戰(zhàn)機“陸改艦”縱橫談

馬世強

通常人們認為艦載機在航母上的起飛降落有其特殊性，導致其設計與陸基戰(zhàn)斗機存在著很大的差異，就是在一架陸基戰(zhàn)機的基礎上改型也困難重重，嚴重到“相當于重新研制”的程度。在媒體上就經常出現中國航母發(fā)展艦載機困難的論調，國外的媒體甚至還得出結論：中國依靠自身力量不可能解決艦載機問題。在殲15艦載機亮相后，也有人斷言殲15不能彈射起飛，會極大限制戰(zhàn)力發(fā)揮。

其實，一個國家艦載機的設計水平，可以根據陸基戰(zhàn)斗機的設計水平推斷出來。即便沒有艦載機的設計經驗，像中國這樣能研制出殲10及殲20的國家，研制蘇-33和F/A-18級別的艦載機并沒有太大的難度。

目前，艦載機的發(fā)展已經出現“陸改艦”趨勢。筆者就順著“陸改艦”思路，再結合相關的一些知識，來分析一下艦載機的研制倒底有多難。

“陸改艦”著艦速度及視角的選擇

認為中國發(fā)展艦載機有困難的觀點，通常是圍繞艦載機的“起降速度低”展開的。因為涉及到氣動的改進，肯定有不小的難度。其實，這里面有不少誤區(qū)。

艦載機起降速度要比陸基機低的說法由來已久。早期美國噴氣艦載機的設計，就特意強調速度要低一些。當美國空軍的戰(zhàn)斗機已經全部采用后掠翼時，美國海軍還要求研制平直翼的噴氣機。到了21世紀的今天，這種說法仍然有市場。

但如果仔細地對比分析，就會發(fā)現實際上并不是這回事。例如，“陣風”M是專門設計的艦載機，它的機翼面積就與陸基型的“陣風”一樣，前者的空重可是比后者的多出680千克，也沒見在起降上采用什么有別于陸基型的改進設計。也許有人會說，這是因為該機在設計時就考慮到上艦，因此將其做為“不用降低速度”的理由不充分。其實，真要反過來，也可以說“陣風”是“艦改陸”，因為改成陸基機后起飛重量增加了，“陣風”M只不過是起飛重量降低的陸基機。

另外的例子還有 “陸改艦”的法國“超軍旗”艦載攻擊機。該機是在陸基的“軍旗”攻擊機的基礎上發(fā)展而來。而后者研制的目的，是為法國空軍提供一種輕型攻擊機。當“軍旗”發(fā)展為“超軍旗”后，機翼面積并沒有增加，只是采用了雙縫襟翼，后退角度有較大增加，機翼前緣也有較大下垂。但改進的原因不僅是降低著艦速度，而是國防部考慮到日后要攜載“飛魚”空艦導彈返艦降落，必須要增加300千克降落重量。另一個原因是考慮到航母有可能在熱帶海區(qū)執(zhí)行任務。

飛機起降速度與翼載荷有極大關系，也與起飛降落方式有關。在實踐中，艦載機的起降速度相對于陸基機確實要低一些，但這并不都是采取了氣動措施的緣故。

艦載機起飛時機輪離開飛行甲板邊緣后，將完全依靠升力飛行。有時是在升力不足時離艦，機輪離開甲板后機體會有不同程度下降。F/A-18的彈射起飛速度（加上航母的航速）通常相當于260～270千米/時；而以同樣重量從陸上起飛，離地速度將高達310千米/時以上。這是因為在陸地機場以同樣重量起飛，當速度達到機翼能夠產生足夠升力時，尾翼產生的抬頭力矩還得有個抬前輪的過程，耗時至少也要幾秒，等把前輪抬起讓機翼達到適當迎角的時候，速度就已經增加到310千米/時了。在艦上起飛時不存在抬前輪的過程，沒有了甲板對機輪的支撐，尾翼的抬頭力矩可以一下子就讓機體進入產生升力的最佳迎角中。

另外，陸基飛機與艦載機的起飛重量也有不同。陸基戰(zhàn)斗機起飛重量通常都要大于“陸改艦”的同型機。例如，F/A-18艦上起飛重量為24噸，而在陸地機場起飛時可以達到27噸以上。起飛重量增加導致翼載荷增高，起飛速度肯定也會增大。

艦載機著艦時為了保證安全，通常是不載彈降落，燃料也盡量消耗到規(guī)定值。而陸基機則不同，降落時的最大著陸重量要大于艦載機。因此，陸基機進場速度通常要大于艦載機。

從上面的事例中完全可看出，艦載機的起降速度比陸基機低是由多種原因造成的。所謂的“陸改艦”相當于重新設計一架戰(zhàn)機的說法，往往并不切合實際。

從歷史上看，許多從陸基機發(fā)展來的艦載機并沒有刻意采取增升措施。

二戰(zhàn)中“陸改艦”有著名的“海噴火”，該機并沒有采取措施降低起降速度。二戰(zhàn)后噴氣機上艦，曾經有“起降速度要低”的設計要求。這導致在戰(zhàn)斗機機翼“后掠化”時代，美國海軍仍然研制了幾型平直翼艦載戰(zhàn)斗機。但實踐證明這是錯誤的做法。當噴氣艦載機設計成熟后，美國第二代艦載機（例如F-8及F-4）的著艦速度達到280千米/時。雖然這個標準遠小于當時陸基戰(zhàn)斗機普遍在320千米/時的標準，但考慮到艦載機起飛往往會有30千米/時的甲板風，則實際的起飛速度其實與陸基機并沒有太大差異。

降落速度也有相同之處。陸基機的進場高度通常為20多米，在接近跑道、高度降到5米時，由于不斷地拉桿增大迎角，速度會有所降低（接近280千米/時），當機輪觸地時，速度甚至可以低于250千米/時。而艦載機著艦時由于精度的需要，在飛機進入下滑軌道直到觸及甲板時速度最好保持不變。如果較真，則陸基機因在降落最后階段拉桿有可能比艦載機“速度低”了。

在第三代艦載機著艦技術成熟的20世紀80年代，美國艦載機在具體設計上確實有降低著艦速度的要求。例如F-14及F/ A-18，著艦速度都有較大程度降低，前者的最小著艦速度為250千米/時，后者的著艦速度則為260千米/時。但這也不是“必須要低”所致，實仍精確制導武器不能隨便丟棄而必須帶彈著艦的要求所致。著艦重量增加會加大著艦時的沖擊，如繼續(xù)保持原有速度會導致艦載機結構重量大幅度增加，因此降低著艦速度就成首選。

21世紀的艦載機著艦速度普遍有一個大的下降，美國F/A-18E/F “超級大黃蜂”的降落速度相對于F/A-18F/C又降低了10千米/時。究其原因，是帶彈著艦能力又有一個較大的增加（掛載全副外掛著艦），也與航程大幅度增加有一定的關系。另外，著艦重量的增加，要考慮到航母阻攔系統(tǒng)的承載能力，與機體強度增重控制。多方面權衡下，著艦速度再降低10千米/時，可確保帶彈著艦的動能不超過起落架的負荷及攔阻裝置的制動能力。正是因為著艦速度與很多因素有關，單純用“較低速度”來解釋就顯得不是很專業(yè)。實際上，艦載機的著艦進場速度往往是輕載時最低標的，通常的降落速度遠大于這個標準。

為竟爭印度艦載機，瑞典薩伯公司在JAS-39“鷹獅”的基礎上推出“海鷹獅”艦載機。在給印度提供的“海鷹獅”數據中，著艦速度也有最低233千米/時和最高290千米/時兩個數值。該機的改進之處是：加強前起落架，改進起落架減振器，起落架的輪胎加寬，尾鉤也在原來的設計基礎上強化，飛機結構選用了新型防腐蝕材料，整合了新型進場/降落系統(tǒng)。這些措施與降低著艦速度關系不大。歐洲“臺風”戰(zhàn)斗機也計劃競爭印度艦載機，其“海臺風”的改動措施與瑞典人基本一致，也是加強起落架等措施，根本沒提要降低速度。

英國戰(zhàn)后第二代艦載機“掠奪者”為了順利從甲板上起飛，確實是采用了吹氣襟翼增升措施。但用來說艦載機上艦必須要降低起降速度還是不全面，因為該機在設計時強調高翼載以提高低空突防性能，機翼面積比較小，采用吹氣措施的目的實際上是想彌補機翼面積小的結果。另外，也有當時英國航母上彈射器功率太小緣故。F/A-18E/F相比F/A-18C/D，機翼面積增大了25%，使E/F型的進場速度低于C/ D型，但帶彈降落時允許的外掛重量從C/ D型的2.5噸提高到4.5噸，著艦動能不減反增。因此，著艦速度降低更多的是照顧結構強度而不是真想降低著艦速度。F-35C與F-35A相比，其機翼面積從A型的37.7米2增加57.6米2。起飛重量沒有太大差別，分別是25690千克及22800千克。由此得出的翼載荷分別是604千克/米2和450千克/米2，看起來好像是為了降低起降速度，但考慮到艦上起飛重量受到限制的情況則未必。因為前者的結構重量要比后者多出1510千克，而作戰(zhàn)半徑卻從后者的1300千米增加到1480千米，最大速度也下降不少。因此，機翼面積增加與其說是為了降低速度，不如說是為了提高航程及控制著艦動能。

“陣風”戰(zhàn)斗機往往會被人們當成“陸改艦”的一個標桿。由于沒有注意到該機設計的特點，因此也就會產生一些認識上的誤區(qū)。例如，特意強調“該機為了滿足上艦對下視角的需求，采用了較小直徑的機頭”。其實，“陣風”之所以采用這樣的設計，更多的是與三角翼布局有關。三角翼氣動布局的升力系數小，只能靠增大迎角來滿足起飛降落需要，“陣風”就是不上艦，也需要采用改善視角的機頭/座艙設計，絕無例外。該機“較小直徑”的機頭也可以用外形的視覺效果來解釋：座艙兩側安裝鴨翼的外擴體，讓“陣風”擁有了一個“粗脖子”，機頭看上去偏小也是正常。

人們通常認為艦載機著艦要有更好的向下視角以克服下滑角、迎角大對視角的影響。其實，在實際降落中，陸基機的下滑角、迎角“平均值”并不比艦載機小。比如，某些情況下陸基機進場時的迎角及下滑角有可能大于艦載機，前者的下滑角最大可達7、8度，而早期艦載機的下滑角是4度，現在普遍改為2度到3度之間。陸基機的進場距離也可以短得多，為降低著地速度而不斷拉桿也導致機頭迎角不斷加大，甚至可以大到看不見跑道的正前方。而艦載機為保證下滑軌跡精確，在很遠的地方就要保持一個穩(wěn)定的下滑角并一直按照這個下滑軌跡移動，且迎角也不也敢“任性”地不斷拉，而是始終要保持在一個確定的迎角上。因此，戰(zhàn)機“陸改艦”并不總是一定要擴大下視角。對于現在設計完善的戰(zhàn)斗機來說更是如此。

仔細觀察網上關于艦載機著艦的機上視頻后，我們會發(fā)現，“陣風”著艦時的視角其實很大，感覺甚至超過了“超級大黃蜂”。當然，這可能與著艦時的重量有關。陸基機上艦是否要改進下視角，還可參考“臺風”戰(zhàn)機及“鷹獅”戰(zhàn)機的上艦型，這兩型機也沒有提到要改進下視角。還需要指出的是，“陣風”M的前起落架顯得比陸基型高大，這其實也與該機是三角翼布局有關。這種布局的戰(zhàn)機起飛時的抬頭速度很慢，再加上“戴高樂”號的彈射器長度較短，“陣風”起飛離艦速度較低。前起落架支柱高度大，就能充分利用彈射時液壓緩沖器積存的一部分能量抬起機頭。不這樣做，離艦時很容易掉高度?？梢哉f，“陣風”是“陸改艦”的一個特例。

起飛方式對“陸改艦”的影響

起飛方式對艦載機設計的難易程度影響很大。

在艦載機發(fā)展的初期，就面臨著起飛方式的選擇。由于滑跑起飛具有簡便迅速的特點，彈射起飛在當時并不是像現在這樣必不可少。但隨著艦載機飛行性能的不斷完善和起飛重量的不斷增加，彈射器的生產商在向美國海軍推銷時就有非常明確的理由：可以讓動力不足的飛機輕松起飛，可以讓艦載機在設計權衡時就能偏重于提高飛行速度及航程等性能。實踐證明確實是這樣?？梢哉f沒有彈射器，艦載機的歷史就要重寫。美國的艦載機設計師是真心感謝彈射器讓他們省卻了不少設計上的麻煩。就本話題而言，艦載機的設計難否也是一個相對的問題，彈射起飛可以降低艦載機在起飛問題上的付出，當然也會讓“陸改艦”時在起飛性能上不必付出太大的代價，甚至可以簡單到只需加強結構就能實現的地步。

20世紀70年代初，英國海軍面臨第一代彈射器對第二代重量增加的艦載機不能提供足夠彈射力的問題，因此打算將滑躍與彈射結合在一起形成彈射滑躍起飛，最終由蘇聯(lián)人演變成與彈射起飛分庭抗禮的純滑躍起飛方式。其實，美國人早在二戰(zhàn)后就考慮過彈射加滑躍，在英國人發(fā)明滑躍起飛后也進行過同類起飛試驗。但這種有太多局限性的起飛方式并未獲得美國海軍的青睞。

滑躍起飛的實質，是讓加速不足的艦載機以低于正常起飛狀態(tài)的速度離艦。而這種純滑躍起飛方式受到太多的局限?！瓣懜呐灐睉?zhàn)機為了能實現這種非正常狀態(tài)起飛，不得不改變原有艦載機的設計思路，影響之大讓習慣依靠彈射器的美國海軍望而卻步。俄羅斯人將滑躍起飛發(fā)揚光大，在航母上正式采用滑躍起飛，但這種起飛方式也讓俄羅斯海軍吃了大苦頭。設計良好的蘇-27要上艦不但要加強結構，還要增加一個前翼，機翼面積也得加大，程度已經到了“傷筋動骨”的地步。這就極大影響了該機的作戰(zhàn)性能，航程、最大飛行速度及機動過載等都有相當大的下降。

說艦載機要降低起飛速度，主要原因是受制于航母甲板不能提供足夠的加速滑跑距離。但是，具體情況還是要具體分析。噴氣機上艦時，美國及英國航母由于彈射器功率有限，降低起飛速度（增加機翼面積及采用增升措施）有提高起飛重量的意義，再加上有降落安全的要求，因此速度低一些可以容忍。當大功率的蒸汽彈射器出現后，艦載機提高最低起飛速度的誘因就增大了不少。這導致美國艦載機起飛降落速度緊跟陸基機，最高達到280千米/時。有媒體總拿蘇-33來說明“艦載機必須要采取措施把速度降下來”。其實，蘇-33采取的這些措施是迫不得巳。滑躍起飛要想保證最大起飛重量，只能通過降低起飛速度來實現?？梢哉f該機是第一種以確保起飛重量為設計重點的艦載機。為保證起飛重量而不是單純的“順利起飛”，這實際上是偏離了作戰(zhàn)飛機的設計方向，用來作為“必須要降低起降速度”的理由顯然不合適。

當俄羅斯艦載機從航母上利用滑躍起飛順利離艦后，全世界媒體出現了一股“滑躍起飛優(yōu)越論”。這種論點認為，滑躍起飛可以讓艦載機擺脫彈射增重，讓艦載機戰(zhàn)斗力大幅度提高。因此，有人得出“滑躍起飛將要取代彈射起飛”的結論。這種情形也影響到美國海軍，因此“第二次”對滑躍起飛進行了一些測試。利用滑躍得出的參數與彈射進行比較，美國海軍得出了截然相反的結論。在CVX計劃中的艦載機研制參數分析中，以F/A-18為參考標準界限，從機動性、結構載荷、速度范圍、起降條件和戰(zhàn)術能力方面對3種起飛方式下戰(zhàn)術艦載機的設計參數推測，得到的結論是：彈射起飛的艦載機重量最小，而采用滑躍起飛艦載機并不能象媒體認為的能夠節(jié)省彈射增重，相反地還會付出比彈射起飛大14%左右的增重代價。在完成同樣任務能力的情況下，當然是起飛重量越輕越好。在預警機、反潛機、電子戰(zhàn)飛機、艦載運輸機和空中加油機等戰(zhàn)術支援飛機上得出的結論也是一樣。在現實中也是如此，起飛重量22噸的“陣風”在載彈量及航程方面的綜合指標高于起飛重量達30噸的蘇-33。

之所以會出現滑躍起飛艦載機起飛重量要大的現象，主要是因為艦載機不管是采用彈射起飛還是滑躍起飛，下滑著艦機輪與甲板的沖擊引起的結構增重是艦載機增重的主要因素。例如，F/A-18C相對于純陸用的L型，光是前后起落架就增加重量410千克，幾乎是結構增重的二分之一還要多。對于采用彈射起飛的艦載機來說，攔阻過載和彈射過載基本上都作用于縱向。只要是滿足了攔阻過載強度，也就同時滿足了彈射過載的要求。另外，機身抗著陸沖擊的結構加強，也能順便起到抗縱向過載的作用。對于滑躍起飛的艦載機來說，由于同樣要應對著艦沖擊和攔阻過載，在這方面的增重代價基本上等同彈射起飛，充其量是節(jié)省了彈射鉤和傳遞彈射過載的拉桿裝置。但為適應滑躍起飛必須增加機翼面積和采用高升力裝置，導致結構重量增加，同時使飛行阻力增加。而與彈射起飛不同的是，增加機翼面積帶來的增重并不能增加抗下沉載荷強度及攔阻載荷強度。再加上為應付這兩方面的增重引起的燃油消耗，總的增重效果就導致滑躍起飛的艦載機起飛重量“必須”大于彈射起飛。

與彈射起飛艦載機一樣，米格-29K和蘇-33上艦也得為起落架加強、機翼折疊、安裝尾鉤等付出相應的增重代價。除此之外，為了獲得優(yōu)異的低速氣動力特性，對氣動布局都進行了相當大的改動。改動的地方涉及到機翼面積增加、尾翼加大、采用增升措施和提高發(fā)動機推力等，蘇-33還加裝了前翼。以上措施都會增加幾百千克的結構重量。美國對未來艦載機的研究結果是基于飛行性能不變。而蘇-27上艦后由于機翼面積增加，空戰(zhàn)過載有較大幅度下降，航程也減少了四分之一。這是因為機翼面積增加，導致機動飛行時翼根彎曲力矩加大，原有的強度滿足不了需要，除非再加強翼梁及翼盒，才能恢復原有的空戰(zhàn)過載。再加上飛行阻力增加，總的機動性能和航程當然會減少。如果想增加航程只能是多裝燃料，在起飛重量受滑躍起飛限制的情況下，則只有減少有效載荷。還需要指出，蘇-33的標準著艦速度是240千米/時，但載彈著艦能力很差，因此這個速度水分也很大。

綜上所述，“陸改艦”的難度與起飛方式有很大關系，想盡量保持原有性能不變，還是采用彈射起飛改動難度小一些。

“陸改艦”設計過程

艦載機最重要的重新設計過程，就是加強機身結構及起落架的強度，以達到能夠安全降落甲板的目的。加裝尾鉤及其他改進措施相對來說還是小事一樁。而“重新設計”往往是涉及到氣動外形及發(fā)動機機進氣道，這才是工作量大的地方。顯然，彈射起飛的“陸改艦”不會涉及到這一點。滑躍起飛的蘇-33及殲15加裝前翼必要性很大，不過要是做出權衡（例如犧牲一些起飛性能），也不一定就非要加裝前翼。有觀點認為，蘇-33加裝前翼是因為安裝的雷達過重量。與新設計一架飛機一樣，“陸改艦”最重要的工作就是權衡改裝細節(jié)，其重點是要考慮如何避免改裝對主要作戰(zhàn)性能影響過大?？梢哉f只要原型機設計水平高，其艦載型實際上就相當于已經設計完成了90%。如果是首次研制艦載機，則只要有陸基機的設計經驗，所碰到的新問題也是機身結構加強及增加防腐措施等。一個好的改裝方案或設計方案就是在達到設計目的的同時增重少，對主要作戰(zhàn)性能影響不大，這才是設計難點，但這樣的難點已經是“多費點勁”的程度，完全不能與確定飛機總體氣動布局及結構布局的難度相比。

為控制結構增重，艦載機設計師會充分利用種現有資源或挖掘其潛力。如機體的空戰(zhàn)機動過載是9g，則降落著艦時就要考慮充分利用這個過載強度。利用得好就能減少“陸改艦”的結構增重。除加強機體結構，增加起落架的液氣緩沖功率及行程也是控制結構增重的重要步驟。瑞典“海鷹獅”為了獲得足夠的緩沖功率及行程，將原來的機身下起落架改成與蘇-33一樣的形式，機輪尺寸也加寬，以上兩點可增加緩沖行程及起到“減振器”作用。

在降落著艦過程中由于掛索制動及主起落架機輪碰撞甲板，相對于陸基機，艦載機的機體會產生更為強烈的低頭力矩，這導致前起落架機輪碰撞到甲板時的下降速度遠大于主機輪。因此，前起落架的沖擊過載遠大于主起落架，付出的結構加強代價也相對更大。F/A-18的前起落架加強增重為210千克，扣除彈射部件后的增重幅度也遠大于主起落架。因此，有理由說前起落架強度用來應付滑躍起飛綽綽有余。

蘇-33上艦后將原型機的單前輪改為雙前輪，這是因為雙輪具有比較好的滑行減擺效果，能提高滑行過程中的安全性。同時，增加的輪胎數量也相當于加強了減振吸能的效果。媒體普遍認為滑躍起飛的艦載機前起落架必須加強，以適應滑躍起飛時增加的應力過載，這種說法其實并不正確?；S起飛只是改變了前輪液壓支柱的緩沖壓力變化曲率，因此在滑上滑躍起飛甲板時會出現顛簸現象，需要對液壓緩沖數據進行一些調整。

對于“陸改艦”來說，最重要的必須要做的工作就是加強機體的結構強度以適應著艦的高過載需要。艦載機的著艦下降速度指標從陸基機的4米/秒增加到7米/秒，因此在機體設計中就要根據這個指標進行加強機身的工作，同時結合增加起落架緩沖行程/吸收功率。這是“陸改艦”的頭等大事，但這樣的改進對中國來說并不是陌生領域，而只是一個要費點“腦力”功夫的過程。設計過程與“設計經驗”無直接關系。能確定陸基機的結構強度，也就能確定艦載機的結構強度。這就是一個在指定下降速度下進行的強度計算過程，其過程基本等同于陸基機的設計。整個過程技術路線清淅明了，而且技術風險不大及可以有效控制。

一般來說，結構加強增加材料的截面積既可。機體的隔框及桁梁加強也就是截面積增加，某些部位截面尺寸增加的更多，如起落架，但都不至于影響總體結構設計。雖然結構加強及相應上艦改裝會引起機體重量的重新分配，但增重最嚴重的部位靠近重心，影響可以忽略不計。而前起落架增重也有尾鉤起到平衡重量作用。尾鉤的重量也不輕，F/A-18的尾鉤重達75千克，再加上安裝部位加強，總重接近100千克。因此，飛控的調整工作也不會太大。從某種意義上講，在一架設計完善的陸基機基礎上進行“陸改艦”，設計師面對的是結構加強及結構上的具體改變，有章可循，有表可查，雖然是說起來容易做起來難，但絕沒有到“重新”設計一架飛機的程度。

從飛機設計特點來看，機體橫隔框強度根據需要有不同的結構強度。機身中部起梁架安裝部位的隔框及桁梁強度最高，然后向機頭機尾延伸的隔框強度順次減少，以控制結構重量。縱向的桁梁則呈現出斷階式的強度設計，這也是沒辦法的選擇。桁梁通常是標準截面部件，只能是從機身隔框開始不斷減少桁梁根數或改變桁梁截面。因此機身的縱向強度會有階梯形變化，但這并不意味設計師就無能為力。例如，將機內不同重量的部件安裝在相應位置上，多少也能起到調節(jié)強度的作用。以上設計特點在艦載機設計上并無差異。

有媒體說艦載機機體“都需要加強”，一般而言是這樣，但實際設計中并不是絕對的。艦載機首尾及不受力的蒙皮及桁梁處，其強度與陸基機一樣。另外機體各處安裝的電子設備及機件也要看其重量如何。通常只有重量過大的部件需要加強安裝結構，重量小的則依靠緊固件的基本強度也夠用。有觀點認為，設備安裝不但要考慮縱向彈射還要考慮著艦時的高下降速度引起的沖擊過載。對戰(zhàn)斗機而言這是多余考慮，或者說根本無必要：達到7g以上的機動過載值足以應付這方面的需要。起落架安裝部位需要考慮加強安裝部位的強度，以便能把著艦時的沖擊載荷有效地分散到機體上。

設計師有時會碰上一些結構上不適合加強或加強會付出較多增重的陸基型。例如，殲10就被媒體認為機腹進氣布局不適合上艦，因為加強結構會增重不少。這種看法也對也不對。一架設計良好的戰(zhàn)斗機絕不會因為采用機腹進氣就被宣判不能上艦。殲10采用機腹進氣，是從氣動布局和發(fā)動機工況為基礎的最優(yōu)化選擇。從比較的角度看，就算因為加強前起落架增重很多，也會因機腹進氣的高效率從燃料重量上找回來。殲10要實現“陸改艦”，讓設計師頭痛的不是機腹進氣道的結構強度不夠，而是進氣道下面的空間不足以容納安裝了拖曳彈射部件的前起落架，就是滑躍起飛也有雙前輪的困擾。

還有人認為殲10起落架的主輪距太窄會影響著艦安全，其實這也是誤解。二戰(zhàn)中的螺旋槳飛機由于采用后三點起落架，主輪距太窄容易引發(fā)側傾著陸事故，在艦上著艦則會加劇事故的發(fā)生概率。但采用前三點式起落架的機型幾乎不存在這方面的情況，掛索制動的特點更可以將傾側現象消滅在無形之中。

對于“陸改艦”而言，最大的改動會出現在主起落架上。例如，“海鷹獅”的起落架改動在結構上算得上是大動干戈，但從具體設計上看卻沒有這么嚴重。其主起落架從機腹下移置到翼根處，實際上是從需要加強的部位轉移到更強的部位，因此連接機翼的主機身段并無大的變化。這樣做的不利后果僅是在翼根下因容納起落架形成一個鼓包，會影響最大飛行速度。

中國戰(zhàn)機“陸改艦”的有利條件

有人說中國發(fā)展航母是白紙一張，其實這種說法根本不符合實際。中國已經具備完整的工業(yè)體系，其中航母發(fā)展過程中最為關鍵的艦載機研制能力已經全面具備，因此準確的說法應該是“萬事俱備”，只欠立項這個“東風”。

就殲15來說，增加了前翼讓設計師碰到新的氣動問題，但就俄羅斯改進蘇-33的時間來看，這個問題解決難度并不大。俄方也是頭次碰到，并且確定了方案可行，中國設計師則可以說是將研制過程再進行一遍。有蘇-33當榜樣，研制時也就底氣十足?？紤]到21世紀科技發(fā)展水平，中國發(fā)展航母實際上已經擁有更多的有利因素.中國戰(zhàn)機的“陸改艦”將具有更多的不損失原有性能就能完成上艦設計的技術條件。只要充分利用及發(fā)揮這些有利因素，將在結構加強上節(jié)省相當可觀的結構重量，甚至有可能讓中國戰(zhàn)機的“陸改艦”擺脫結構加強增重對性能影響的怪圈，進而順利完成“陸改艦”改型工作。

從某種意義上講，中國做為航母/艦載機研發(fā)的后來者，可以參考美國等其他國家的間接設計經驗，對艦載機的設計已經不陌生。而且由于時間的推移及信息的傳播，可以充分吸取別人的經驗教訓，在發(fā)展艦載機上可以更多的避免走彎路，因此設計出高性能的艦載機已經不是夢想。

隱身設計對艦載機的尾鉤布置帶來了新問題，但這個問題已在F-35C著艦掛索失敗時充分暴露了。F-35C在模擬著艦試飛中連續(xù)8次掛不上攔阻索，其主要原因就是考慮了隱身設計及三軍通用，這導致其尾鉤過短和安裝位置靠前。中國具有隱身特點的殲20及殲31如果上艦，則完全可以避免在這樣的細節(jié)上出問題，而且尾鉤的隱身設計還可以參照F-35C的設計特點，例如采用類似的鼓包整流罩將著尾包起來（之前的隱身戰(zhàn)機設計都將尾鉤設置在專門的尾艙中，這樣做代價太大）。F-35C掛不上索有設計師想控制結構增重的“預謀”，短尾鉤可以將掛索時機控制在機輪觸及甲板之后，可有效避免因掛索引起的額外下降速度，這一點也可以為我所用。

近年來戰(zhàn)機設計思想已經成熟，無論是操控響應還是起降性能都已經讓陸基機具備了從艦上起降的條件?！瓣懜呐灐闭婵梢哉f只剩下加強結構及安裝尾鉤的程度。第三代戰(zhàn)機已經形成控制全壽命周期費用的意識，機體結構壽命已經達到6000小時以上，著陸時的下降速度指標也已經放大到5米/秒的標準，可以說對“陸改艦”是一個極為有利的條件。也正因為“堅固”的艦載機可以達到更高的可靠性及維護性，澳大利亞和瑞士空軍甚至是寧可多花錢買來結構堅固的F/A-18艦載機，也不要在該機基礎上發(fā)展的陸基型F-18L。

也正是因為這樣的情況，第三代戰(zhàn)機在結構強度上有向“艦載化”靠近的設計趨勢。如美國在設計新型戰(zhàn)機時，無論是軍方還是研制廠家都已經有意識地考慮上艦需要。中國做為后來者也不例外，無論是殲20還是殲31，在設計上都有意無意地考慮了上艦的可能性，例如采用機翼根處長支柱主起落架。如果要“陸改艦”就不存在“海鷹獅”起落架要大改的弊端。因此，中國戰(zhàn)機的“陸改艦”將會比他國的陸基戰(zhàn)機順利得多。

目前，美國艦載機尾鉤的過載設計值為4.5g，俄羅斯艦載機則為5.0g，這意味機體尾部連接尾鉤的結構要承受這么大的過載。另外，機體下降速度的大小與尾鉤也有一些關系。艦載機在機輪未觸及甲板時掛上索后，在攔阻索的瞬間制動過載作用下，其機體下降速度會被進一步加大。這也是“陸改艦”后戰(zhàn)機結構重量增加的最大誘因。

現役的艦載機尾鉤上的過載值之所以達到5.0g，主要原因是液壓攔阻裝置的阻尼特性所致。而中國與美國一樣，正在發(fā)展電磁彈射器，并且進展順利。電磁攔阻裝置相對來說要比電磁彈射器容易得多，可以想象電磁攔阻裝置也將會與電磁彈射器一起被未來的國產航母采用。因此，殲20、殲31如上艦，則很有可能因電磁彈射及攔阻裝置的運用獲得極大收益。電磁攔阻可以將艦載機尾鉤的著艦最大過載峰值降低至少1.5g，這意味著“陸改艦”的殲20、殲31的結構重量分別減少100千克及60千克。再加上推力矢量技術及精確著艦引導技術支持，這幾種技術組合在一起，就能讓中國戰(zhàn)機在不損失原有性能的情況下圓滿完成“陸改艦”的設計過程。

陸基飛機可以通過拉桿來控制著地時的下降速度，而艦載機為實現高著艦精度往往是不拉桿著艦。不拉桿有效地提高了機輪觸及甲板時的精度，但弊端是下降速度高于陸基機，再考慮到機輪未觸甲板就掛上索及航母甲板也有升降速度，設計師就把艦載機起落架承載的最大下降速度定在7米/秒，這是迫不得已的選擇。

當有了推力矢量技術及精確引導技術后，不拉桿降落就有改進的必要了。根據美國海軍十幾年來的著艦技術探討經驗，未來艦載機將有可能依靠精確引導結合戰(zhàn)機推力矢量形成一種精確自動著艦技術。該技術可使戰(zhàn)機以較大迎角及較小下滑角完成著艦軌跡，并在機體飛臨甲板時再拉桿并通過推力矢量的高精度響應進一步增加迎角，讓艦載機以與陸基飛機一樣的下降速度落到甲板上。美國海軍估計，該技術可以使艦載機著艦時的動能降低38%以上，進而可以延長飛機的機體壽命和降低攔阻裝置磨損。這對戰(zhàn)機的“陸改艦”完全可以說是極大利好。中國也已經在推力矢量及精確引導等相關領域取得了較好的成果。因此有理由認為中國的新型戰(zhàn)機完全能夠做到不損失性能就完成上艦過程。

結語

總而言之，艦載戰(zhàn)斗機與陸基戰(zhàn)斗機的差別，主要體現在機體結構強度的差異上。其他方面的問題相對陸基機來說差別并不大，就是有也不會是所謂的“相當于重新設計”，其設計難度完全可以克服。對于已經建立了完善的航空工業(yè)體系和具有60年戰(zhàn)機研制、使用及管理經驗的中國來說，艦載機設計中碰到的絕大部分問題更不能算是難題。和美國這樣一個艦載機設計大國相比，中國的問題表現在發(fā)動機及隱身設計上，還表現在如何將已經有的技術集成到一起達到最佳程度。如果說中國的艦載機在設計上面臨著新問題，則這個問題就是如何才能達到甚至超過美國艦載機的設計水平。