珠海航展的最強音

行健

最強飛機——殲-20

本屆航展，中國第四代戰(zhàn)斗機殲-20短短2分鐘的雙機亮相，引發(fā)中國乃至世界關(guān)注。目前世界上研制裝備第四代戰(zhàn)斗機的國家只有美、中、俄三國。中國借由第四代戰(zhàn)斗機的研制，彎道超車，一舉超過歐洲、日本，與俄羅斯并駕齊驅(qū)。

一些80后、90后的朋友可能對中國航空工業(yè)原來的落后狀態(tài)沒有直觀感覺，因此不太能體會目前成果的來之不易。想當(dāng)年，在新中國建立之前的民國時期，中國的航空工業(yè)只有修修補補，自研機種少之又少，即使研制出來也根本沒有批量生產(chǎn)。反觀當(dāng)時亞洲最先進的工業(yè)化國家日本，三菱、中島、愛知、川崎等多家飛機公司競爭。二戰(zhàn)期間，日本共有飛機制造廠13家，工人總數(shù)45萬人，另有發(fā)動機制造廠工人25萬人，合計70萬航空產(chǎn)業(yè)工人，1942年年產(chǎn)量達到巔峰的18 000架。而一個國民黨的統(tǒng)計說，抗日戰(zhàn)爭以前，中國共有飛機600架，其中戰(zhàn)斗機只有305架，八年抗戰(zhàn)期間中國一共進口外國飛機2 351架。

新中國成立后，中國用60億斤小米從蘇聯(lián)換回成套設(shè)備，建立起了自己的航空工業(yè)，雖然初期都是仿制蘇聯(lián)機型和發(fā)動機，但畢竟形成了批生產(chǎn)能力。以殲-6飛機為例，一共生產(chǎn)了5 200余架。而且，新中國的航空工業(yè)，一上來就基本繞過了活塞發(fā)動機，直接進入噴氣時代。

當(dāng)然，步子邁的太大，多少有些基礎(chǔ)不牢固。經(jīng)常有人開玩笑，說中國可能連二戰(zhàn)時期P-51“野馬”飛機以及它的發(fā)動機都做不出來。這種論調(diào)有些過，但也不能說毫無道理。當(dāng)然，即使用今天先進的加工機床做出來，可靠性、壽命、匹配度也真的不一定達到當(dāng)年“野馬”的性能。

說回殲-20，它的氣動布局是雙垂尾鴨翼布局，主機翼和鴨翼之間有邊條過渡，進氣道為DSI無附面層隔板設(shè)計。從純隱身角度考慮，國內(nèi)外專家一致意見是，如F-22那樣的常規(guī)布局要好于鴨式布局。因為隱身嚴格說是飛機各個投影面都需要隱身，但最優(yōu)先考慮的是飛機正前方。因此，前置的鴨翼多少會影響隱身，而常規(guī)布局沒有前鴨翼，但后部有水平尾翼，多少也會有影響，但不如鴨翼大。其實，嚴格說來，飛機從機體伸出的翼面越少，隱身效果就越好。飛翼布局整體前視，就可以認為是一個平面，沒有垂尾、沒有腹鰭，當(dāng)然也沒有鴨翼。而在珠海航展期間，美國示威式的公布的最新六代機想像圖，就是沒有任何垂尾和平尾的布局。當(dāng)然，翼面越少，操控越難，所以比拼的是氣動設(shè)計、如何利用襟副翼操控飛機、操控軟件的編寫以及發(fā)動機推力矢量控制。

俄媒經(jīng)常說殲-20的氣動外形模仿了米格-1.44驗證機，筆者并不認可。成都飛機設(shè)計研究所早在上世紀(jì)七十年代就設(shè)計了鴨式布局兩側(cè)進氣道的殲-9戰(zhàn)斗機，遠早于米高揚設(shè)計局，之后又有鴨式布局、機腹進氣的殲-10。21世紀(jì)初曝光的米格-1.44除了是第一種雙垂尾鴨式布局外沒什么特色，機腹進氣道也有抄襲“臺風(fēng)”戰(zhàn)斗機的意味。至于成飛設(shè)計殲-20，雙發(fā)重型機采用雙垂尾順理成章，之前的殲-10也是雙腹鰭，因此雙垂尾雙腹鰭也可認為是之前設(shè)計的延續(xù)，不能算抄襲。

曾有外媒評論認為，殲-20的設(shè)計初衷，并不是要完全在隱身方面與F-22并駕齊驅(qū)，但只要超過F-35即可。F-35的隱身能力不如F-22，尾部發(fā)動機噴口只是簡單的鋸齒狀處理。從空軍司令員馬曉天對殲-20的夸贊來看，相信殲-20的隱身試驗已經(jīng)獲得了較好的成績，這個成績也許是綜合優(yōu)化，例如外形設(shè)計、內(nèi)部結(jié)構(gòu)微細設(shè)計、制造材料、涂料涂層、電子等等的整體匹配達成的。考慮到今后亞太地區(qū)，日本、韓國、新加坡、澳大利亞，也許更遠的將來還可能有印度、中國臺灣加入F-35的對華包圍網(wǎng)，那么殲-20以超越F-35為主要目標(biāo)是現(xiàn)實可行的。

再說到殲-20能否達到F-22的“4S”能力，即超級隱身、超音速巡航、超機動、超視距作戰(zhàn)。很多評論認為，在沒有大推重

比發(fā)動機和矢量推力噴管的前提下，殲-20無法達成超音速巡航和超機動。筆者認為這些還是要和F-35比才是合適的。F-35目前也無法完成超音速巡航和超機動，說明該機的發(fā)動機在不開加力的情況下，整機推重比不夠，此外該機發(fā)動機沒有推力矢量噴口，機體超重，在對抗演習(xí)中，其機頭轉(zhuǎn)向速度甚至不如加掛副油箱的雙座F-16，令美國輿論嘩然。而且，這只是F-35A型，也就是空軍空優(yōu)型，海軍的B、C型，一個是垂直起降型、一個是彈射型，重量更大，機動性更差。當(dāng)然，洛馬公司急忙出來解釋，說F-35的整機隱身能力、電子搜索對抗能力很強，把這些能力都用上，還是會大幅壓制三代機。真要是這樣，殲-20也可以用這樣的理由。而且，殲-20由于沒有一機三型的牽絆，從目前的展示來看，即使不換新發(fā)動機，其機動能力也絕不會在F-35以下。

所謂超音速巡航指的是飛機在發(fā)動機不開加力時，長時間保持在超音速飛行，這個能力，中俄目前都無法達到。俄羅斯在試飛蘇-35S時，飛機曾在發(fā)動機無加力最大推力時以略微超過音速的速度飛行，此時飛機無外掛，機內(nèi)油肯定也不是很多。蘇-35S使用的117S發(fā)動機是俄羅斯目前還算成熟的最先進發(fā)動機，性能超過中國國產(chǎn)的成熟發(fā)動機，而且還是理想的輕載狀態(tài)下，都無法達成真正的超音速巡航，可見F-22那樣長時間無加力飛1.8倍音速，需要發(fā)動機和機體設(shè)計制造的強大功力。這個功力，連歐洲以英國羅羅公司為主體研制的EJ200發(fā)動機都無法輕易達到。

很多評論都在猜測現(xiàn)階段殲-20的發(fā)動機是否為國產(chǎn)，筆者認為國產(chǎn)的可能性不大，除非中國真的在自己仿制改進AL-31F發(fā)動機。因為渦扇-10“太行”發(fā)動機的尾噴口與AL-31F區(qū)別很大，而且真要用國產(chǎn)發(fā)動機，這款發(fā)動機也必須在其它飛機上先經(jīng)過嚴格試驗才能裝到殲-20上，不可能出現(xiàn)在試驗型號飛機上裝試驗型號發(fā)動機的事情，那樣太冒險，除非是戰(zhàn)時趕進度?！疤小卑l(fā)動機尾噴口較短、發(fā)亮，AL-31F尾噴口較長，顏色深還有發(fā)藍色澤。那么，“太行”會不會只改進尾噴口呢？如果真要只改進尾噴口，也不是想像那么簡單，因為細微的性能肯定會有改變，一樣要做綜合試驗才能定型。

結(jié)合展館內(nèi)中國先進軍機座艙模擬器來看，殲-20的座艙應(yīng)該與其相似，就是一塊橫置長方形大屏幕液晶顯示器，配合側(cè)駕駛桿。液晶顯示器可以從中間分為兩部分，以顯示不同的內(nèi)容。儀表似乎也是全液晶顯示，筆者倒是覺得應(yīng)該保留一些基礎(chǔ)的機械模擬式傳統(tǒng)儀表，例如地平儀，以備應(yīng)急使用。側(cè)駕駛桿最早見于美國的F-16戰(zhàn)斗機，后來的法國陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機也是用這個設(shè)計，目前已經(jīng)推廣到很多民航客機上。早年飛機沒有電傳飛控時，操作比較費力，飛行員有時甚至是雙手拉桿推桿。自從有了電傳操縱，操縱桿只是傳出一個電信號，然后由電腦操縱翼面轉(zhuǎn)動進而控制飛機，操縱桿活動量大小、力度反饋等都是模擬的，可以自由調(diào)節(jié)，操縱起來很省力，用一只手操作也沒任何問題，還可以把飛行員整個前方空出來，便于安置顯示器、觀察等。俄羅斯目前還沒有側(cè)桿駕駛的戰(zhàn)斗機，殲-20如使用這個設(shè)計，應(yīng)該是繼美、法之后世界第三個國家。

之前有俄媒酸勁十足的評論殲-20，說該機是集合幾種飛機的設(shè)計，身軀太大，機身過長，隱身性不好等等。筆者恰恰認為殲-20是在成飛結(jié)合自身幾十年發(fā)展鴨式布局戰(zhàn)斗機的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)今世界一些最前沿設(shè)計，例如DSI進氣道等完成的有自身特色的設(shè)計。而且像DSI也不是照貓畫虎就能抄出來的，需要做大量試驗，而且還有在“梟龍”戰(zhàn)機上實際應(yīng)用的經(jīng)驗。而T-50反倒可以看做是在保留蘇-27某些影子的基礎(chǔ)上，大肆抄襲F-22的設(shè)計。其實俄國戰(zhàn)機一貫抄襲美國，以至于很多飛機都被西方調(diào)侃冠以“XX斯基”，例如蘇-27叫“F-15斯基”，圖-160叫“B-1斯基”等，這些飛機雖然在美國飛機之后出來，性能有一定改進甚至超越，但多少都有美國原準(zhǔn)飛機的影子在里面。

至于飛機機身顯得較長，翼展相對較短，筆者認為可能是中國空軍還是比較強調(diào)速度，因此成飛的飛機機翼前緣后掠角較大，還是有高速三角翼飛機的影子，如殲-10。包括“梟龍”那樣的邊條翼設(shè)計，仔細看翼展似乎都不是很大。一些分析認為機身長則飛機比較穩(wěn)定，但機動性不足。但加上前置鴨翼配合電傳操縱，則機頭的快速指向性和盤旋半徑指標(biāo)會有很大改善。總之機身長和翼展之間有一個最優(yōu)的選擇。從一些報道看，例如殲-10和蘇-27的演習(xí)對抗成績，殲-10反倒占上風(fēng)，說明至少鴨式布局配合電傳操縱，再加上先進的航電火控，綜合性能方面還是較強的。

最強設(shè)備——KJL-7A機載有源相控陣雷達

本屆航展最令筆者驚艷的展品，就是中國電子科技集團南京第十四研究所展出的KJL-7A機載有源相控陣雷達。

一架戰(zhàn)斗機上的什么部件最貴，如果以單一大部件來說，一個是發(fā)動機，一個就是火控雷達。外媒說俄羅斯賣給中國的AL-31FN渦扇發(fā)動機，用于殲-10，一臺價格就是300萬美元，合2 000萬人民幣。有外媒估計，中國空軍采購殲-10的價格是每架1億元人民幣，發(fā)動機價格就占了五分之一。至于火控雷達，和一臺俄制渦扇發(fā)動機的國際出口價是相當(dāng)?shù)?。也就是說，一架先進戰(zhàn)斗機價格的近一半，被發(fā)動機和雷達占去了。韓國出口T-50高級教練機，如果只買教練型的，價格是2 000萬美元一架，美制F404渦扇發(fā)動機的價格就要占到600萬美元。但要加裝雷達，價格一下又多出幾百萬美元。

早期飛機沒有機載雷達，要么靠地面雷達指揮，要么就是靠飛行員目視，當(dāng)然那時候機載武器也很落后，主要就是機炮機槍，即使看得遠，武器也打不到。后來機載雷達出現(xiàn)，配合空空導(dǎo)彈實現(xiàn)早期發(fā)現(xiàn)跟蹤，主動攻擊。新中國成立后，中國戰(zhàn)斗機機載火控雷達系統(tǒng)取得了巨大進步。初期當(dāng)然就是以滿足夜間國土防空作戰(zhàn)需要，仿制和改進引進的蘇聯(lián)成品機載雷達。建國初期，我國隨蘇聯(lián)米格-17和米格-19戰(zhàn)斗機引進的機載雷達系統(tǒng)以圓錐掃描體制的脈沖搜索雷達為核心。受到雷達系統(tǒng)本身技術(shù)性能差和載機空間不足的限制，我國早期夜間戰(zhàn)斗機用機載雷達存在有效作用距離短、抗干擾能力不強、低空探測效果差、可靠性不高和缺乏配套機載武器，不能滿足我軍執(zhí)行國土防空作戰(zhàn)的需求。夜間戰(zhàn)斗機在攔截國民黨軍夜間低空偵察機的作戰(zhàn)行動中的實際使用效果有限，在受到敵方飛機施放電子干擾和地面背景雜波影響下，甚至?xí)霈F(xiàn)了一定的誤判。這一時期只是在一定程度上解決了我軍戰(zhàn)斗機機載火控雷達的有無問題。

國外機載雷達技術(shù)從上世紀(jì)六十年代初期開始進入迅速提高階段。七十年代中期，當(dāng)中國機載火控雷達還在努力突破小天線、低功率單脈沖雷達的技術(shù)瓶頸時，國外的機載火控雷達系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展了幾代。美國第三代戰(zhàn)斗機已經(jīng)基本上淘汰了單脈沖雷達，開始采用更加先進的平板縫隙天線和脈沖多普勒技術(shù)，蘇聯(lián)和歐洲國家的機載火控雷達也開始逐步向脈沖多普勒技術(shù)發(fā)展。中國機載雷達的發(fā)展則一度陷入停滯。殲-8戰(zhàn)斗機在缺乏全天候火控雷達系統(tǒng)的情況下，只能被迫安裝雷達測距器按照白天型戰(zhàn)斗機的標(biāo)準(zhǔn)進行定型。

上世紀(jì)八十年代初期，中國準(zhǔn)備與美國聯(lián)合改裝殲-8Ⅱ戰(zhàn)斗機航空電子設(shè)備的“和平典范”工程，以及引進英國火控雷達系統(tǒng)改進殲-7、殲-8戰(zhàn)斗機。殲-8Ⅱ計劃引進在美國F-16戰(zhàn)斗機AN/APG-66脈沖多普勒雷達系統(tǒng)基礎(chǔ)上改進而來的先進多功能脈沖多普勒雷達，而與引進的AN/APG-66雷達配套的半主動雷達制導(dǎo)中距空空導(dǎo)彈更是第一次賦予了中國戰(zhàn)斗機中距離空戰(zhàn)的能力。但“和平典范”工程的提前終止使中國并沒有得到先進機載火控雷達系統(tǒng)制造技術(shù)，不過同期與俄羅斯關(guān)系改善并重新開展軍事交流。中國多個機載雷達研究單位從九十年代初期開始就開發(fā)出了多個達到裝機試驗標(biāo)準(zhǔn)的脈沖多普勒雷達原理樣機，中國的機載火控雷達的整體技術(shù)只用了短短的5年的時間，就實現(xiàn)了從低脈沖重復(fù)頻率的單脈沖體制到全波形脈沖多普勒體制之間的技術(shù)跨越，并僅用十年的時間就將國產(chǎn)脈沖多普勒火控雷達由探索階段發(fā)展到了全面應(yīng)用階段。

此后，我國的機載火控雷達已經(jīng)基本上解決了帶平板縫陣天線的脈沖多普勒雷達的設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)難題，開始向更加先進的全新體制火控雷達系統(tǒng)邁進。這里說的全新體制火控雷達是什么呢？就是有源相控陣雷達。

一般的雷達有發(fā)射機和接收機，有源相控陣雷達的天線猶如蜻蜓的復(fù)眼，很多個“復(fù)眼”集合在一起，每一個都相當(dāng)于一個小雷達，有發(fā)射和接收功能，稱T/R模塊。如果提高一塊天線中的T/R模塊數(shù)量，再加上提高每個T/R模塊的功率，那么整個雷達的功率就會大幅提高，功率提高了，探測距離就會更遠。而普通的雷達，甚至無源相控陣雷達，只有一部發(fā)射機，想要提高探測距離就只能強化這一部發(fā)射機的功率，但這部發(fā)射機功率達到一定程度后，會發(fā)生電打火現(xiàn)象，增加故障率，縮短平均無故障時間。而有源相控陣雷達，即使有一些T/R模塊發(fā)生故障，只要不是很多，雷達可照常工作，天線陣面也無需旋轉(zhuǎn)。這就是有源相控陣雷達為什么探測距離遠，故障率低，連續(xù)跟蹤能力強，而且可以集成電子戰(zhàn)能力的原因。

日本的F-2戰(zhàn)斗機裝備三菱電機的J/APG-1有源相控陣雷達，號稱世界第一種量產(chǎn)的采用有源相控陣雷達的戰(zhàn)斗機，特別是其砷化鎵制造的T/R模塊引發(fā)關(guān)注。但美國為F-22戰(zhàn)斗機研制的AN/APG-77有源相控陣雷達，無論T/R模塊數(shù)量，還是每個T/R模塊的功率都大幅超越了J/APG-1，還逐漸降低了單價。目前，有源相控陣雷達已經(jīng)成為美軍四代機F-22和F-35的標(biāo)配，一些老式三代機，如F-15/16/18等也在逐步改進成有源相控陣雷達。美國最新為臺灣升級的F-16V戰(zhàn)斗機，就裝備了運用大量F-35的APG-81技術(shù)的有源相控陣雷達。

中國現(xiàn)階段到底有沒有機載有源相控陣雷達？如果有，到底是什么水平？這些謎題一直在廣大軍迷心中縈繞。四代機必須裝有源相控陣雷達，而媒體從未公布過中國購買俄羅斯的有源相控陣雷達，那么中國只能是自己研制。

答案終于揭曉，中國電子科技集團南京第十四研究所展出的KJL-7A機載有源相控陣雷達，雖然是用于“梟龍”戰(zhàn)機的改進，但知微見著，從他身上可以一窺中國在此領(lǐng)域的發(fā)展。

筆者目測KJL-7A機載有源相控陣雷達的天線外徑，只有約600～700毫米，恰好中小型戰(zhàn)斗機機頭雷達罩后的空間可以容納。后部伺服機器的體積也不大。從大屏幕介紹得知，該雷達性能齊全，主要特點有：探測距離遠、高精度、多模式、多目標(biāo)，優(yōu)良抗干擾性能。其工作模式多達11種，分別是：跟蹤加搜索，單/多目標(biāo)跟蹤，近戰(zhàn)格斗，實波束地圖，多普勒波束銳化，合成孔徑成像，地面動目標(biāo)檢測和跟蹤，海面目標(biāo)搜索與跟蹤，氣象模式，導(dǎo)彈制導(dǎo)及多目標(biāo)攻擊模式，多目標(biāo)交替等其它模式。

據(jù)工作人員介紹，該雷達探測距離170千米，內(nèi)含1 000多個T/R模塊，性能優(yōu)良，且包括T/R模塊在內(nèi)全部為國產(chǎn)。筆者聽聞，甚感欣慰和驕傲。為什么，且看下面。

瑞典“鷹獅”戰(zhàn)斗機的改進型JAS-39E驗證機在近6年時間里一直在有條不紊地承擔(dān)著各項改進措施的飛行測試，新一代“鷹獅”要想在21世紀(jì)具備更加強大的優(yōu)勢，盡快打造一雙“火眼金睛”迫在眉睫，這是獲得用戶青睞的關(guān)鍵所在。

早在2006年5月，薩伯公司為了加強雷達和傳感器的研發(fā)能力，收購了愛立信微波系統(tǒng)公司，更名為薩伯微波系統(tǒng)公司，目的在于進一步推動NORA計劃向前發(fā)展。這項計劃是研制一種PS-05/A Mk5 NORA雷達，NORA的意思是“不僅只是雷達”，反映出該雷達還能夠執(zhí)行其它任務(wù)。例如進行無源電子偵察和有源電子干擾。同時，這種雷達還增強了空對地功能，包括先進的合成孔徑模式和對地面/海上目標(biāo)的跟蹤。2007年9月，瑞典薩伯微波系統(tǒng)公司臨時采用了美國雷錫恩公司生產(chǎn)的大約1 000個T/R模塊，制造了一個有源相控陣雷達天線測試臺，安裝在一架C-130運輸機內(nèi)，首次實施了飛行測試，證明了有源相控陣雷達提供了比單脈沖系統(tǒng)更好的旁瓣抑制。然而，由于NORA計劃在T/R模塊技術(shù)上一直未能取得突破性進展，薩伯公司只好尋求國際合作。

2007年9月，薩伯微波系統(tǒng)公司與法國的泰萊斯公司達成合作協(xié)議。后者負責(zé)研制適合于“鷹獅”雷達罩內(nèi)部空間的天線陣列。遺憾的是，日益激烈的戰(zhàn)斗機市場競爭導(dǎo)致這次合作不歡而散。泰萊斯公司的大股東達索飛機公司不愿看到性能提升的“鷹獅”成為“陣風(fēng)”的強勁對手。無奈，泰萊斯公司只承諾將繼續(xù)完成驗證合同，但不再為有可能投入生產(chǎn)的“下一代鷹獅”提供有源相控陣雷達。萬般無奈之下，薩伯公司只好另辟蹊徑，最終決定與意大利塞萊克斯電子系統(tǒng)公司展開合作。

以上文字節(jié)選自本刊曾經(jīng)的一篇文章。瑞典，作為一個老牌北歐發(fā)達工業(yè)化國家，他的第一輛沃爾沃卡車出現(xiàn)時，中國人連鐵釘都做不好呢。上世紀(jì)五十年代，連美國人都驚嘆于哥德堡住宅里自動化的家電和擰開龍頭就有的熱水。薩博的“鷹獅”戰(zhàn)斗機當(dāng)年號稱世界第一種第四代戰(zhàn)斗機，機上的PS-05/ A多工作模態(tài)脈沖多普勒雷達就是由愛立信公司研制，號稱功能三倍于當(dāng)時瑞典戰(zhàn)斗機雷達。愛立信作為該國電子的龍頭企業(yè)，其手機、基站設(shè)備當(dāng)年曾橫掃全球。小米手機去年在印度就遭到該公司關(guān)于手機專利的訴訟。然而，就是這樣一家發(fā)達國家的老牌企業(yè)，做不出機載有源相控陣雷達的T/R模塊，他求助于美國、法國，最后都因競爭關(guān)系而被放了鴿子。

中國做到了，全國產(chǎn)化而且性能很好。根據(jù)展商透露的數(shù)據(jù)，在針對雷達反射面積為5平方米的“典型目標(biāo)”（一般指F-16大小的戰(zhàn)斗機）時，KLJ-7A雷達在空空模式下的探測距離上要比原型提升了65%。如果拿目前主流的輕型戰(zhàn)斗機雷達，例如以色列的EL/M-2032雷達進行比較，KLJ-7A雷達在探測同類目標(biāo)的距離上要大70%；而和瑞典PS-05/A雷達比較時，KLJ-7A的探測距離也要遠40%以上。

我們無從得知KLJ-7A雷達上的每個T/R模塊的功率、總功率等，但這些指標(biāo)已經(jīng)夠了。重型戰(zhàn)斗機的雷達罩后部空間一般可以容納直徑一米，即1 000毫米左右的天線，這樣一來，重型機的雷達天線面積比小型機（以直徑700毫米算）大一倍左右，意味著T/R模塊數(shù)量或總功率也會多一倍，探測距離、總功率可以概略計算為提高一倍。那么，為殲-20研制的有源相控陣雷達的探測距離，對典型目標(biāo)可能達到300千米以上。這個指標(biāo)放眼世界也是名列前茅。

中國的先進戰(zhàn)斗機工業(yè)體系，目前萬事俱備，可能只差高性能發(fā)動機了，加油！