三代機(jī)的深度改進(jìn)

藍(lán)白

噴氣戰(zhàn)斗機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)研制了四代（俄羅斯劃分為五代，本文仍采用讀者更習(xí)慣的四代劃分），除美國已有兩型四代機(jī)裝備外，各國航空兵仍以三代機(jī)作為現(xiàn)役高端機(jī)型，因此三代機(jī)的深度改進(jìn)至關(guān)重要。本文就談?wù)劥藛栴}。

二代、三代情況不同

振：三代機(jī)研制時(shí)期，航空和電子技術(shù)正處于高速發(fā)展階段，冷戰(zhàn)對(duì)峙高潮也使軍費(fèi)投入限制很小，先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)得到了技術(shù)與資源的雙重支持。相比各國當(dāng)時(shí)的二代機(jī)，三代機(jī)的氣動(dòng)布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和雷達(dá)火控先進(jìn)平衡，飛行性能和綜合性能都有很大提高。F-15、F-16和蘇-27是三代機(jī)的典型，從上世紀(jì)70年代開始裝備到現(xiàn)在，始終代表著現(xiàn)役戰(zhàn)斗機(jī)裝備的較先進(jìn)水平。即使在F-22A和F-35A開始裝備的現(xiàn)在，三代機(jī)仍然具備很好的裝備壽命和可觀的改裝潛力。

中：冷戰(zhàn)緊張階段裝備發(fā)展性能優(yōu)先的特點(diǎn)，使三代機(jī)在獲得強(qiáng)悍戰(zhàn)斗力的同時(shí)，制造和使用成本也出現(xiàn)了大幅度提高。美國作為經(jīng)濟(jì)實(shí)力超強(qiáng)的軍事大國，第二代F-4“鬼怪”重型戰(zhàn)斗機(jī)的產(chǎn)量超過5000架，但到第三代重型機(jī)F-15服役時(shí)，不但生產(chǎn)成本增加到很高的標(biāo)準(zhǔn)，全壽命維護(hù)保障費(fèi)用更是有大幅度提高。即使以當(dāng)時(shí)美國領(lǐng)先世界的軍費(fèi)投入，也沒能力用三代機(jī)等量替代二代機(jī)，高端的F-15直到現(xiàn)在的生產(chǎn)數(shù)量也僅有千余架，遠(yuǎn)不能滿足美國空軍戰(zhàn)斗機(jī)規(guī)?；b備的需要。

為了使戰(zhàn)斗機(jī)取得技術(shù)與數(shù)量的平衡，F(xiàn)-16這種氣動(dòng)和飛控設(shè)計(jì)較先進(jìn)，但性能和武器系統(tǒng)卻受到限制的單發(fā)機(jī)，才有了與F-15高低搭配的機(jī)會(huì)。蘇聯(lián)三代機(jī)則是按照功能劃分的單一型號(hào)。蘇-27這種體積較大，應(yīng)用技術(shù)較先進(jìn)的高性能機(jī)型，主要裝備蘇聯(lián)防空軍，并作為前線航空兵的遠(yuǎn)程護(hù)航裝備。米格-29則是與F-15功能相似但機(jī)體較小且成本較低的前線戰(zhàn)斗機(jī)。歐洲國家面對(duì)經(jīng)濟(jì)因素的影響，僅有法國還維持著自己的三代機(jī)項(xiàng)目，卻只能承擔(dān)起中型規(guī)格的“幻影”2000，重型“幻影”4000則因無法得到經(jīng)濟(jì)支持而終止。

三代機(jī)裝備之后很快表現(xiàn)出強(qiáng)大的戰(zhàn)斗力，以色列在中東戰(zhàn)爭中對(duì)F-15、F-16的運(yùn)用徹底壓倒了蘇聯(lián)二代標(biāo)準(zhǔn)的米格-21、米格-23。F-16這種本來用以填補(bǔ)F-15數(shù)量缺陷的機(jī)型，雖然在美國空軍裝備體系中承擔(dān)多用途任務(wù)，但依靠較高的效費(fèi)比，在西方戰(zhàn)斗機(jī)出口市場(chǎng)上獲得了巨大成功，成為接替F-104、F-105系列的換代“國際戰(zhàn)斗機(jī)”。西歐國家在上世紀(jì)80年代研制的“三鴨”，雖然依靠研制時(shí)間晚和應(yīng)用技術(shù)新的優(yōu)勢(shì)，被國際航空界稱為三代半戰(zhàn)斗機(jī)，但歐洲航空技術(shù)與美國的整體差距，使JAS-39、EF-2000和“陣風(fēng)”的綜合性能并不比同時(shí)代的F-16和F/A-18強(qiáng)，市場(chǎng)的有限規(guī)模又推動(dòng)成本增加?，F(xiàn)有三代半戰(zhàn)斗機(jī)中，除JAS-39靠新機(jī)和低成本有所收益外，EF2000與“陣風(fēng)”在三代改進(jìn)型的競爭壓力下，始終無法有效打開裝備市場(chǎng)。

振：三代機(jī)的高性能以及發(fā)展中的改進(jìn)進(jìn)一步增加了成本，裝備更新速度比前兩代慢很多。美國空軍三代機(jī)設(shè)計(jì)壽命達(dá)到很高標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)役的早期裝備型大都已經(jīng)達(dá)到甚至部分超過了設(shè)計(jì)飛行壽命。前幾年頻繁傳出的F-15疲勞問題，就是裝備更新長期拖延的直接結(jié)果。三代機(jī)對(duì)任何國家都不僅是用爛用完就可以，還必須跟上裝備技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)發(fā)展。三代機(jī)平臺(tái)條件好和性能完善的特點(diǎn)，以及四代機(jī)技術(shù)難度大與成本高的壓力，使三代機(jī)的裝備壽命明顯超過前兩代。但任何國家的三代機(jī)都必須考慮面對(duì)四代機(jī)的威脅。同時(shí)，現(xiàn)有各國空軍還有部分二代機(jī)的更新意圖，三代機(jī)大都也需要進(jìn)行改裝。三代機(jī)的市場(chǎng)空間和銷售潛力仍然很大，但預(yù)期在2020年前后形成戰(zhàn)斗力的三代機(jī)，與現(xiàn)在服役中的三代機(jī)戰(zhàn)斗力標(biāo)準(zhǔn)必然不同，壓制常規(guī)三代和有效對(duì)抗四代將成為新改型的基本要求。四代相對(duì)三代的先進(jìn)性是全面的，尤其是隱身性能形成的戰(zhàn)場(chǎng)單向透明，更是三代機(jī)靠常規(guī)技術(shù)所無法彌補(bǔ)的根本差距。

現(xiàn)有三代機(jī)平臺(tái)已形成穩(wěn)定的生產(chǎn)體系，進(jìn)行大的改動(dòng)非常困難，很難再出現(xiàn)從F/A-18C/D基礎(chǔ)上派生出F/A-1BE/F的機(jī)會(huì)。

中：三代機(jī)想要靠常規(guī)手段彌補(bǔ)與四代機(jī)的差距，難度很大，但可以利用四代的技術(shù)改進(jìn)三代，在三代的平臺(tái)上走四代的路，盡可能抹除三、四代最明顯的性能差距。美國在三代機(jī)改進(jìn)中采取的就是這種方法。

F-22A在2005年開始服役，相比冷戰(zhàn)期間三代替換二代的需求和速度，四代機(jī)的更新周期顯然要長得多。美國軍方在F-22A開始裝備前，就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到裝備數(shù)量與需求的差距，因此全新研制了通用性更好的低成本JSF。但JSF不能解決裝備規(guī)模需要，僅有技術(shù)優(yōu)勢(shì)又無法實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定戰(zhàn)斗力。想要真正平衡技術(shù)與數(shù)量，必須同時(shí)改良現(xiàn)有裝備。

F-15SE和F/A-181R

振：美國三代機(jī)中期改型的綜合戰(zhàn)斗力已達(dá)到歐洲三代半水平，后期改型的作戰(zhàn)功能和系統(tǒng)性能更有明顯優(yōu)勢(shì)。美國在本世紀(jì)初期開始的三代改進(jìn)方案，已不再針對(duì)其它國家的三代機(jī)，而是力圖縮小與四代機(jī)之間的差距。三代機(jī)也是按照高升力、大推比設(shè)計(jì)，F(xiàn)-15和蘇-27的飛行性能并不差，大尺寸平臺(tái)形成的內(nèi)部空間比較充裕，外部可用掛載條件也寬松，設(shè)計(jì)師在平臺(tái)改進(jìn)過程中所受限制也要少。美國在本世紀(jì)初開始的三代深度改進(jìn)項(xiàng)目，都以成熟的三代雙發(fā)重型機(jī)為基礎(chǔ)，如2009年公開的F-15SE，2010年公開的F/A-18E/F的國際路線圖方案，就是在F-15E和F/A-18E/F基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，重點(diǎn)集中在增加飛機(jī)的隱身性能，現(xiàn)均達(dá)到試飛樣機(jī)的工程驗(yàn)證階段。

F-15氣動(dòng)設(shè)計(jì)采用了能量機(jī)動(dòng)原則，簡單的外形、輕重量與先進(jìn)動(dòng)力組合，在由動(dòng)力決定的飛行性能方面長期領(lǐng)先，直到氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)和動(dòng)力標(biāo)準(zhǔn)更高的YF-22出現(xiàn)才被壓倒。F-15在改進(jìn)設(shè)計(jì)為多用途戰(zhàn)斗機(jī)F-15E時(shí)，增加的結(jié)構(gòu)重量被增加的動(dòng)力抵消，貼合側(cè)機(jī)身的保形油箱也有很好的低阻性能，保形油箱的內(nèi)部空間比F-22A的機(jī)身彈艙還大。擁有大平臺(tái)、高推比和大空間優(yōu)勢(shì)，再與裝備地位和成本因素組合到一起，使F-15成為三代深度大改的最優(yōu)平臺(tái)。F-15SE的意圖就是在最少改動(dòng)基礎(chǔ)上獲得最優(yōu)效果。F-15SE樣機(jī)采用了標(biāo)準(zhǔn)型F-15E的機(jī)體，應(yīng)用了美國空軍對(duì)F-15C/E的設(shè)備改進(jìn)成品，以及在出口型F-15K/SG上應(yīng)用的技術(shù)。endprint

美國三代機(jī)的深度改進(jìn)方案都很重視隱身性能。F-15SE的機(jī)體外形雖然變化不大，但大量采用吸波涂料和對(duì)機(jī)身外表的細(xì)節(jié)處理，對(duì)厘米波雷達(dá)可以發(fā)揮很明顯的信號(hào)削減作用。F-15SE外形隱身的典型特征是將原有直垂尾外傾15度，大幅削減了飛機(jī)側(cè)向的RCS指標(biāo)，同時(shí)利用保形油箱的空間開辟了4個(gè)導(dǎo)彈內(nèi)埋艙，使空戰(zhàn)導(dǎo)彈實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部掛載，解決了外掛破壞隱身的問題。F/A-18E/F基礎(chǔ)設(shè)計(jì)就很重視低信號(hào)措施的應(yīng)用，基本型就已廣泛應(yīng)用了低信號(hào)措施，帶屏蔽環(huán)的CARET進(jìn)氣道的信號(hào)特征已接近四代機(jī)，用機(jī)身側(cè)上方保形油箱擴(kuò)充了燃料載荷，空出的機(jī)身掛架用來掛載導(dǎo)彈吊艙，也實(shí)現(xiàn)了空戰(zhàn)狀態(tài)的武器內(nèi)置。

F/A-18E/F是美國最后研制的三代機(jī)，與歐洲三代半戰(zhàn)斗機(jī)的裝備時(shí)間接近，多用途作戰(zhàn)性能還具備相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國海軍至2013年已收到292/271架F/A-18E/F，執(zhí)行電子干擾和防空壓制任務(wù)的F/A-18C也有135架，與F/A-18C/D共同實(shí)現(xiàn)了艦載戰(zhàn)斗機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)化。F/A-18E/E的技術(shù)性能很好，裝備壽命也較充裕，深化隱身改進(jìn)措施主要是為強(qiáng)化戰(zhàn)斗力，使其具備與四代機(jī)對(duì)抗的能力，協(xié)同并部分填補(bǔ)F-35的成本壓力和規(guī)模局限。

中：F/A—18E/F不能被稱為隱身戰(zhàn)斗機(jī)，但低信號(hào)特征在同代機(jī)中處于領(lǐng)先水平，機(jī)載設(shè)備也處于世界先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)型對(duì)隱身和機(jī)載設(shè)備提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。美國戰(zhàn)斗機(jī)大都只固定安裝雷達(dá)（早期F-14A有光電系統(tǒng)），紅外探測(cè)系統(tǒng)大都靠吊艙實(shí)現(xiàn)，吊艙的光電傳感器主要用于對(duì)地攻擊。四代機(jī)具備出色的雷達(dá)隱身性能，機(jī)載火控雷達(dá)又是航空隱身的對(duì)抗重點(diǎn)，即使采用AESA天線也未必能保證對(duì)隱身目標(biāo)的探測(cè)效能，紅外系統(tǒng)已成為補(bǔ)充雷達(dá)的有效探測(cè)手段，從選裝演變成現(xiàn)在的基本配置。

振：F/A-18E/F的準(zhǔn)隱身方案稱為“國際路線圖”（International Roadmap），下面將其簡稱為F/A-18IR。F/A-18IR機(jī)身上側(cè)方帶有保型油箱，機(jī)身下方有多功能武器吊艙，配有有源相控陣?yán)走_(dá)和固定式IRST。IRST還具備與全向光電告警系統(tǒng)綜合的能力，實(shí)現(xiàn)接近F-35分布孔徑功能的目標(biāo)探測(cè)和識(shí)別功能，不需外掛吊艙就可提供光電/雷達(dá)復(fù)合搜索功能。F/A-18IR的綜合防御電子對(duì)抗系統(tǒng)（IDECM）具備電子偵察、定位和干擾能力，機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)也能作為干擾發(fā)射機(jī)使用。F-15SE采用的數(shù)字式電子戰(zhàn)系統(tǒng)（DEWS），包括綜合告警和主/被動(dòng)干擾系統(tǒng)，同樣可與機(jī)載有源相控陣?yán)走_(dá)系統(tǒng)綜合使用，在釋放主動(dòng)干擾的同時(shí)不會(huì)影響自身雷達(dá)的使用。這兩套系統(tǒng)均是ATF和JSF類似系統(tǒng)的技術(shù)擴(kuò)展。

F-15SE和FIA-18IR都屬于多用途戰(zhàn)斗機(jī)，內(nèi)彈艙可滿足對(duì)空導(dǎo)彈武器低信號(hào)掛載需要，但多用途任務(wù)也必須考慮到對(duì)地載荷的掛載。隱身三代機(jī)的武器可能采用繭包結(jié)構(gòu)，可容納對(duì)空導(dǎo)彈，但較大尺寸的對(duì)地武器仍需外掛，也要找到降低雷達(dá)信號(hào)的合適手段。繭包最外層的作用是修形和減阻，中間層則是采用蜂窩結(jié)構(gòu)的雷達(dá)吸波層，包裹的內(nèi)層為具備導(dǎo)電功能的非金屬材料制成。繭包式外殼可以包裹武器和掛架，降低掛載在飛機(jī)上的RCS數(shù)值，武器投放后繭包分解以恢復(fù)機(jī)載武器正常使用。外掛機(jī)載武器低RCS包裹設(shè)計(jì)難度不大，重量和阻力代價(jià)相對(duì)不高，可以適應(yīng)現(xiàn)有幾乎全部機(jī)載武器，能夠保證準(zhǔn)隱身戰(zhàn)斗機(jī)執(zhí)行多用途任務(wù)的要求。

三代改對(duì)抗四代

中：美國空軍通過長時(shí)間利用四代機(jī)進(jìn)行的演習(xí)，認(rèn)識(shí)到在現(xiàn)代空戰(zhàn)中，三代機(jī)的設(shè)備和武器都可以改進(jìn)提高，但隱身性能導(dǎo)致的探測(cè)距離差距卻很難彌補(bǔ)，四代機(jī)對(duì)常規(guī)三代機(jī)會(huì)形成單向殺傷。想要讓三代機(jī)獲得與四代機(jī)正面對(duì)抗的機(jī)會(huì)，隱身性能至少要把相互發(fā)現(xiàn)距離差降低到導(dǎo)彈有效射程內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)與四代機(jī)迎頭空戰(zhàn)的相互殺傷。

按照空戰(zhàn)演習(xí)的模擬數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，常規(guī)三代與四代單機(jī)對(duì)抗的交換比超過40，雙方擁有同樣雷達(dá)火控和武器時(shí)的交換比也超過20，超視距單向殺傷的比例超過了70%。如果維持現(xiàn)有三代重型機(jī)平臺(tái)的飛行性能，采用多手段隱身改進(jìn)并應(yīng)用電子對(duì)抗，將迎頭跟蹤距離差縮小到低于20千米后，空戰(zhàn)交換比數(shù)值則會(huì)大幅度降低到3-4，進(jìn)入格斗空戰(zhàn)的比例也能達(dá)到40%左右，三代隱身改型利用1.8-2.2倍的數(shù)量優(yōu)勢(shì)，就能基本抹平與四代機(jī)綜合戰(zhàn)斗力的差距，現(xiàn)有三代機(jī)的保有量顯然超過這個(gè)比值。三代機(jī)深度改進(jìn)后的綜合性能肯定無法和四代機(jī)相比，但用很低的代價(jià)就能實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模機(jī)隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的增強(qiáng)，比裝備四代機(jī)的生產(chǎn)和維護(hù)投入小得多，也是唯一能實(shí)現(xiàn)技術(shù)和規(guī)模相對(duì)平衡的方法。

振：國際上三代機(jī)的裝備規(guī)模很大，出口限制較多的四代機(jī)難以占據(jù)這個(gè)市場(chǎng)。考慮到支持盟友和占領(lǐng)市場(chǎng)的需要，美國必須在三代機(jī)改裝和新機(jī)市場(chǎng)上同時(shí)爭取空間。據(jù)稱，F(xiàn)-15SE的迎頭RCS與出口型F-35A接近，而F/A-1SIR迎頭RCS值比F-15SE還要略低。如果用綜合戰(zhàn)斗力指標(biāo)進(jìn)行衡量，這兩個(gè)型號(hào)遠(yuǎn)不能和F-22A相比，比起F-35A也存在明顯弱點(diǎn)，但這兩個(gè)型號(hào)的綜合性能已超過常規(guī)三代后期改進(jìn)型，部分指標(biāo)已達(dá)到俄T-50的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。F-15SE和F/A-18IR強(qiáng)化隱身性能的改進(jìn)重點(diǎn)，得到了F-22A、F-35A同級(jí)成品和技術(shù)支持，超越了EF2000、“陣風(fēng)”和蘇-35S的標(biāo)準(zhǔn)，低信號(hào)空戰(zhàn)載荷接近F-35A。F-15SE和F/A-18IR的作戰(zhàn)性能可以壓倒常規(guī)的三代/三代半改進(jìn)方案，并在四代機(jī)出口受到限制的地區(qū)和時(shí)間段里，給友好國家提供接近四代卻無法與四代正面抗衡的裝備，在維護(hù)美國技術(shù)優(yōu)勢(shì)的同時(shí)提供更有收益的選擇。

中：四代機(jī)的機(jī)載設(shè)備和成品的成本很高，靠百多架F-22A和未知因素較多的F-35，所達(dá)到的裝備規(guī)模很難分?jǐn)傇O(shè)備成本。用四代機(jī)設(shè)備改裝三代機(jī)，通過增加生產(chǎn)規(guī)?？山档筒少彸杀尽?/p>

振：F-15SE和F/A-181R在開發(fā)的過程中，并沒想與F-22全面比拼性能指標(biāo)，改進(jìn)重點(diǎn)集中在設(shè)備升級(jí)和強(qiáng)化隱身，對(duì)以過失速為代表的機(jī)動(dòng)性增強(qiáng)的投入很少，甚至在部分改進(jìn)項(xiàng)目中還削弱了機(jī)動(dòng)性要求，如F-35A和F-15SE。俄羅斯在研制五代如T-50或所謂4++如蘇35S時(shí)，用很大部分力量增強(qiáng)機(jī)動(dòng)性，推力矢量也成為標(biāo)準(zhǔn)配置。美國的推力矢量性能和成熟度很高，但同類項(xiàng)目卻沒選擇，甚至四代的F-35也并未應(yīng)用相關(guān)技術(shù)。按照美國空軍的觀點(diǎn)和戰(zhàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，戰(zhàn)斗機(jī)利用綜合航電、頭盔顯示/瞄準(zhǔn)裝置和先進(jìn)的格斗彈，依靠設(shè)備和導(dǎo)彈的性能來增強(qiáng)格斗空戰(zhàn)效能。片面追求增強(qiáng)機(jī)動(dòng)性，缺乏隱身性能的蘇35S甚至隱身化T-50，接近格斗距離前就可能受到先進(jìn)導(dǎo)彈的攻擊，即使有近距格斗的機(jī)動(dòng)性優(yōu)勢(shì)也無法發(fā)揮，靠高機(jī)動(dòng)躲導(dǎo)彈不是好主意。endprint

中：F-15SE和F/A-18IR的改進(jìn)放棄了有四代機(jī)代表特征的超音速巡航和超機(jī)動(dòng)。F-15SE如選擇增推后的新型F100-PW-229A/232或F110-GE-132，帶保形油箱的F-15SE動(dòng)力性能與基本型F-15C相當(dāng)。F/A-181R的F414增推后的推力如果達(dá)到宣稱的12.3噸，同時(shí)掛載保形油箱和保形彈艙后，MO.8-1.2的高空水平加速時(shí)間可以減少22秒。F/A-18IR亞/跨音速動(dòng)力性能和加速性也可由動(dòng)力改善提高，超過M1.5速度的性能由于阻力增大不可避免而適當(dāng)降低。F-15SE和F/A-18IR隱身空戰(zhàn)載荷的超音速性能比改進(jìn)前的基本型有所降低，但隱身的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)卻能抵消超音速性能降低對(duì)戰(zhàn)斗力的影響。

RCS問題

中：按照美國航空科研系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，準(zhǔn)隱身戰(zhàn)斗機(jī)與高性能電子對(duì)抗系統(tǒng)綜合，所取得的效果非常接近同等級(jí)四代隱身戰(zhàn)斗機(jī)，所需成本和技術(shù)代價(jià)則小得多。按照隱身技術(shù)原理，飛機(jī)外形隱身占總效果的90%。常規(guī)飛機(jī)進(jìn)行局部修形，如采用外傾垂尾、遮擋發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片、座艙鍍金屬膜等措施，效果能夠達(dá)到專門設(shè)計(jì)的80%-90%。較成熟的鐵氧體吸波材料雖然作用頻段較窄，但對(duì)厘米波段的火控雷達(dá)，作用頻段范圍的信號(hào)削減效果可達(dá)20dB。新的寬帶吸波材料如AN74和ADRAM已接近實(shí)用，可在4-18GHz范圍削減不低于20dB的反射信號(hào)。如果在外部修形基礎(chǔ)上應(yīng)用吸波材料和涂層技術(shù)，能夠有針對(duì)性地縮減重點(diǎn)方向的RCS數(shù)值指標(biāo)。根據(jù)國外已完成的類似戰(zhàn)斗機(jī)改裝項(xiàng)目，迎頭RCS數(shù)值10米²的重型戰(zhàn)斗機(jī)，采用綜合隱身技術(shù)后的RCS能降低90%，這是“陣風(fēng)”、EF2000和F/A-18E/F的現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，蘇-35S據(jù)稱也將RCS降低到了2～3米²。

振：根據(jù)理論數(shù)據(jù)估算戰(zhàn)斗機(jī)的迎頭反射面積，探測(cè)雷達(dá)計(jì)算參數(shù)為x波段3.2厘米波長，以色列“獅”布局和尺寸戰(zhàn)斗機(jī)的迎頭RCS值約9米²。根據(jù)計(jì)算，進(jìn)氣道、雷達(dá)艙和座艙的RCS貢獻(xiàn)值分別為3米²、3米²、2米²，機(jī)身翼面和其它暴露部分RCS值約1米²。AIM-120/9M導(dǎo)彈的迎頭RCS值為0.1-0.35米²。導(dǎo)彈頭向不透波的理論RCS可小于0.01米²，但雷達(dá)導(dǎo)引頭天線是強(qiáng)反射源，側(cè)向和后向RCS數(shù)值分別為10和1米²，單個(gè)導(dǎo)彈獨(dú)立掛架和掛梁的迎頭理論RCS數(shù)值為0.3米²。采用目前可應(yīng)用的低信號(hào)技術(shù)處理后，帶屏蔽和吸波涂層的進(jìn)氣道RCS可降低至0.4-0.5米²，傾斜安裝固定AESA天線的雷達(dá)艙RCS為0.3-0.4米²，鍍金屬化合物導(dǎo)電層的座艙為0.15米²左右，機(jī)體部分則可降低到0.2-0.3米²，全機(jī)迎頭RCS指標(biāo)數(shù)值為1.1～1.4米²，實(shí)施細(xì)化技術(shù)后的RCS還可以降低至1米²左右。外掛中、近距導(dǎo)彈（采用低信號(hào)措施）各2枚的RCS貢獻(xiàn)在1.8米²，合計(jì)的作戰(zhàn)狀態(tài)迎頭RCS約3米²，與目前機(jī)載火控雷達(dá)的探測(cè)距離標(biāo)準(zhǔn)RCS相當(dāng)。按照F-16C機(jī)載雷達(dá)和AIM-120C的技術(shù)指標(biāo)，飛行目標(biāo)迎頭RCS值為3米²和30米²，在超視距空戰(zhàn)時(shí)的戰(zhàn)術(shù)隱蔽性差異非常有限。由此可以確認(rèn)，采用外掛導(dǎo)彈的準(zhǔn)隱身戰(zhàn)斗機(jī)，在超視距條件下削減雷達(dá)搜索距離的效果很低，只有在消除外掛導(dǎo)彈載荷的RCS增量后，才能真正發(fā)揮準(zhǔn)隱身狀態(tài)的戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢(shì)。依靠現(xiàn)有的隱身技術(shù)條件，將戰(zhàn)斗機(jī)的RCS降低到1米²的難度不大，難的是使戰(zhàn)斗狀態(tài)的RCS降低到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。F-15SE和F/A-18IR采用附加艙體，重點(diǎn)針對(duì)的就是這個(gè)關(guān)鍵因素。

中：三代機(jī)的隱身改進(jìn)不能破壞基礎(chǔ)平臺(tái)設(shè)計(jì)，改裝難度相對(duì)全新設(shè)計(jì)的四代要高，取得的效果則相對(duì)要低。隱身改進(jìn)的方法首先是降低機(jī)體RCS指標(biāo)，尤其是在迎頭飛行必須達(dá)到較好標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)體局部修形、隱身結(jié)構(gòu)和涂層對(duì)機(jī)體的作用比較明顯，普遍可以把現(xiàn)有三代機(jī)的迎頭RCS降到1米。等級(jí)，但三代機(jī)的作戰(zhàn)武器都采用外掛形式，現(xiàn)有手段基本無法縮減外載荷的RCS。按照常規(guī)隱身航空設(shè)計(jì)原理，現(xiàn)有隱身飛機(jī)的雷達(dá)低信號(hào)措施中，隱身涂料、S彎曲和局部細(xì)節(jié)處理主要應(yīng)對(duì)厘米波雷達(dá)，外形的共向偏移則針對(duì)分米波或較長波段雷達(dá)。飛行器的大小對(duì)RCS值的影響并不成線性。美國空軍的B-1A擁有與F-15空載接近的迎頭RCS值。采用吸波涂料并遮擋發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇的B-1B尺寸更大，但迎頭RCS已降到1米²。尺寸小得多的F-16C經(jīng)過低信號(hào)改進(jìn)后，無外掛的迎頭RCS也是這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。EF2000和“陣風(fēng)”C與F-16C類似。實(shí)例已經(jīng)證明在采用雷達(dá)隱身措施后，飛機(jī)大小與RCS無直接關(guān)系，大尺寸飛機(jī)有更大的空間運(yùn)用低信號(hào)措施，更大的剩余推力和載荷也能采用更多更厚的隱身涂料，應(yīng)用同樣隱身措施所取得的效果反而更好。尤其是大尺寸戰(zhàn)斗機(jī)對(duì)外掛載荷低信號(hào)改進(jìn)的支持，更是中、小型戰(zhàn)斗機(jī)無法比擬的。F-15SE和F/A-18IR選擇保形油箱和吊艙改彈艙，把機(jī)載導(dǎo)彈包裹在低RCS的外殼內(nèi)，在不改變飛機(jī)平臺(tái)基本結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了機(jī)載武器內(nèi)置（非機(jī)身彈艙）的隱身效果。

現(xiàn)代機(jī)載對(duì)空導(dǎo)彈的外形尺寸差異不大，MM-120是尺寸規(guī)格較均衡的代表性武器。戰(zhàn)斗機(jī)要滿足空戰(zhàn)的火力強(qiáng)度要求，至少要攜帶4枚導(dǎo)彈。三代機(jī)內(nèi)埋導(dǎo)彈只能采用附加的艙體，無論是選擇F-15SE的側(cè)艙還是F/A-1SIR的吊艙，導(dǎo)彈艙的尺寸和重量都要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過導(dǎo)彈本身。阻力是決定戰(zhàn)斗機(jī)飛行性能的關(guān)鍵因素，F(xiàn)/A-18IR外掛導(dǎo)彈吊艙的尺寸與機(jī)身副油箱相似，產(chǎn)生的阻力相當(dāng)可觀。附加彈艙增加的阻力必須用其它方法彌補(bǔ)，單純靠增加推力解決問題的難度很大。而在現(xiàn)有動(dòng)力和氣動(dòng)條件范圍內(nèi)，彈艙相對(duì)機(jī)體截面的比例越低，對(duì)飛機(jī)的氣動(dòng)性能和飛行性能的影響就越小。換句話說，戰(zhàn)斗機(jī)的基礎(chǔ)平臺(tái)尺寸越大，深度隱身化改進(jìn)所需要付出的代價(jià)就越小，改裝設(shè)計(jì)的難度就越低，保持基礎(chǔ)平臺(tái)飛行性能的比例就越高。正是這種來源于基礎(chǔ)航空理論的因素，使單發(fā)三代戰(zhàn)斗機(jī)的改進(jìn)難度大到難以克服?；局亓?2噸以上的雙發(fā)重型戰(zhàn)斗機(jī)，則依靠較好的動(dòng)力性能和比較大的機(jī)體規(guī)格，在深度隱身改進(jìn)中獲得了相對(duì)優(yōu)勢(shì)，重型戰(zhàn)斗機(jī)的高成本也使改進(jìn)投入更有價(jià)值。按F-15SE的改進(jìn)思想，準(zhǔn)隱身設(shè)計(jì)改進(jìn)和無外掛布局，是三代接近四代綜合戰(zhàn)斗力的有效手段。endprint

美國的三代機(jī)哪些適宜深度改進(jìn)？

振：美國三代機(jī)深度改進(jìn)設(shè)計(jì)中有明顯的技術(shù)先進(jìn)性和成品選擇優(yōu)勢(shì)，但美國三代機(jī)早在70-80年代就進(jìn)入裝備高峰，部分早期生產(chǎn)機(jī)型已接近壽命尾期。根據(jù)公開資料數(shù)據(jù)，冷戰(zhàn)期間生產(chǎn)的F-15系列壽命消耗很嚴(yán)重，近年F-15C/D仃頻繁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)疲勞問題，較晚生產(chǎn)的F-15E也開始達(dá)到設(shè)計(jì)壽命尾期，已有飛機(jī)達(dá)到萬小時(shí)的壽命消耗指標(biāo)。美國空軍裝備的F-16系列的壽命相對(duì)較好，但較小的尺寸限制了隱身改進(jìn)的潛力。戰(zhàn)斗力較強(qiáng)和空間充裕的F-15系列，則僅靠出口訂貨維持生產(chǎn)線運(yùn)行。美國海軍F/A-18C/D也處于類似狀態(tài)，只有還處于批量生產(chǎn)期的F/A-18E/F，成為美國現(xiàn)役壽命條件最好的三代戰(zhàn)斗機(jī)。美國對(duì)現(xiàn)役三代機(jī)的深度改進(jìn)不存在任何技術(shù)和成品方面的問題，大量新成品和新設(shè)計(jì)已經(jīng)在之前改進(jìn)中應(yīng)用。但是，除了F/A-18E/F，美國航空工業(yè)不會(huì)再批量生產(chǎn)新的三代機(jī)，美國航空兵在改造三代戰(zhàn)斗機(jī)的過程中，必然要面對(duì)機(jī)體壽命不足的難題。

中國三代機(jī)改進(jìn)

從美國三代機(jī)改進(jìn)情況看，中國的三代機(jī)是否適宜深度改進(jìn)？

振：中國裝備三代機(jī)的時(shí)間比美國和俄羅斯晚得多，現(xiàn)役三代機(jī)中，除了上世紀(jì)90年代從俄引進(jìn)的蘇-27SK/UBK之外，大部分都是本世紀(jì)生產(chǎn)的新機(jī)，最早的也不過僅消耗正常25年服役壽命的一半，剩余裝備壽命可觀。同時(shí)，目前還有大量二代機(jī)服役，至少在未來十年里都會(huì)維持三代機(jī)的生產(chǎn)。這種情況決定了類似F-15SE的深度改進(jìn)方案，必然要在新生產(chǎn)的飛機(jī)上首先應(yīng)用，現(xiàn)役飛機(jī)的改裝則會(huì)在大修過程中逐步實(shí)現(xiàn)，飛機(jī)壽命問題基本不會(huì)對(duì)改裝造成影響。中國三代機(jī)的飛行和日歷壽命余量都很充裕，采用新技術(shù)的限制應(yīng)該要小。

美國用F-15SE和F/A-18IR趟出了合理的改進(jìn)方向，但壽命不足限制了美軍戰(zhàn)斗機(jī)的改裝條件，重新生產(chǎn)三代未必會(huì)比四代機(jī)便宜多少，只能在出口市場(chǎng)上填補(bǔ)裝備空隙，難以解決自用裝備壽命的問題。美國有技術(shù)、有基礎(chǔ)、有經(jīng)驗(yàn)，卻沒有充足數(shù)量的改進(jìn)平臺(tái)。中國的技術(shù)積累和成品條件不如美國，卻能利用四代機(jī)完成前的系統(tǒng)成熟階段，將四代機(jī)的相應(yīng)技術(shù)全面轉(zhuǎn)移到三代新機(jī)生產(chǎn)中，一次即實(shí)現(xiàn)美國戰(zhàn)斗機(jī)時(shí)間差距很大的生產(chǎn)和改裝這兩個(gè)過程，看起來投入要增加不少，卻能在整個(gè)裝備周期里獲得更高的資源利用率。

用四代機(jī)技術(shù)改造三代，實(shí)際產(chǎn)品性能要實(shí)現(xiàn)理論效果的難度應(yīng)該很大。

振：利用四代技術(shù)改裝必須首先具備四代機(jī)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)條件，才能返回頭來對(duì)三代提供支持。美國能開發(fā)F-15SE和F/A-18IR這樣的改型，除擁有較完善的技術(shù)儲(chǔ)備外，還因?yàn)槊绹娇展I(yè)的基礎(chǔ)平臺(tái)條件好，能夠承受這些改進(jìn)措施所產(chǎn)生的負(fù)面影響，將改進(jìn)收益和代價(jià)綜合后獲取正面效果。相比其它國家同類機(jī)型，美國戰(zhàn)斗機(jī)的功能和設(shè)備更完善，這就要付出結(jié)構(gòu)和設(shè)備重量代價(jià)。裝備技術(shù)傳統(tǒng)和維持戰(zhàn)斗力的需要，使美國設(shè)計(jì)師將很大力量用于改善基礎(chǔ)平臺(tái)，結(jié)果就是美國戰(zhàn)斗機(jī)的結(jié)構(gòu)和材料輕量化水平很高，飛機(jī)動(dòng)力性能也始終超過平臺(tái)的基本需求。

美國三代機(jī)中F-15和F/A-18的改進(jìn)潛力最好，這兩個(gè)型號(hào)的深度改進(jìn)方式卻完全不同，原因是什么？

振：F-15系列的裝備高峰是在上世紀(jì)80年代。其改進(jìn)首先是換裝AESA雷達(dá)和綜合電子對(duì)抗系統(tǒng)，應(yīng)用在制空的F-15C和出口的F-15SG/K等型，之后再通過外形設(shè)計(jì)調(diào)整發(fā)展出F-15SE。F/A-18裝備時(shí)間比F-15晚得多，大部分基本型的裝備壽命還比較好。但為滿足替代F-14A和A-6E的更高要求，F(xiàn)/A-18選擇首先從平臺(tái)著手的改進(jìn)途徑，利用放大平臺(tái)和改善動(dòng)力發(fā)展出F/A-18E/F。最早生產(chǎn)的F/A-18E/F（59/78架）沿用了C/D型的航電火控，隨后更新為AN/APG-79系統(tǒng)，最新的改進(jìn)是在后期F/A-18E/F基礎(chǔ)上強(qiáng)化隱身并采用保形武器艙。

大規(guī)模應(yīng)用整體結(jié)構(gòu)的輕重量設(shè)計(jì)，使美國戰(zhàn)斗機(jī)的推比和結(jié)構(gòu)效率都很高。F-15和F-16雖然以常規(guī)航空材料為基礎(chǔ)，但結(jié)構(gòu)效率比西歐應(yīng)用復(fù)合材料更多的機(jī)型都好。F-22A用常規(guī)金屬材料替代了在YF-22上占很大比例的復(fù)合材料，結(jié)構(gòu)系數(shù)仍然達(dá)到同類機(jī)型的先進(jìn)水平。美國的航空動(dòng)力技術(shù)水平始終領(lǐng)先，三代機(jī)動(dòng)力最早實(shí)現(xiàn)了推比8，新型F100/110推比和推力已經(jīng)達(dá)到9和15噸等級(jí)，基本型F414-GE-400的推比達(dá)到9.1，準(zhǔn)備給新型F/A-18換用的F414的推力還將增加20%。四代機(jī)的動(dòng)力從開始就按照推比10規(guī)劃，F(xiàn)-22A動(dòng)力系統(tǒng)的推比和推力據(jù)稱已達(dá)到11和17噸。新型三代機(jī)動(dòng)力在利用四代動(dòng)力技術(shù)優(yōu)化改進(jìn)后，穩(wěn)定性、壽命和技術(shù)指標(biāo)都已達(dá)到很高標(biāo)準(zhǔn)，外廓尺寸和安裝方式又能適應(yīng)基礎(chǔ)平臺(tái)的規(guī)格。

美國三代戰(zhàn)斗機(jī)以隱身為核心意圖的深度改進(jìn)，外掛保形彈艙/油箱是關(guān)鍵措施，但原飛行平臺(tái)輕重量和高推比的基礎(chǔ)是最重要的。按照正常技術(shù)條件分析，F(xiàn)-15SE帶彈艙保形油箱的增重在1噸（相比原型保形油箱）；F/A-181R除增加保形油箱的阻力和重量外，保形彈艙的阻力和重量也與常規(guī)機(jī)身副油箱相當(dāng)，機(jī)體外表的吸波涂料的附加增重也達(dá)數(shù)百千克?；A(chǔ)平臺(tái)的輕結(jié)構(gòu)能緩解增重的影響。為維持原飛行性能，增阻和增重影響必須靠改進(jìn)動(dòng)力彌補(bǔ)。

中：現(xiàn)有三代機(jī)隱身大改，平臺(tái)、動(dòng)力和系統(tǒng)諸多條件任何一個(gè)短板都會(huì)從根本上影響整體性能，這就是三代機(jī)大改的原理雖然不復(fù)雜，但現(xiàn)有技術(shù)很難成功的原因。除了F-15SE和F/A-181R比較成功外，蘇35S只是蘇-27S的深度改進(jìn)，外掛導(dǎo)彈武器限制了隱身效果，倒是T-50可以看成是三代平臺(tái)應(yīng)用完善隱身技術(shù)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、重量和飛行性能相對(duì)平衡的優(yōu)化產(chǎn)物。美國有完善的三代機(jī)生產(chǎn)和改進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，也有為四代機(jī)開發(fā)的設(shè)備和系統(tǒng)，這是推動(dòng)三代深度改進(jìn)的基礎(chǔ)。排除了四代機(jī)平臺(tái)和系統(tǒng)成品支撐，脫離高標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)和完善設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，單獨(dú)模仿概念不可能研制出滿意的產(chǎn)品。endprint