備受關(guān)注的海上雄鷹系列

中國(guó)航母和艦載機(jī)一直備受世人關(guān)注，其中關(guān)于艦載機(jī)采用單發(fā)還是雙發(fā)的話題更是爭(zhēng)議不斷。這一話題涉及到的范圍相當(dāng)廣泛，即便是相關(guān)領(lǐng)域的專家也很難系統(tǒng)地列出全部的技術(shù)細(xì)節(jié)，網(wǎng)絡(luò)等媒體上的討論更是熱烈。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，采用單發(fā)設(shè)計(jì)的殲10戰(zhàn)機(jī)會(huì)影響其上艦前途，而雙發(fā)的殲31則一定會(huì)發(fā)展出艦載型。本文中，筆者對(duì)前一段時(shí)間有關(guān)艦載機(jī)單雙發(fā)之爭(zhēng)的技術(shù)細(xì)節(jié)和結(jié)論進(jìn)行了分析、匯總，相信能讓感興趣的朋友更進(jìn)一步地認(rèn)識(shí)作戰(zhàn)飛機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)與設(shè)計(jì)思想方面相互影響的一些特點(diǎn)。

對(duì)單雙發(fā)爭(zhēng)論的關(guān)鍵點(diǎn)評(píng)述

反對(duì)殲10上艦的觀點(diǎn)認(rèn)為，艦載機(jī)采用雙發(fā)的優(yōu)勢(shì)在于一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)停車后，另一臺(tái)可保證飛機(jī)安全返回航母降落。從歷史上看，這一點(diǎn)的作用并不突出。

二戰(zhàn)后上艦的噴氣機(jī)，降落時(shí)的推重比通常低于0.6左右，此時(shí)，單發(fā)失效的雙發(fā)機(jī)著艦時(shí)的復(fù)飛推重比會(huì)降低到0.3左右。當(dāng)時(shí)，航母的降落甲板只有150多米長(zhǎng)，再加上渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)加速慢，依靠單發(fā)著艦復(fù)飛的動(dòng)力嚴(yán)重不足。因此，美國(guó)海軍通常不支持雙發(fā)噴氣機(jī)進(jìn)行單發(fā)著艦，一般會(huì)要求飛向陸地機(jī)場(chǎng)迫降。就是新型艦載機(jī)也會(huì)避免單發(fā)著艦，比如F-18系列除了最新型的F-18E/F之外，其他各型均無(wú)單發(fā)著艦?zāi)芰?。從美?guó)海軍的做法可以判斷出，雙發(fā)設(shè)計(jì)對(duì)著艦安全性至關(guān)重要的說(shuō)法是沒(méi)有根據(jù)的，用這種說(shuō)法來(lái)否定殲10的上艦前途是站不住腳的。

雙發(fā)的優(yōu)勢(shì)是兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)可互為備份，一臺(tái)出故障時(shí)戰(zhàn)機(jī)可依靠另一臺(tái)繼續(xù)飛行。但這并不意味著在任何條件下，雙發(fā)都比單發(fā)可靠。

有統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，雙發(fā)飛機(jī)故障率是單發(fā)的7倍，因發(fā)動(dòng)機(jī)故障而導(dǎo)致的事故征候是單發(fā)飛機(jī)的4倍。雙發(fā)機(jī)在飛行中如果有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，往往會(huì)波及另一臺(tái)，造成兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)都停車。例如，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料系統(tǒng)起火或葉片斷裂飛出，都會(huì)影響相鄰的發(fā)動(dòng)機(jī)。多發(fā)飛機(jī)更為嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)四發(fā)的故障率也要比雙發(fā)高出一倍。2008年，美國(guó)海軍的一架F-18D從基地起飛后飛往“林肯”號(hào)航母時(shí)，右發(fā)動(dòng)機(jī)停車，于是返航，在降落時(shí)左發(fā)動(dòng)機(jī)也停車，飛行員跳傘，飛機(jī)墜毀。F-18使用的F404發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性極高，被公認(rèn)為最可靠的發(fā)動(dòng)機(jī)，雙發(fā)停車的概率幾乎是微乎其微，但還是會(huì)發(fā)生并導(dǎo)致了墜毀。

當(dāng)然，發(fā)動(dòng)機(jī)故障率高并不意味著就要摔飛機(jī)，備份動(dòng)力可降低飛機(jī)的墜毀概率。資料表明雙發(fā)嚴(yán)重事故概率要比單發(fā)飛機(jī)低四分之一到五分之一。由這一角度看，雙發(fā)飛機(jī)比單發(fā)可靠。

從使用環(huán)境考慮，雙發(fā)飛機(jī)不一定比單發(fā)更保險(xiǎn)。作戰(zhàn)部隊(duì)和飛行員更關(guān)心的，是戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的作戰(zhàn)生存性。雙發(fā)的備份作用增加了安全返航的可能性，但戰(zhàn)時(shí)的實(shí)際情況將更加復(fù)雜。首先，雙發(fā)機(jī)的低可靠性在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下更容易導(dǎo)致故障率的增加。另外，作戰(zhàn)中影響戰(zhàn)機(jī)安全返航的可不僅僅只有發(fā)動(dòng)機(jī)故障這一種因素。例如，因戰(zhàn)傷導(dǎo)致的系統(tǒng)失靈、起火、飛行員傷亡，以及燃料耗盡，等等。由此產(chǎn)生的損失率遠(yuǎn)高于發(fā)動(dòng)機(jī)失效。因此，雙發(fā)的整體生存力并不能比單發(fā)的成倍增加，如把單發(fā)機(jī)的飛返率定為1.52d4403401ed8099ce8b9a4e1c76ecd2c58f36221bca7dbd4d6238f951500e290，則雙發(fā)機(jī)單發(fā)失效的返回率預(yù)計(jì)為1.2左右。從雙發(fā)的F-4和單發(fā)F-8兩種艦載戰(zhàn)斗機(jī)因發(fā)動(dòng)機(jī)戰(zhàn)損導(dǎo)致的墜毀數(shù)對(duì)比看，兩者的戰(zhàn)損安全性并沒(méi)有顯著的差別。美國(guó)海軍在訓(xùn)練時(shí)通常是在靠近陸地機(jī)場(chǎng)的海面上進(jìn)行，如果碰到飛機(jī)發(fā)生故障，則基本上是讓其飛到陸地機(jī)場(chǎng)降落，這也削弱了雙發(fā)的“返回優(yōu)勢(shì)”。實(shí)際上，在陸基戰(zhàn)斗機(jī)上，雙發(fā)的安全性優(yōu)勢(shì)更明顯。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，1988年到1992年期間，F(xiàn)-15雙發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)的損失率明顯低于單發(fā)的F-16。

還有人認(rèn)為雙發(fā)艦載機(jī)航程遠(yuǎn)、載彈量大、起飛推重比高。其實(shí)，對(duì)于采用滑躍起飛的航母來(lái)說(shuō)，推重比大的作用才更為重要，而且這觀點(diǎn)只適合于現(xiàn)役的重型艦載機(jī)。之所以能形成這樣的說(shuō)法，只能說(shuō)是沒(méi)有足夠大推力的發(fā)動(dòng)機(jī)，而不是因?yàn)殡p發(fā)多出一臺(tái)“備份”的緣故。

為什么單發(fā)艦載機(jī)會(huì)超過(guò)雙發(fā)？

在艦載機(jī)的發(fā)展歷史中，單發(fā)艦載機(jī)型號(hào)數(shù)量超過(guò)雙發(fā)，這顯然與單發(fā)艦載機(jī)所具有的使用費(fèi)用低、造價(jià)便宜、在氣動(dòng)設(shè)計(jì)上更簡(jiǎn)單更容易實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)指標(biāo)等優(yōu)點(diǎn)有極大關(guān)系，而不是安全性等方面的因素。

從各國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)展歷史看，也是如此。蘇聯(lián)/俄羅斯戰(zhàn)斗機(jī)從米格-9采用雙發(fā)，到米格-15變成單發(fā)，其后的米格-19又變成雙發(fā)，緊接米格-21又回到單發(fā)，一直到米格-23，再往后就是雙發(fā)的天下。這一過(guò)程說(shuō)明了蘇聯(lián)發(fā)動(dòng)機(jī)研制總是趕不上戰(zhàn)斗機(jī)的研制，迫不得巳用雙發(fā)來(lái)解決推力不足的問(wèn)題。相比之下，美國(guó)在研制戰(zhàn)斗機(jī)時(shí)受發(fā)動(dòng)機(jī)推力限制的情況就少得多，因此戰(zhàn)機(jī)的單發(fā)設(shè)計(jì)明顯多于雙發(fā)。從F-84、F-86開始，到F-100、F-104、F-106一直是單發(fā)，直到雙發(fā)F-4情況才有所變化。第三代戰(zhàn)斗機(jī)出現(xiàn)后，除了雙發(fā)的F-15外還有單發(fā)的F-16，后者的裝備數(shù)量也與前者相當(dāng)。美國(guó)海軍的第一種艦載戰(zhàn)斗機(jī)是雙發(fā)的F-2H“女妖”，其后是雙發(fā)的F-3D“空中騎士”，但很快就受到單發(fā)的F9E “黑豹”所排擠，再往后是單發(fā)的F-8。直到第三代艦載機(jī)F-14和F-18出現(xiàn)雙發(fā)機(jī)才算是占據(jù)了甲板主力，但此時(shí)雙發(fā)的出現(xiàn)主要是生產(chǎn)廠商提供不了更大的發(fā)動(dòng)機(jī)。

單發(fā)機(jī)在總體設(shè)計(jì)上有不小的優(yōu)勢(shì)。發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的重要部件，對(duì)飛機(jī)的影響是多方面的。采用單發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，機(jī)身截面積、氣流浸潤(rùn)面積都較小，后機(jī)身幾乎與發(fā)動(dòng)機(jī)噴口同形，因此在氣動(dòng)外形上比雙發(fā)有更多的優(yōu)勢(shì)。雙發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)噴口與機(jī)身截面“不匹配”，導(dǎo)致后機(jī)身的阻力比單發(fā)機(jī)高出很多，而且為降低這種阻力采用的機(jī)尾整流錐體效果極不理想，因此現(xiàn)代雙發(fā)機(jī)干脆聽之任之了。蘇-27采用了發(fā)動(dòng)機(jī)大間距設(shè)計(jì)，并采用翼身融合設(shè)計(jì)，基本上算是避開了噴口與機(jī)身不同形的問(wèn)題。但寬大的后機(jī)身又帶來(lái)了迎角增大時(shí)誘導(dǎo)阻力劇增的問(wèn)題。且大間距發(fā)動(dòng)機(jī)的推力方向相對(duì)機(jī)身縱軸線也有一個(gè)向內(nèi)夾角，這意味著要付出結(jié)構(gòu)重量的代價(jià)，或消耗額外的發(fā)動(dòng)機(jī)推力。

早期發(fā)動(dòng)機(jī)推重比只有3左右，而現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)達(dá)到11以上。除了技術(shù)的進(jìn)步外，發(fā)動(dòng)機(jī)徑向尺寸增加是重要原因。在同樣迎風(fēng)面積的情況下，單發(fā)徑向尺寸只需雙發(fā)的1.4倍就能達(dá)到同樣的進(jìn)氣面積，而在實(shí)踐中達(dá)到1.3就能產(chǎn)生相同的推力。由于壓氣機(jī)與機(jī)匣壁之間存在間隙，高壓氣體會(huì)從這個(gè)間隙倒流、燃料的推進(jìn)效率也會(huì)因?yàn)檫@個(gè)間隙損失約6%。單發(fā)的間隙周長(zhǎng)只是雙發(fā)的七分之五左右，更大的葉片尺寸也為提高壓氣機(jī)效率提高創(chuàng)造了條件。因此，在推力相同的情況下，單發(fā)要比雙發(fā)節(jié)省燃料。在壓氣機(jī)葉片重量上，也存在著尺寸效應(yīng)問(wèn)題：一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)葉片相對(duì)于兩臺(tái)的葉片數(shù)量要少一半。以上幾點(diǎn)因素結(jié)合在一起，就導(dǎo)致大尺寸發(fā)動(dòng)機(jī)采用單發(fā)相對(duì)于雙發(fā)具有耗油率低、結(jié)構(gòu)重量小的特點(diǎn)。

單發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)還會(huì)因?yàn)闄C(jī)身結(jié)構(gòu)更為緊湊節(jié)省掉不少結(jié)構(gòu)重量。美國(guó)的通用動(dòng)力公司在研制F-16時(shí)對(duì)單雙發(fā)進(jìn)行了仔細(xì)的對(duì)比，通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)伟l(fā)可以實(shí)現(xiàn)8000千克的空戰(zhàn)重量，而雙發(fā)就要接近10000千克以上了；單發(fā)的造價(jià)也會(huì)便宜20%以上。

通常人們會(huì)認(rèn)為，與單發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)相比，雙發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)的推重比大、航程遠(yuǎn)。其實(shí)，這一結(jié)論只是相對(duì)的。比如，蘇-33和米格-29的推重比都高于殲10，而F-16起飛重量要比同時(shí)期研制的F-18雙發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)小，推重比卻要高得多；同樣地，F(xiàn)-16的航程性能也高于F-18。F-16的機(jī)內(nèi)載油系數(shù)達(dá)30%以上，比F-15的25%都高，如果都不帶副油箱，F(xiàn)-16的航程甚至比F-15還遠(yuǎn)。

艦載機(jī)發(fā)展呈現(xiàn)出雙發(fā)趨勢(shì)？

有觀點(diǎn)認(rèn)為，艦載機(jī)的發(fā)展呈雙發(fā)增加趨勢(shì)。其實(shí)，從戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展歷程可以看出，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)主要是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能來(lái)決定采用單發(fā)還是雙發(fā)方案。隨著作戰(zhàn)飛機(jī)制造成本上升，人們開始重視提高飛機(jī)的生存性，雙發(fā)戰(zhàn)機(jī)在動(dòng)力系統(tǒng)的安全性上具備一定的優(yōu)勢(shì)。但單發(fā)飛機(jī)依靠自身特點(diǎn)，仍然艦載機(jī)領(lǐng)域占有相當(dāng)?shù)奈恢?。改善發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性、降低故障率，仍是提高艦載機(jī)安全性最為關(guān)鍵也最為根本的技術(shù)措施和途徑。

從最近30年艦載機(jī)的發(fā)展看，在陸基戰(zhàn)斗機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展艦載戰(zhàn)斗機(jī)將是主流。因此，陸基戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)也將影響艦載機(jī)。早期戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)基本上以單發(fā)為主，后來(lái)的第三代戰(zhàn)斗機(jī)則基本上是以雙發(fā)為主，但具體情況也會(huì)因使用國(guó)家甚至設(shè)計(jì)單位而有所不同。

蘇聯(lián)的蘇霍伊設(shè)計(jì)局自20世紀(jì)60年代開始一直以設(shè)計(jì)截?fù)魴C(jī)為主，蘇-15是當(dāng)時(shí)該局設(shè)計(jì)的高速截?fù)魴C(jī)，起飛重量高達(dá)15噸，采用的是雙發(fā)；而稍后設(shè)計(jì)的蘇-17則是單發(fā)。自雙發(fā)的蘇-24開始以雙發(fā)主，一直到蘇-27系列。米高揚(yáng)-格列維奇設(shè)計(jì)局也緊跟蘇-27設(shè)計(jì)了雙發(fā)的米格-29。與之相對(duì)應(yīng)，美國(guó)的第三代戰(zhàn)斗機(jī)F-15、F-14、F-18都采用了雙發(fā)，只有F-16是單發(fā)。通過(guò)兩個(gè)戰(zhàn)斗機(jī)生產(chǎn)大國(guó)的戰(zhàn)斗機(jī)研制歷史可以看出，如果真是有雙發(fā)趨勢(shì)，則這個(gè)趨勢(shì)早就開始了。20世紀(jì)80年代后，世界航空大國(guó)開始研制新一代戰(zhàn)斗機(jī)，美國(guó)的四代機(jī)仍然是F-22和F-35單雙發(fā)并重，被稱為“三代半”的“陣風(fēng)”和“臺(tái)風(fēng)”倒是表現(xiàn)出雙發(fā)傾向，但瑞典的“鷹獅”仍然保持了單發(fā)傳統(tǒng)。

在發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性大幅度提高的今天，雙發(fā)的生存力優(yōu)勢(shì)還不足以影響戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)的單雙發(fā)選擇。實(shí)際上，雙發(fā)趨勢(shì)的增加與發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展情況密切相關(guān)。二戰(zhàn)后的一段時(shí)間，是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的年代，推力的增長(zhǎng)基本上能滿足戰(zhàn)斗機(jī)起飛重量增加的需要。隨著技術(shù)的逐漸成熟，發(fā)動(dòng)機(jī)推力增長(zhǎng)開始受到技術(shù)瓶頸和物理原則的限制。研制新一代發(fā)動(dòng)機(jī)需要巨額投入，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)也越來(lái)越大。冷戰(zhàn)的結(jié)束也使得發(fā)動(dòng)機(jī)的研制缺乏發(fā)展的動(dòng)力，大推力發(fā)動(dòng)機(jī)的研制速度進(jìn)一步放慢。而新型戰(zhàn)斗機(jī)技戰(zhàn)術(shù)要求的提高也增加了起飛重量，再綜合技術(shù)可行性和成本等因素，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)新機(jī)時(shí)只能更多采用雙發(fā)方案。

軍方和設(shè)計(jì)方的態(tài)度也對(duì)戰(zhàn)機(jī)雙發(fā)型號(hào)的發(fā)展產(chǎn)生影響。俄羅斯空軍在1992年間曾提出一份支持雙發(fā)作戰(zhàn)飛機(jī)的報(bào)告。該報(bào)告是根據(jù)其前身蘇聯(lián)空軍使用單雙發(fā)經(jīng)驗(yàn)得出的結(jié)論，其中就提到“雙發(fā)生存力高”。俄羅斯空軍當(dāng)時(shí)就計(jì)劃把所有的單發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)用雙發(fā)機(jī)取代。其實(shí)，俄羅斯空軍以蘇聯(lián)時(shí)期的經(jīng)驗(yàn)得出結(jié)論的做法很不妥。蘇聯(lián)時(shí)期的戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎都是按照二戰(zhàn)形成的思維設(shè)計(jì)的，工作壽命只有二三百小時(shí)，故障率非常高。而當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)空軍又列裝了大量的米格-21、米格-23、蘇-9等單發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)，因發(fā)動(dòng)機(jī)停車造成的墜毀率相當(dāng)高。因此，蘇聯(lián)在研制米格-23及蘇-17后繼機(jī)時(shí)就確定了以雙發(fā)為主。毫無(wú)疑問(wèn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性已經(jīng)有很大提高的今天，再用這種因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)不可靠而得出的結(jié)論來(lái)指導(dǎo)戰(zhàn)機(jī)研發(fā)是極不合適的。

從上面的分析可以看出，戰(zhàn)斗機(jī)的單雙發(fā)問(wèn)題技術(shù)上的因素遠(yuǎn)多于戰(zhàn)術(shù)上的需要，而戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)更多的是表現(xiàn)在戰(zhàn)術(shù)需要上。如果說(shuō)隱身是戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)，則單雙發(fā)要談趨勢(shì)其戰(zhàn)術(shù)意義就相差甚遠(yuǎn)，根本不在一個(gè)層次上。再加上時(shí)間跨度，要想在這個(gè)問(wèn)題上找出什么趨勢(shì)實(shí)在是意義不大或很難確定的事情。對(duì)于不具備條件的國(guó)家來(lái)說(shuō)，決定采用那種方案甚至不會(huì)成為決定性的因素。

中國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)艦載型的單雙發(fā)話題

戰(zhàn)斗機(jī)采用雙發(fā)不僅是為了安全，也不僅是為了獲得較大的推重比，與戰(zhàn)術(shù)性能也無(wú)直接關(guān)系，而雙發(fā)的造價(jià)高昂和技術(shù)復(fù)雜卻是肯定的。因此，在20世紀(jì)，各國(guó)空海軍大都是以單發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)為主。由于歷史的原因，中國(guó)空軍一直是雙發(fā)戰(zhàn)機(jī)的使用大戶。在空軍組建初期，購(gòu)進(jìn)的第一批噴氣戰(zhàn)斗機(jī)就是雙發(fā)的米格-9；之后在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期，?？哲娭髁?zhàn)機(jī)一直是雙發(fā)的殲6和強(qiáng)5；再以后又是以殲8和蘇-27這兩種雙發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)做為作戰(zhàn)中堅(jiān)；直到殲10服役后，中國(guó)空軍又曾一度被戲稱擁有“世界上最大功率的單發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)”。因此，非常有必要談?wù)勚袊?guó)戰(zhàn)斗機(jī)的單雙發(fā)問(wèn)題。

在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，中國(guó)?？哲娭荒芤揽孔约旱牧α堪l(fā)展航空武器裝備，還曾經(jīng)出現(xiàn)“殲6打天下”的觀點(diǎn)。中國(guó)科研人員對(duì)這種老式的雙發(fā)飛機(jī)做了大量的改進(jìn)，并在此基礎(chǔ)上研制了強(qiáng)5強(qiáng)擊機(jī)。這兩種雙發(fā)飛機(jī)的裝備量達(dá)到了驚人的5000架之多。正是由于當(dāng)時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性相當(dāng)?shù)?，雙發(fā)對(duì)提高故障飛機(jī)的成功返航率有非常重要的意義。中國(guó)空軍深刻地意識(shí)到了這一點(diǎn)，但也對(duì)雙發(fā)的高故障率和高維修成本感受很深。在發(fā)展改進(jìn)殲6的同時(shí)，中國(guó)空軍在仿制米格-21的基礎(chǔ)上研制了戰(zhàn)斗機(jī)殲7，并由此進(jìn)一步發(fā)展出了雙發(fā)的殲8?？紤]到這兩種戰(zhàn)斗機(jī)裝備的數(shù)量也較多，可以說(shuō)中國(guó)空軍和航空界對(duì)單雙發(fā)飛機(jī)的優(yōu)劣體會(huì)并不次于美國(guó)和蘇聯(lián)/俄羅斯這兩個(gè)航空大國(guó)。

進(jìn)入20世紀(jì)80年代后，中國(guó)的航空科技人員既研制了雙發(fā)的“飛豹”，也開始研制單發(fā)的殲10，并吸收了俄羅斯雙發(fā)蘇-27的生產(chǎn)技術(shù)及經(jīng)驗(yàn)，在研發(fā)單雙發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)方面取得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，并初步實(shí)現(xiàn)了這幾種飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)國(guó)產(chǎn)化工作。

因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間使用雙發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)，中國(guó)空海軍飛行員對(duì)雙發(fā)提高戰(zhàn)斗機(jī)生存率的作用深有體會(huì)。在使用殲6和強(qiáng)5的年代，由于發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性低，空中停車占總事故數(shù)的比例較高。在大量的發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車事故中，依靠一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)返航是經(jīng)常發(fā)生的事情。也許就是雙發(fā)的備份作用，中國(guó)空軍在那個(gè)時(shí)代不但萬(wàn)事率處于世界較低水平，就是嚴(yán)重事故率也要低于其他國(guó)家。中國(guó)飛行員在駕駛殲6進(jìn)行訓(xùn)練和空戰(zhàn)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)依靠單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)降落機(jī)場(chǎng)的事例。最為典型的，是1965年殲6擊落F-104戰(zhàn)斗機(jī)的戰(zhàn)例。由于開火距離太近，敵機(jī)爆炸碎片擊中了殲6，造成右發(fā)停車，左發(fā)也受損，轉(zhuǎn)速下降，該機(jī)仍靠受損左發(fā)安全返航。

從發(fā)展初期開始，中國(guó)航空科技基本上師承蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，同樣也有著蘇聯(lián)發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性低、工作壽命短的弊端。再加上殲6、強(qiáng)5的年代雙發(fā)機(jī)列裝數(shù)量大，作戰(zhàn)飛機(jī)的裝備完好率始終處于相當(dāng)?shù)偷乃?。?guó)外有機(jī)構(gòu)估計(jì)，那時(shí)的中國(guó)空軍如果投入一場(chǎng)中等規(guī)模的戰(zhàn)爭(zhēng)，作戰(zhàn)一周后這些戰(zhàn)機(jī)就會(huì)有三分之二上不了天。國(guó)外專家的估計(jì)有夸大的嫌疑，但雙發(fā)的因素確實(shí)是影響當(dāng)時(shí)中國(guó)戰(zhàn)機(jī)完好率的一個(gè)重要原因。

20世紀(jì)80年代后，國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)水平和可靠性有了較大幅度的提高。比如，北航教授高歌提出的“沙丘駐渦穩(wěn)定理論”，不但較大幅度地提高了燃燒效率，而且還顯著改善了發(fā)動(dòng)機(jī)加力點(diǎn)火成功率。以前，殲6、殲7開加力時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)點(diǎn)火失敗的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)還導(dǎo)致空中停車。裝上采用該理論的裝置后，加力點(diǎn)火成功率幾乎達(dá)到100%，極大地改善了這兩種戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性。

在中國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)的研制歷史中，單發(fā)的殲10戰(zhàn)機(jī)絕對(duì)值得大書特書。與當(dāng)時(shí)其他國(guó)家的設(shè)計(jì)師不同，中國(guó)設(shè)計(jì)師在沒(méi)有合適推力發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，不是簡(jiǎn)單地采用雙發(fā)來(lái)滿足設(shè)計(jì)需要，而是結(jié)合發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展，采用了適當(dāng)調(diào)整優(yōu)化新機(jī)技戰(zhàn)術(shù)指標(biāo)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想，充分發(fā)揮了單發(fā)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

未來(lái)艦載機(jī)發(fā)展的單雙發(fā)影響

在單雙發(fā)的分析過(guò)程中，單雙發(fā)對(duì)彈艙布置的影響也經(jīng)常被談到。從F-22和F-35的內(nèi)置彈艙設(shè)計(jì)來(lái)看，前者可以在機(jī)身下設(shè)置內(nèi)置彈艙，同時(shí)又在機(jī)身兩側(cè)再各設(shè)置一個(gè)內(nèi)置彈艙，而后者就只能是在機(jī)身下設(shè)置兩個(gè)彈艙。

通常的觀點(diǎn)認(rèn)為，單發(fā)在彈艙數(shù)量上不如雙發(fā)。其實(shí)單發(fā)最大的優(yōu)勢(shì)，在于空間利用充分。對(duì)照F-22，可以發(fā)現(xiàn)F-35的彈艙空間并不比前者小多少。另外，還要考慮F-35全系列受到垂直起降型的限制，進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)不能充分考慮設(shè)置彈艙的需要。因此，以彈艙數(shù)量少來(lái)說(shuō)明雙發(fā)對(duì)單發(fā)的優(yōu)勢(shì)還不夠充分。其實(shí)，F(xiàn)-22兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的間距并不大，安裝位置也靠上，而彈艙寬度基本與兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)“寬度”一樣。出于隱身需要，該機(jī)進(jìn)氣道采用向上翻起的S形，為下方設(shè)置彈艙創(chuàng)造了條件，這才是該機(jī)能采用腹部彈艙的關(guān)鍵。

有觀點(diǎn)認(rèn)為雙發(fā)有兩個(gè)熱源，輻射強(qiáng)度要大于單發(fā)；但也有人認(rèn)為雙發(fā)更有利于紅外隱身設(shè)計(jì)。像發(fā)動(dòng)機(jī)位于機(jī)身兩側(cè)的蘇-25，當(dāng)敵方紅外探測(cè)設(shè)備在側(cè)面時(shí)，由于另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)噴口被機(jī)身?yè)踝?，輻射?qiáng)度應(yīng)略低于同樣推力的單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。但如果從下后方進(jìn)行探測(cè)時(shí)，則該機(jī)的紅外輻射要比單發(fā)機(jī)高出不少。對(duì)于F-18和F-15這類戰(zhàn)斗機(jī)來(lái)說(shuō)，一側(cè)噴管處的紅外輻射面積也會(huì)把另一側(cè)噴管的水平側(cè)向輻射信號(hào)給屏蔽掉不少。而單發(fā)的發(fā)動(dòng)機(jī)在推力相同的情況下，噴管的直徑要大一些，因此紅外輻射的側(cè)面積就要大一些。目前，從隱身飛機(jī)的設(shè)計(jì)需要來(lái)看，提高水平方向上的紅外隱身更有戰(zhàn)術(shù)意義，因此雙發(fā)的側(cè)紅外特征低的優(yōu)點(diǎn)經(jīng)常被提起。不過(guò)這個(gè)優(yōu)勢(shì)也不明顯，因?yàn)樾滦蛻?zhàn)機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)了雙垂尾氣動(dòng)設(shè)計(jì)的趨勢(shì)。利用這種有利的氣動(dòng)布局，基本上能夠擺脫單發(fā)機(jī)在兩側(cè)水平方向紅外隱身方面的弱勢(shì)。

在主要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性相當(dāng)?shù)那闆r下，單發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)體積較小，“天生”隱身性能就要高一些。在某種程度上，可以說(shuō)單發(fā)的戰(zhàn)斗機(jī)在隱身方面有著先天優(yōu)勢(shì)。但如果是專門設(shè)計(jì)的隱身戰(zhàn)斗機(jī)，因?yàn)樵谕瑯油屏η闆r下單發(fā)機(jī)的徑向尺寸較大，這將導(dǎo)致戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)身“厚度”要比雙發(fā)的大一些，不利于側(cè)面水平方向上的隱身設(shè)計(jì)。發(fā)動(dòng)機(jī)徑向尺寸大也意味著進(jìn)氣道的徑向尺寸較大。比如采用腹部進(jìn)氣的殲10，大直徑的單一進(jìn)氣道雖然提高了進(jìn)氣效率，但在改進(jìn)氣道的隱身性能方面將會(huì)面臨比較大的困難。假設(shè)殲10改進(jìn)型要采用有利于隱身的S形進(jìn)氣道，則會(huì)因?yàn)閺较虺叽缣蠖鴮?dǎo)致進(jìn)氣道長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，很難達(dá)到設(shè)計(jì)目的。對(duì)于采用兩側(cè)進(jìn)氣的單發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)來(lái)說(shuō)，進(jìn)氣道分開可獲得較小的進(jìn)氣道尺寸，在隱身設(shè)計(jì)上比雙發(fā)機(jī)有優(yōu)勢(shì)。

在單雙發(fā)的討論中，支持單發(fā)一方舉了F-35型艦載機(jī)的例子。對(duì)此支持雙發(fā)的一方很不以為然。該機(jī)戰(zhàn)術(shù)方面的設(shè)計(jì)思想獨(dú)特，從某種意義上講，是一種講究經(jīng)濟(jì)性的作戰(zhàn)飛機(jī)；在技術(shù)方面的設(shè)計(jì)思想又有偏重特殊需要（垂直起降）的特點(diǎn)?？傮w而言F-35是劍走偏鋒，不計(jì)其余。而在美國(guó)軍方確立其裝備方向時(shí)，更多考慮用其彌補(bǔ)F-22的戰(zhàn)力空白，也只有財(cái)大氣粗的美國(guó)人有條件搞。在網(wǎng)絡(luò)等媒體的討論中，大多數(shù)支持單發(fā)的觀點(diǎn)也認(rèn)為F-35算不上過(guò)硬的例證。實(shí)際上，由于科技水平的不斷提高，未來(lái)垂直起降艦載機(jī)可能會(huì)成為一種不可忽視的甲板力量。何況F-35C的生產(chǎn)數(shù)量也不少，雖不能取代F-18E/F“超級(jí)大黃蜂”，但擠占后者的甲板數(shù)量是肯定的。

要探討未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)的單雙發(fā)問(wèn)題，不能不充分考慮科技的進(jìn)步對(duì)這一問(wèn)題的影響；未來(lái)艦載機(jī)的發(fā)展更不能忽視無(wú)人機(jī)的作用。無(wú)人機(jī)取代有人機(jī)的一個(gè)重要誘因就是簡(jiǎn)單便宜，而且在起飛重量上也要相對(duì)低于有人機(jī)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇上有更大的空間。此時(shí)，單發(fā)先天上的優(yōu)勢(shì)很可能讓無(wú)人艦載機(jī)更多采用單發(fā)方案。無(wú)人艦載機(jī)的出現(xiàn)，肯定會(huì)打破目前艦載機(jī)好不容易才出現(xiàn)的“雙發(fā)趨勢(shì)”。

通過(guò)美國(guó)F-35計(jì)劃的實(shí)施可以看出：更為合理的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求是未來(lái)戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)方向，飛行速度、最大航程、效費(fèi)比都是不容忽視的設(shè)計(jì)要求，單發(fā)相對(duì)于雙發(fā)具有結(jié)構(gòu)重量輕、發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率高、飛行阻力小等優(yōu)點(diǎn)，再加上無(wú)人戰(zhàn)機(jī)尺寸重量都要比有人戰(zhàn)機(jī)小，可以有更多推力合適的發(fā)動(dòng)機(jī)供選擇。因此，無(wú)人機(jī)更容易表現(xiàn)出明顯的單發(fā)趨勢(shì)。還需要指出的是，F(xiàn)-35已經(jīng)有了無(wú)人型改進(jìn)計(jì)劃，而F-18E/F“超級(jí)大黃蜂”尚未有相關(guān)的報(bào)道。

關(guān)于單雙發(fā)的創(chuàng)新觀點(diǎn)

單雙發(fā)之爭(zhēng)是技術(shù)之爭(zhēng)，不是戰(zhàn)術(shù)之爭(zhēng)，最為關(guān)鍵的地方是飛行員安全問(wèn)題。美國(guó)海軍規(guī)定，雙發(fā)飛機(jī)在單發(fā)失效情況下盡量飛往陸地機(jī)場(chǎng)降落。這是否意味著雙發(fā)艦載機(jī)的意義就不大了嗎？也不盡然。

在茫茫大海上，單發(fā)飛機(jī)停車飛行員只能盡快跳傘。如果出事地點(diǎn)遠(yuǎn)離航母編隊(duì)或基地，實(shí)施救援是件費(fèi)時(shí)費(fèi)力、令人頭痛的事情，在戰(zhàn)時(shí)則會(huì)因敵情使救援工作更加困難，甚至?xí)貌粌斒Аｋp發(fā)飛機(jī)就有可能讓飛行員返回編隊(duì)/基地附近跳傘，條件允許時(shí)還可在陸地機(jī)場(chǎng)迫降。隨著時(shí)間的推移，飛行員的救援問(wèn)題會(huì)更加突出，而戰(zhàn)斗機(jī)的制造成本是越來(lái)越高，雙發(fā)飛機(jī)返回率高的經(jīng)濟(jì)意義就相當(dāng)?shù)耐怀?，甚至?xí)_定雙發(fā)的主導(dǎo)地位。

雙發(fā)艦載機(jī)不允許單發(fā)著艦只是人為規(guī)定，這是為了降低風(fēng)險(xiǎn)而做出的規(guī)定。萬(wàn)一墜毀造成阻攔裝置毀損，就會(huì)讓航母失去回收艦載機(jī)的能力，但并不意味著就不能降落。早期艦載機(jī)推重比低，單發(fā)降落時(shí)推力不足，因此有單發(fā)不能降落的規(guī)定；而現(xiàn)在艦載機(jī)推重比高，單發(fā)推力也比較大，因此F-18E/F已經(jīng)容許單發(fā)著艦。比如，殲15發(fā)動(dòng)機(jī)推力大，在拋掉所有的彈藥、機(jī)內(nèi)燃料僅保留極限值時(shí)，即便單發(fā)降落也有足夠的推重比，完全可以把單發(fā)著艦時(shí)在甲板上墜毀的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。

在航空史上，曾有戰(zhàn)機(jī)在失去一側(cè)大半機(jī)翼的情況下安全降落：以色列一架 F-15D右側(cè)機(jī)翼幾乎連根撞掉，但在機(jī)上飛控系統(tǒng)的幫助下，飛行員仍然操縱著受損嚴(yán)重的戰(zhàn)斗機(jī)安全著陸。統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，二戰(zhàn)中因操縱面失效而墜毀的飛機(jī)幾乎占了大半。隨著技術(shù)的發(fā)展，將來(lái)這類“歷史上注定要墜毀”的作戰(zhàn)飛機(jī)大部分將可以順利返回。也許以后會(huì)出現(xiàn)這樣的情景：戰(zhàn)機(jī)已經(jīng)是彈孔累累，某些操縱面不知去向，座艙中的飛行員也已陣亡，但有抗墜毀技術(shù)支撐的飛機(jī)仍然依靠人工智能操控飛回了基地。在這樣的情況下，動(dòng)力的可靠性就成為提高返回率的瓶頸，此時(shí)雙發(fā)機(jī)的吸引力就會(huì)放大許多。

殲31在外形及尺寸上接近F-35，因此人們會(huì)很自然地將這兩種飛機(jī)進(jìn)行對(duì)比。有一點(diǎn)值得強(qiáng)調(diào)：根據(jù)單發(fā)機(jī)相對(duì)于雙發(fā)機(jī)的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，殲31在綜合性能方面不如F-35。單發(fā)的特點(diǎn)將使后者擁有航程遠(yuǎn)及載彈量大的戰(zhàn)術(shù)性能優(yōu)勢(shì)，在諸如效費(fèi)比及全壽命費(fèi)用等綜合性能上也是如此，除非前者在具體的設(shè)計(jì)及材料上擁有更多的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。從設(shè)計(jì)的角度看，雙發(fā)的殲31只能是合適的設(shè)計(jì)思想取舍、通過(guò)犧牲某些局部的性能來(lái)達(dá)到能與F-35相抗衡的目的。例如，在最大航程、隱身或低速起降方面做出了讓步，以保證整體技術(shù)指標(biāo)。

在未來(lái)，爆震發(fā)動(dòng)機(jī)一旦取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)步，這種革命性的發(fā)動(dòng)機(jī)有可能讓單雙發(fā)之爭(zhēng)壽終正寢。這種發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是爆震單元結(jié)構(gòu)，單元組件之間相互獨(dú)立且單個(gè)單元組件推力不大，必須用數(shù)十個(gè)甚至上百個(gè)單元組件才能提供足夠的推力。發(fā)動(dòng)機(jī)一旦起動(dòng)起來(lái)，就幾乎不存在完全停車的可能，充其量是某幾個(gè)推力單元出故障，導(dǎo)致推力稍有下降。爆震發(fā)動(dòng)機(jī)截面形狀也不一定是圓形，而是可以通過(guò)排列爆震單元組件形成方形、倒梯形或長(zhǎng)方形，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)噴口與飛機(jī)尾部有一個(gè)最好的匹配，徹底消除“瓶底阻力”。到了這種動(dòng)力時(shí)代，再用雙發(fā)或單發(fā)來(lái)說(shuō)明戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)肯定是不合時(shí)宜的，也就不再存在單雙發(fā)的爭(zhēng)論了。

編輯：石堅(jiān)