殲20閃亮珠海

高卓

2016年11月1日上午10時許，珠海金灣機場上空。

對于距離主席臺較遠，聽不到播音員聲音的觀眾來說，那對銀色魅影的出現(xiàn)是極其突然的。很多人是聽到別人的驚呼聲才循聲朝跑道西側(cè)看去，此時殲20雙機已經(jīng)一路低空通場到主席臺前方，撲面而來的呼嘯讓這種不真實感顯得更加強烈。之后的80秒鐘則是場內(nèi)場外的無數(shù)人可能終生都難以忘懷的場面，即使轟鳴已經(jīng)消散很久，包括筆者在內(nèi)的很多人仍然仰望著天空試圖尋找它們的身影，仿佛仍有繞梁余音。

在這次首次面向公眾的展示飛行中，殲20的飛行動作帶給人的震撼和部分媒體熱炒的“超機動”其實并無太大關(guān)系。粗看下來，這些動作似乎并沒有什么過人之處，按照一些境外媒體的說法是“連三代機也能輕易完成”。事實真的如此嗎？

喜歡觀看體育比賽的朋友都知道，在體操和跳水這類打分類項目中，雖然確實同一個動作很多運動員都能完成，但是不同運動員完成動作的水平高低在裁判的打分中就一目了然了。飛行動作也是一個道理，由于在殲20出場之前，“八一”飛行表演隊殲10的單機表演剛好結(jié)束不久，因此這兩款飛機的動作表現(xiàn)在現(xiàn)場觀眾的腦海中恰好能形成對比。

作為“八一”飛行表演隊日常表演中較為亮眼的部分，殲10SY的單機表演通過上升滾轉(zhuǎn)、垂直筋斗和低速大迎角通場等動作已經(jīng)充分展現(xiàn)了殲10的機動性。殲20的表演時間雖然由于種種原因被控制得非常短暫，動作也并不復(fù)雜，但無論是完成水平還是銜接質(zhì)量都非常出色。

從雙機編隊解散后的殲20單機動作說起，僚機斜向上轉(zhuǎn)彎后接半筋斗完成180°轉(zhuǎn)向，依靠優(yōu)秀的升力特性在轉(zhuǎn)向后幾乎沒有損失任何高度旋即轉(zhuǎn)入平飛；之后在6秒左右的時間里再次完成180°轉(zhuǎn)向，回到一開始通場亮相時的飛行方向，展示了出色的盤旋性能；最后完成了一個十分輕盈的爬升接滾轉(zhuǎn)筋斗動作之后退出表演空域返場。全過程中除了爬升瞬間之外，幾乎看不到殲20發(fā)動機尾噴管里有藍色火光，說明大部分表演時間內(nèi)并沒有接通發(fā)動機加力，卻仍能一次到位地完成這些動作，讓人很難想象這是一架空重幾乎是殲10兩倍的重型殲擊機。

盡管這些動作距離殲20的極限性能仍然相距甚遠，但作為一款隱身設(shè)計特征明顯的重型殲擊機，殲20終于用實際飛行動作打破了之前外界將其視為“殲擊轟炸機”的刻板印象。事實勝于雄辯，中國空軍對四代機（按中國空軍裝備體系，殲20屬四代機，即美俄所稱五代機）的空戰(zhàn)機動性要求不僅不遜于三代機，甚至還有過之。對于一個在先進殲擊機研發(fā)領(lǐng)域歷史上始終處于追趕地位的國家來說，為什么要走這樣一條道路呢？

從需求定指標

時光倒回10年前，隨著殲10/11及引進的蘇-27/30形成一定裝備規(guī)模，加上空中預(yù)警機、電子戰(zhàn)機和空中加油機，中國空軍初步構(gòu)建了較為現(xiàn)代化的裝備體系。但在面對同期形成戰(zhàn)斗力的F-22時，這一體系的脆弱性仍然顯而易見。

即使依靠體系加持，我軍第三代殲擊機的作戰(zhàn)能力也不足以和F-22抗衡，而且此時已進入工程發(fā)展階段，且明確將向美國盟國出口的F-35同樣是一個嚴重的威脅（當然當時沒有人能預(yù)知今天F-35項目面臨的種種問題）；總之在當時看來，十年后我國周邊主要威脅方向?qū)⒊霈F(xiàn)大量四代機。因此國產(chǎn)第四代殲擊機的立項和方案競爭應(yīng)當就是在這一時期啟動的。

任何一款裝備的技戰(zhàn)術(shù)指標必然要與軍隊的作戰(zhàn)思想相符，而作為大國空軍，中國空軍未來可能面對的作戰(zhàn)環(huán)境也必然較為多樣。此文僅以美軍對我軍評估中經(jīng)常使用的“反介入作戰(zhàn)”作為分析背景。

按美軍假想，一旦中美沖突發(fā)生，美軍在第一島鏈的軍事部署在戰(zhàn)時很可能被我軍遠程火力第一時間摧毀或壓制，因而這里并不是四代機的主要舞臺；而被美軍視作反制“反介入作戰(zhàn)”的重要倚仗——部署在第一島鏈之外的諸多高價值作戰(zhàn)資產(chǎn)，特別是遠程打擊平臺和大型特種機平臺——才是國產(chǎn)四代機的優(yōu)先打擊目標。這需要新機在具備超聲速巡航能力以便快速突防，并配合低可探測性降低被發(fā)現(xiàn)概率的同時，還要有著極大的作戰(zhàn)半徑。

從常理上來說，利用隱身特性帶來的單向透明優(yōu)勢，四代機的普遍作戰(zhàn)方式應(yīng)當是以非接觸式的偷襲為主；與敵戰(zhàn)斗機正面對抗，特別是在具備全向攻擊能力的紅外成像制導格斗導彈擴散后，越發(fā)危險的格斗空戰(zhàn)更是需要盡量避免；然而考慮到四代機（包括F-22在內(nèi)）基本不可能做到全向低可探測性，特別是在第一島鏈外戰(zhàn)場信息環(huán)境很可能不利于我的條件下，國產(chǎn)四代機想要進行全程非接觸作戰(zhàn)就實在太過理想化了。

考慮到敵眾我寡的現(xiàn)實軍事部署情況，無論是在超視距空戰(zhàn)還是在近距格斗方面，我軍四代機還必須在面對對手改進型三代機乃至四代機時具備足夠高的交換比，即使是在戰(zhàn)場支援體系效能已經(jīng)大大下降的環(huán)境中。因此作為決定空戰(zhàn)能力最基本的要素之一，綜合機動性指標在國產(chǎn)四代機技術(shù)任務(wù)書制定時會占據(jù)十分重要的地位?？傊?，國產(chǎn)四代機從一開始就被要求是一個兼具高機動性、超聲速巡航能力、低可探測性和遠程作戰(zhàn)能力的“國之利器”。

盡管具體的方案競爭情況，局外人完全無法得知，不過可以想象的是不同研究所的競爭方案在技術(shù)細節(jié)上必然會存在大量差異。但從《顧誦芬文集》可見，在將雙發(fā)（四代大推力渦扇發(fā)動機）重殲作為基本設(shè)計方案，以及在原型機研制階段采用三代大推力發(fā)動機作為過渡動力的做法這幾點上，各所的想法應(yīng)當是一致的。

為了兼顧超巡、大內(nèi)油量和足夠的載彈量等指標，四代機采用重型機方案幾乎是必然的，但過長的尺寸不僅會使得重量等指標難以控制，還會影響機動性等其他重要指標的實現(xiàn)。最終的殲20方案采用鴨式布局，除了和成都飛機設(shè)計研究所在殲9、殲10上積累的設(shè)計習慣有關(guān)之外，控制其機身長度可能也是一個重要目的。

鴨翼與氣動求衡

說到鴨式布局，很多人認為這使得殲20的低可探測性很難達到F-22的水平，甚至認為還不如F-35。所謂“鴨翼最應(yīng)該出現(xiàn)的位置是敵機上”的說法，更多來源于20世紀末的隱身飛機設(shè)計理念。而近年來以材料隱身和結(jié)構(gòu)隱身技術(shù)為代表的新一代隱身技術(shù)的應(yīng)用，正在逐漸使這句話成為一種偏見，從本屆珠海航展上一些廠家的展品可見，這些技術(shù)已經(jīng)走出實驗室，具備了型號應(yīng)用的基礎(chǔ)。

而鴨式布局其實只是殲20采用的升力構(gòu)形的一個體現(xiàn)，是對第三代殲擊機采用的翼身融合布局的進一步發(fā)展，強調(diào)更多的主動增升手段實現(xiàn)全包線范圍內(nèi)更加出色的升阻比。從2001到2017這8架殲20驗證機/原型機的進化過程來看，雖然升力構(gòu)形本身沒有大改，但機頭邊條、鴨翼與主翼間邊條等多處細節(jié)一直在不斷改進。盡管這次殲20亮相的時間實在短暫，但在珠海濕熱的天氣中，機頭渦、鴨翼渦和邊條渦這三道穩(wěn)定清晰而又涇渭分明的渦流的出現(xiàn)和保持，仍然體現(xiàn)了殲20對這一系列氣動增升技術(shù)的成功應(yīng)用。

除了鴨翼之外，殲20在氣動外形上的另兩大“標簽”則是其DSI進氣道和全動垂尾。成都飛機設(shè)計研究所之前已經(jīng)在“梟龍”、殲10B等型號上積累了豐富的DSI進氣道設(shè)計經(jīng)驗，而在殲20上，DSI鼓包的外形調(diào)整是以肉眼可見的程度不斷修正的，目的正是為了實現(xiàn)更大范圍的適應(yīng)性，以滿足殲20在各種動作下正常進氣的要求。首次在國內(nèi)型號上應(yīng)用的全動垂尾在全面提升了氣動控制效率的同時還降低了阻力和重量。但大迎角下垂尾被機體遮蔽引發(fā)安定性不足的問題則使得殲20仍然需要腹鰭，不過有很多觀點認為，未來隨著推力矢量發(fā)動機的引入，腹鰭會被取消。但殲20的全動垂尾相對面積并不像F-35那樣大，又不像T-50那樣依靠類似蘇-27的發(fā)動機懸吊式結(jié)構(gòu)可以部分起到腹鰭的作用，為了保持大迎角下足夠的方向安定性，同時提供足夠的系統(tǒng)冗余度，腹鰭的存在仍然是重要的。

高效的氣動設(shè)計只是實現(xiàn)高機動性的基礎(chǔ)，為變得更加卓越，殲20還需要先進飛控系統(tǒng)控制下各翼面的高效配合。雖然現(xiàn)階段的殲20還不具備矢量推進技術(shù)，但依靠全機4對可動翼面，特別是全動鴨翼和全動垂尾之間的協(xié)調(diào)動作，仍使得飛機實現(xiàn)諸多“不可能”動作的基礎(chǔ)。而研制院所之前在數(shù)字式電傳操縱系統(tǒng)乃至光傳操縱系統(tǒng)上的經(jīng)驗，又使這一基礎(chǔ)能夠轉(zhuǎn)化為實實在在的高機動性。殲20從2011號原型機開始取消了驗證機機背上減速板這一用途單一的死重，改用組合舵面控制的方式替代減速板的功能，使其成為國內(nèi)首款取消減速板的殲擊機，這就是飛控系統(tǒng)重大改進的一個小小體現(xiàn)。

武器與戰(zhàn)法搭配

本屆珠海航展上展示的和殲20最直接相關(guān)的武器僅有“霹靂”10E空空導彈（E代表出口型）。根據(jù)展板上提供的數(shù)據(jù)以及之前對外觀的估測，彈體直徑160毫米的“霹靂”10E動力充沛，配合4片梯形翼的增升作用，具備20千米以上的射程。類似R-27彈翼設(shè)計的蝶形尾翼有較大的控制力矩，配合燃氣舵能夠?qū)崿F(xiàn)遠超上一代“霹靂”8的綜合過載，早在前幾屆航展上就亮相過的國產(chǎn)紅外成像導引頭出現(xiàn)在“霹靂”10上也是順理成章。殲20精心設(shè)計的側(cè)彈艙使“霹靂”10隨掛架伸出機體外待發(fā)時彈艙門仍能關(guān)閉，不僅免去了先發(fā)射后鎖定這一攔路虎，還大大降低了格斗時開啟的彈艙門造成的阻力和破壞隱身外觀的問題。

而據(jù)外媒報道，殲20的主力超視距空戰(zhàn)武器“霹靂”15空空導彈也已出現(xiàn)，這種據(jù)稱有效射程達到150千米以上的遠程空空導彈具備遠超“霹靂”12的作戰(zhàn)性能。結(jié)合現(xiàn)有各種資料來看，由于“霹靂”15直徑較大，盡管殲20的主彈艙不算窄，但可能也只能裝進4枚，一定程度影響了持續(xù)空戰(zhàn)能力。但如果使用彈徑更小的“霹靂”12系列導彈的話，殲20主彈艙的載彈量有望恢復(fù)到6枚的水平。

另外，不久前曝光的一架殲20原型機疑似攜帶4個大型副油箱的圖片證明了先前傳言中殲20擁有4個機翼掛點的說法。殲20對載油指標要求很高，這四個可攜帶油箱的重載掛點不僅能用作增強其多用途打擊能力的一個選擇，同時也可大大增強獨立執(zhí)行遠程截擊作戰(zhàn)的能力。

相對機載武器來說，殲20火控系統(tǒng)的核心——機載有源相控陣雷達究竟如何就只能靠猜測了。從這次珠海航展上展示的用于“梟龍”戰(zhàn)機第三批次改進型的KLJ-7A雷達來看，既然以這個天線尺寸能做到對雷達反射面積5平方米的目標有170千米以上的發(fā)現(xiàn)距離，那么由此推算其單個T/R組件的功率及封裝性能（散熱、可加工性、封焊特性）等指標，基本可以認為國產(chǎn)外貿(mào)機載相控陣雷達的單個T/R組件性能達到了APG-77基本型T/R組件的水平。而以殲20的機頭直徑，其機載雷達在主要探測指標以及低可截獲性等特征上趕上F-22也并不是癡人說夢——畢竟APG-77基本型是美國10多年前的技術(shù)了。

除了機頭雷達和可能在機翼前緣安裝的輔助探測陣列之外，殲20機頭下方還裝有類似F-35戰(zhàn)機EOTS（光電瞄準系統(tǒng)）的前視光學窗口，機體表面各方向也有類似F-35戰(zhàn)機EODAS（光電分布式孔徑系統(tǒng)）的光學窗口。前者兼具對空和對地的隱蔽探測能力，是機載雷達的好幫手；后者則為飛行員提供一個圍繞飛機機身的全景視野，飛行員能夠借此“看透”飛機的底部和側(cè)面，有助于在空戰(zhàn)中獲得更強的態(tài)勢感知能力。

目前殲20使用的是國產(chǎn)第二代衍射平顯，和殲10B裝備的第一代衍射平顯相比，其框架結(jié)構(gòu)更輕薄，使飛行員的視野大大改善，但飛行員似乎還沒有配備國產(chǎn)頭盔顯示器。而關(guān)于其座艙布局，兩次亮相航展的國產(chǎn)新型戰(zhàn)機座艙演示模型或許能給讀者一點參考，其大尺寸顯示設(shè)備和側(cè)置式操縱桿兩大特征都與殲20相符。

而隨著外界了解到四代機以及部分三代改進型殲擊機實現(xiàn)了飛控-火控-推力一體化控制（簡稱飛火推一體），勢必具備這一能力的殲20的動力選擇也成為了避不開的話題。筆者認為，殲20究竟選擇的是國產(chǎn)還是引進的動力系統(tǒng)并不是一個“是否支持自主動力”的非白即黑的簡單命題，而是根據(jù)型號發(fā)展的不同時期，可選擇配套發(fā)動機型號的性能指標、成熟程度和產(chǎn)能情況等因素共同決定的。

動力決定未來路

在殲20驗證機階段，國產(chǎn)動力系統(tǒng)無論是性能還是可靠性還存在一些問題，難以及時用于十分關(guān)鍵的驗證機首飛。引進動力系統(tǒng)的基本型號雖然技術(shù)上較為成熟，但性能也不足以達到飛行驗證的要求。因此這一階段其動力系統(tǒng)很可能采取了利用國內(nèi)建立的引進動力系統(tǒng)大修線對部分成品進行更換以達到試飛所需主要指標的方法，考慮到驗證機所需飛行架次較少，對發(fā)動機壽命指標要求并不突出，這一方法在工程上的可行性還是很高的。

而在原型機試飛階段，高密度大強度試飛的要求使得動力系統(tǒng)的壽命指標也不能等閑視之，多架原型機的發(fā)動機也因此不可能依靠特事特辦的方式完成。在當時改進型國產(chǎn)動力系統(tǒng)還沒有完全成熟時，已經(jīng)通過生產(chǎn)國國家測試，具備全權(quán)限發(fā)動機數(shù)字調(diào)節(jié)系統(tǒng)的引進動力系統(tǒng)改進型同樣是在型號技術(shù)狀態(tài)凍結(jié)時合理的選擇。

但隨著殲20以空軍涂裝公開亮相，并進入小批量產(chǎn)階段，這一方法的適用性再次面臨考驗。引進動力系統(tǒng)的生產(chǎn)國在先進航空發(fā)動機生產(chǎn)能力上已經(jīng)很難再有提高空間，在滿足本國用戶旺盛需求的同時還要為國外用戶供貨，其成品率和可靠性控制都面臨挑戰(zhàn)。以殲20的地位，其交付進度顯然需要優(yōu)先保障，如果引進動力系統(tǒng)確實遭遇了上面提到的麻煩，那么已經(jīng)在其他型號上經(jīng)受考驗的國產(chǎn)動力系統(tǒng)改進型是否會被青睞，十分值得關(guān)注。

如果這一幕真的發(fā)生，將使得現(xiàn)階段技術(shù)狀態(tài)的殲20與未來使用國產(chǎn)高推重比渦扇發(fā)動機的殲20中間出現(xiàn)一個過渡，雖然增加了技術(shù)狀態(tài)的復(fù)雜性，但卻有助于提高型號發(fā)展的銜接性。對于這款承載了中國空軍跨越式發(fā)展的希望，堪稱非核戰(zhàn)時代的戰(zhàn)略武器的國之重器來說，任何之前看起來不可能的事情，在它身上都需要重新審視。殲20的研制催生的不僅僅是一個具備高度技術(shù)先進性的型號，更是一支在科研和管理水平等方面完全居于世界一流水準的當代殲擊機研發(fā)隊伍。

2011年1月11日2001號驗證機首飛時，即使是最樂觀的人恐怕都難以想象，僅僅在不到6年后的珠海航展上，殲20就作為中國人民解放軍空軍的動態(tài)展示飛機出現(xiàn)，已經(jīng)無需糾結(jié)于它具體何時開始服役了。作為中國空軍新質(zhì)戰(zhàn)斗力的一分子，初期服役的殲20是否也會像美國人為F-22量身打造的“快速猛禽”計劃那樣以小規(guī)模機隊，隨運輸保障設(shè)備的運20大型運輸機（美軍使用C-17）迅速部署到國家安全重點方向上形成威懾呢？從“殲20怎么樣”到“殲20怎么用”，也許下一個階段人們討論的話題就將這樣轉(zhuǎn)變。但無論如何轉(zhuǎn)變，殲20這個來自冬天的童話，永遠是我們這一代人心中無可替代的傳奇。 責任編輯：陳肖