gè)都有個(gè)基本要求,飛行速度上大致能搭配到,不能核心戰(zhàn)機(jī)4.5馬赫高音速,忠誠(chéng)僚機(jī)0.9馬赫亞音速,這個(gè)完全不搭調(diào),就像母雞帶小雞一起出去,結(jié)果母雞飛走了,小雞還在跑著追,這樣顯然是不合適的!
因此筆者認(rèn)為,美軍的NGAD空中優(yōu)勢(shì)的核心戰(zhàn)機(jī),不太可能有那么高的速度,按變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能推測(cè),巡航速度估計(jì)在2.2馬赫左右到頂了,航程上可能比F-22要高出30~40%,因?yàn)槊儡娨呀?jīng)提出了對(duì)航程的需求,減少了對(duì)機(jī)動(dòng)性的需求,航程在4000~5000千米也是有可能的。
速度達(dá)到5馬赫:中國(guó)跟還是不跟?
洛馬的80周年宣傳創(chuàng)新中的飛行器,盡管不太可能成為NGAD的核心戰(zhàn)機(jī),但對(duì)于下一代戰(zhàn)機(jī)的考慮,仍然有一個(gè)疑問(wèn),未來(lái)的戰(zhàn)斗機(jī)速度到底還有沒(méi)有用,也就是說(shuō)5馬赫的戰(zhàn)斗機(jī)會(huì)不會(huì)成為主流?
筆者認(rèn)為,速度其實(shí)并不是主要問(wèn)題,更關(guān)鍵的是它的動(dòng)力是否能輕松達(dá)到這個(gè)速度并且還有更低的耗油率,如果能達(dá)到,筆者認(rèn)為各國(guó)會(huì)毫不猶豫的選擇這種高超音速戰(zhàn)斗機(jī)。
上文提到了渦輪基發(fā)動(dòng)機(jī),比如目前的渦噴或者渦扇,在高音速下其實(shí)不適合渦扇工作模式,在超過(guò)2馬赫后渦噴工作效率其實(shí)也要下降,原因上文說(shuō)過(guò)了,更高的速度需要更大的流量,需要更高的壓縮比,這反而會(huì)導(dǎo)致高壓空氣的熱膨脹,降低壓縮效率。
目前的辦法有兩個(gè),要么選擇預(yù)冷式,比如美國(guó)赫爾姆斯開(kāi)發(fā)的TBCC在模態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)使用了預(yù)冷,提高渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的效率,但這種發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,預(yù)冷結(jié)構(gòu)成本比較高,結(jié)構(gòu)重量也比較大,所以在大量裝備時(shí)可維護(hù)性不好,成本也偏高。
有朋友認(rèn)為用超燃沖壓,但這種結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)需要火箭或者渦噴助推才能啟動(dòng),在戰(zhàn)斗機(jī)上使用結(jié)構(gòu)復(fù)雜度增加,如果有類(lèi)似旋轉(zhuǎn)爆震這種結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單,維護(hù)性更好的發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn),那一定是首選。
這種發(fā)動(dòng)機(jī)除了某些結(jié)構(gòu)部分存在運(yùn)動(dòng)部件以外,并沒(méi)有主要旋轉(zhuǎn)部件,結(jié)構(gòu)可以算簡(jiǎn)單到了極致,不過(guò)也可以搭配渦輪機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)時(shí)快速過(guò)渡到大推力模式,這種也被稱(chēng)為渦輪增壓旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī),由于它使用的是近似等容燃燒模式,效率要普通比噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的等壓燃燒要高得多,所以使用這種發(fā)動(dòng)機(jī)的航程明顯要比普通噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)要高。
筆者認(rèn)為,如果中美雙方只要有其中一方實(shí)現(xiàn)了這種發(fā)動(dòng)機(jī)并量產(chǎn),那么戰(zhàn)斗機(jī)一定會(huì)進(jìn)入4~5馬赫時(shí)代,雖然渦輪機(jī)增壓的爆震模式很難超過(guò)4馬赫,但在這種機(jī)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)沖壓進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)壓縮的爆震模式要比超燃沖壓簡(jiǎn)單得多,所以這種發(fā)動(dòng)機(jī)一旦成熟,那么中美雙方必定將進(jìn)入高超音速時(shí)代,所謂的在導(dǎo)彈面前速度無(wú)用論完全就是狗屁。
中國(guó)其實(shí)并沒(méi)有跟不跟的問(wèn)題,因?yàn)橹袊?guó)一直在朝高超音速方向上努力,騰云工程就是以高超音速的載機(jī)將二級(jí)飛行器送到高空后再發(fā)射的模式,不過(guò)在PPT方面還是比不上美國(guó),我們的騰云工程的CG圖正好是爛的可以,看看老美CG出來(lái)的NGAD的機(jī)子都非常不錯(cuò),哪天我們官方也找個(gè)靠譜點(diǎn)的CG團(tuán)隊(duì),好看也是戰(zhàn)斗力!