畫餅充饑

張亦馳

今年5月9日在伊斯坦布爾舉行的國際防務(wù)展（IDEF-2017）上，土耳其展出了其未來戰(zhàn)斗機TF-X的最新概念模型。這是該計劃提出近7年來其設(shè)計方案的最新變化。這個模型是對之前展出的雙發(fā)常規(guī)布局的進一步優(yōu)化，體現(xiàn)出了土耳其空軍對其國產(chǎn)五代機的最新定位。土耳其希望依靠TF-X滿足其空軍的未來需要，也希望通過這個型號的研制來振興其本土航空工業(yè)，但顯然這是一個并不容易的計劃。

雄心推動

在北約中，土耳其空軍可能是規(guī)模最大、裝備最先進的空軍之一，但是與之并不匹配的是這個國家航空行業(yè)依然蕭條。盡管20世紀(jì)80年代曾在本土裝配F-16“戰(zhàn)隼”戰(zhàn)斗機，并且在20世紀(jì)90年代還設(shè)計國渦輪螺旋槳教練機，但是發(fā)展一種第五代戰(zhàn)斗機并使之能夠與F-35“閃電”Ⅱ并肩作戰(zhàn)則是另一回事。迄今為止，土耳其空軍的主力戰(zhàn)機均為外購，其F-16機群甚至是美國以外的最大F-16機隊。而土耳其政府打算用TF-X計劃來改變現(xiàn)狀，一方面用本國研制的飛機武裝空軍，另一方面振興本土航空工業(yè)。

按照設(shè)想，F(xiàn)-35A將取代土耳其空軍的升級版F-4E 2020“終結(jié)者”和一些早期的F-16，而在21世紀(jì)30年代服役的TF-X將會最終取代剩余的F-16?？赡軙腥藛枺谝巡少廎-35甚至生產(chǎn)部分F-35部件的情況下，土耳其為何還要自行研制五代機。其實，進入本世紀(jì)以來土耳其一直追求武器自主化和來源多樣化。盡管土耳其空軍規(guī)模在北約中能排進三甲，但是土耳其一直是北約的邊緣國家。特別是在冷戰(zhàn)結(jié)束后，土耳其在北約的地位進一步下降，土耳其自感在北約中沒有靠得住的朋友，于是大力推動武器裝備來源多樣化和自主化，先后推動了一系列非美式武器引進項目，韓國、意大利、中國的武器多次中標(biāo)，實際上這次TF-X計劃土耳其也向中國企業(yè)伸出了橄欖枝。

另外，土耳其政府渴望到2020年代中期成為世界上最大的防務(wù)出口國之一，而為第五代戰(zhàn)斗機開發(fā)傳感器、先進的材料和制造技術(shù)肯定會推動這個目標(biāo)。這些技術(shù)的發(fā)展也有助于帶動該國經(jīng)濟技術(shù)的全面發(fā)展。

基于這種考慮，2010年12月15日，土耳其國防工業(yè)執(zhí)行委員會（SSIK）決定開發(fā)本土的下一代制空戰(zhàn)斗機，以取代土耳其現(xiàn)役的F-16戰(zhàn)斗機并與F-35配合作戰(zhàn)。初期土耳其計劃向項目投資2 000萬美元用于土耳其航空航天工業(yè)（TAI）進行概念設(shè)計，并于2013年年底完成概念設(shè)計。土耳其政府希望到2023年看到本土戰(zhàn)斗機的原型機試飛，屆時該國將在首都安卡拉紀(jì)念土耳其共和國成立100周年。

2011年8月，TF-X戰(zhàn)斗機項目正式啟動，當(dāng)時啟動的是一個為期兩年的概念研究。但由于土耳其自身制造戰(zhàn)斗機的經(jīng)驗甚少，以目前的技術(shù)來說不足以讓土耳其產(chǎn)出新一代的戰(zhàn)斗機，因此在土耳其總統(tǒng)阿卜杜拉·居爾于2013年3月訪問瑞典期間，就TF-X項目尋求援助。2013年3月13日，雙方簽署了一項《技術(shù)援助協(xié)議》，薩博集團將為土耳其的TF-X項目提供技術(shù)援助，土耳其航空航天工業(yè)（TAI）公司將購買薩博集團的戰(zhàn)斗機設(shè)計。

薩博公司其實早就對五代機進行過概念研究和先期技術(shù)論證，并提出了正常布局、鴨式布局多個方案。不過一直苦于找不到金主，難以將圖紙化為成果。而韓國和土耳其分別向薩博投來橄欖枝，薩博也分別將其方案草稿“一稿兩投”推薦給韓國和土耳其，其外形幾乎完全相同，看上去就是簡單地將KF-X代號更換為TF-X。

不過土耳其并沒有完全接受薩博的方案?；谕炼淇哲姷囊?，和對本國工業(yè)能力的總體水平，主承包商土耳其航空航天工業(yè)（TAI）公司和薩博公司最終形成三個單座設(shè)計方案。這三個方案首次在2013年在伊斯坦布爾舉行的國際防務(wù)展（IDEF-2013）上展出。

從外形上看，它們已經(jīng)和薩博公司的方案存在很大不同了，很顯然是按照土耳其軍方的要求進行了優(yōu)化。

但是，概念研究階段于2013年9月完成后，該計劃似乎停滯不前。直到2015年早些時候，土耳其國防部長為該計劃進入初步設(shè)計階段開了綠燈。似乎是對前期薩博公司提供的服務(wù)不夠滿意，軍方向空中客車防務(wù)與航天、意大利的阿萊尼亞·馬基（現(xiàn)在的萊昂納多飛機公司）、BAE系統(tǒng)公司、中航技進出口公司和薩博公司發(fā)出了需求征詢書，進一步擴大競爭范圍。

2016年初，BAE系統(tǒng)公司被選為TF-X計劃的外國合作伙伴。2017年1月下旬，英國首相府宣布，在英國首相特麗莎·梅訪問安卡拉期間，BAE系統(tǒng)公司與TAI公司的CEO簽署了共同開發(fā)TF-X項目的協(xié)議。協(xié)議簽署后將簽訂更為具體的合同，據(jù)稱土耳其將支付給BAE系統(tǒng)公司超過1億英鎊的費用。

當(dāng)然，英國與土耳其合作研制TF-X也有自己的打算。英國打算通過合作維持其設(shè)計和研發(fā)能力。實際上，英國在上世紀(jì)90年代曾有一個“未來進攻性航空系統(tǒng)”（FOAS）計劃，并進行了全尺寸模型的RCS測試。從外形來看，至少其隱身性能是很好的。但是目前來看，其設(shè)計可能尚未融入TF-X計劃中。

方案的演進

2017年5月，IDEF-2017防務(wù)展上，TAI展出了TF-X的改進方案。該方案是之前展出的雙發(fā)常規(guī)布局方案的進一步優(yōu)化，目前尚不清楚這種優(yōu)化是否是BAE參與計劃的結(jié)果。

從薩博最初的C-100和C-200方案到2013年的展出三個概念方案，再到2017年的最新概念模型，TF-X經(jīng)歷不小的變化，也體現(xiàn)出土耳其空軍及TAI公司對五代機理解的變化。

薩博最早提出的C-100和C-200方案實際上與土耳其空軍無關(guān)，那是薩博公司對五代機的理解。這兩個方案都是雙發(fā)方案，畢竟對于五代隱身機而言，要求有內(nèi)置彈艙，起飛重量很難降下來，如果使用單發(fā)設(shè)計，就需要一臺大推力發(fā)動機。C-100和C-200使用了幾乎相同的機身設(shè)計，但是C-100為常規(guī)布局，而C-200為鴨式布局。從其設(shè)計草圖來看，C-100和C-200主要考慮亞音速巡航和亞、跨音速機動，未對超音速巡航做過多考慮。

而到了2013年，TAI展出的方案就發(fā)生了不少的變化。其中，單發(fā)常規(guī)布局方案為FX-6，單發(fā)鴨式布局方案代號FX-5，雙發(fā)常規(guī)布局方案FX-1。兩個單發(fā)概念設(shè)想的最大起飛重量在5萬磅（22.68噸）和6萬磅（27.22噸）之間，而雙發(fā)方案最大起飛重量6萬磅（27.22噸）到7萬磅（31.75噸）。

三個方案中，有兩個單發(fā)設(shè)計，一個雙發(fā)方案，其中一個單發(fā)方案還采用了鴨式布局。而薩博的兩個方案都是雙發(fā)布局，這說明土耳其軍方最初是傾向于單發(fā)設(shè)計的。單發(fā)方案居然占據(jù)了展出方案的三分之二，一個重要原因在于經(jīng)濟因素，這樣的話可能與F-35構(gòu)成高低搭配。但是五代機使用單發(fā)，幾乎不可能是F414這種中推發(fā)動機，必然是推力12噸以上的大推力發(fā)動機（即便如此其推重比也偏低），其可選范圍極為有限。

其中使用單臺發(fā)動機常規(guī)布局的FX-6方案，與F-35有些相似。FX-6方案在翼型選擇上與印度最早公布的先進中型戰(zhàn)斗機（AMCA）3B-01方案非常相似，該方案采用了一個很大拱形邊條，并且圓滑過度到機翼。略有不同但是，AMCA的3B-01方案中，機翼前緣再次圓滑過度到翼稍，看上去頗有些類似上世紀(jì)70年代美、蘇一些被淘汰的三代機方案中的S形前緣的機翼。過大的邊條以及圓弧形狀的機翼前緣，很容易向四周均勻反射雷達波，這不太符合五代機設(shè)計中，力爭將雷達波集中反射到很小的角度內(nèi)的設(shè)計思想。

另外，和薩博的方案相比，其后掠角看上去更大，機身似乎拉長，這都是有利于降低超音波阻的設(shè)計，表明土耳其軍方或許對這種單發(fā)四代機提出了超音速巡航的需求，至少是對該機的加速能力要求較高。

另外一個單發(fā)方案（FX-5）采用了鴨式布局，機翼為大型三角翼，飛機的敏捷性更高。這兩個概念模型都包括了第五代戰(zhàn)斗機匹配的設(shè)計元素，例如小的機身，以降低雷達反射截面積，內(nèi)部武器艙以及超音速巡航能力和先進航電系統(tǒng)，包括有源相控陣雷達。

除此之外，還有一個雙發(fā)的FX-1方案，而這個方案最終演化為今年5月份展出的最新方案。

最新的進展

2017年，TAI展出的最新模型表明，其已經(jīng)放棄了單發(fā)方案，從外觀來看，新方案似乎是在原來的FX-1方案上優(yōu)化而來，最大的變化在于水平尾翼似乎是移植了XF-6的平尾（類似F-22平尾的設(shè)計）。不排除未來TAI和BAE進一步對其優(yōu)化的可能，但是這個方案很可能體現(xiàn)了計劃于2023年左右首飛的那個原型機的主要特征。

首先，相較于FX-5和FX-6，繼承自FX-1的方案具有最好的隱身設(shè)計。該機前機身采用了多平面、非圓截面設(shè)計，前機身的每個平面都有空間傾角，這種設(shè)計能夠?qū)恼?、?cè)面射來的雷達波反射到側(cè)面40度以外的方向，大大降低主要威脅方向的雷達散射截面積（RCS）。另外，其邊條也較小，呈直線設(shè)計，隱身方面優(yōu)于FX-5的鴨翼和FX-6的邊條。

最新的TF-X設(shè)計嚴格遵循了各個面、線平行的隱身設(shè)計原則。機身的上側(cè)面則與機翼融為一體，機翼采用了前緣后掠角約40度的中等展弦比和根梢比較大的機翼，大根梢比機翼的根弦較長，對機身側(cè)面的遮蔽效果較好。平尾也與主翼布置在同一水平面上，并與主翼的后緣相連，對機身側(cè)面起到遮蔽的作用。該機采用了的大量的平行面和線。其主翼、尾翼和的前緣平行，主翼和平尾的前后緣平行，進氣道側(cè)壁與垂尾平行，甚至座艙蓋的側(cè)面與前機身上側(cè)面也基本平行。多面相互平行將讓雷達波的散射集中指向有限的幾個方向，且角度很小，其它方向的散射波束則非常弱。這樣，盡管敵方雷達可以短時間捕捉到主方向的反射波束，但是隨著飛機姿態(tài)的微小改變，這些波束會變得“飄忽不定”，進而讓雷達無法穩(wěn)定跟蹤。此外，進氣口上下唇口相互平行，且與機翼、邊條前緣平行。

發(fā)動機葉片是一個巨大的雷達反射源。該機采用了S型進氣道，同時通過兩種途徑來遮擋發(fā)動機葉片，一個是內(nèi)部武器艙，另一個就是將座艙布置在發(fā)動機正前方，也就是說采用了發(fā)動機小間距設(shè)計，確保發(fā)動機不會暴露于前方射來的雷達波中。

內(nèi)置武器艙也是隱身機的標(biāo)配。F-35的武器艙可攜帶4枚AIM-120中距導(dǎo)彈，要知道，AIM-120在中距彈中的體型已經(jīng)是比較小的了。而繼承自FX-1方案的最新TF-X，很可能像前者一樣擁有兩個彈艙，這兩個彈艙在隱身機中可謂獨樹一幟，可攜帶兩枚近距格斗彈加4枚中距彈。其中，前武器艙位于進氣道之間，裝備兩個小型近程空對空導(dǎo)彈，而第二個武器艙位于發(fā)動機前，將可以內(nèi)置4枚尺寸與AIM-120相當(dāng)?shù)闹芯鄬?dǎo)彈。

另外，新的概念可能舍棄了最初設(shè)想的超音速巡航能力。在FX-1方案上，其機翼后掠角較大，采用了相對厚度較小的翼型和碟形機翼，而且機身明顯較長，上述設(shè)計可大幅降低波阻，有利于減小超音速巡航阻力。這是具有超音速巡航能力的五代機，例如F-22和T-50的共同特征。從空氣動力學(xué)的觀點來看，大后掠（如60到70度）小展弦比機翼的超音速氣動效率最高，但這種機翼的亞音速效率低，影響飛機的亞、跨音速機動性。對于新一代戰(zhàn)斗機，其機翼設(shè)計需要中和多方面相互矛盾的需求，這決定了五代機的機翼后掠角基本保持在40度到50度之間。FX-1方案采用的機翼，其后掠角明顯大于F-35，更有利于超音速巡航。

而在新方案中，機翼后掠角疑似變小，機身長細比似乎也減小，顯示該機可能拋棄了超音速巡航的需求。對于一架成本較低，而且載油量有限的中型機來說要求超音速巡航有些苛刻。當(dāng)然，對于中型五代機來說，過度追求超音速巡航造成的惡果是大幅降低航程和滯空時間。原本雙發(fā)中型機的載油量就屢遭詬病，F(xiàn)/A-18A/B和米格-29都遇到了滯空時間不足的問題。而超音速巡航使用的薄機翼將會惡化燃油攜帶量。在五代機中，追求超音速巡航的F-22A采用相對厚度較薄的機翼，加之多出兩個小彈艙導(dǎo)致其載油量還不如F-35多。如果進行超音速巡航，又會增大燃油消耗率而惡化航程。如果進行亞音速巡航，由于進行了超音速巡航優(yōu)化，自然會降低亞音速的巡航效率。如何優(yōu)化超音速巡航和航程，顯然是中型隱身機的一大矛盾。

未來走向

今年TAI公司展示的TF-X模型顯示該機似乎按計劃有條不紊的推動。但實際上，該計劃卻暗流涌動，以至于有人擔(dān)心2023年首飛的將不是原型機，而是“EAP風(fēng)格的驗證機”。

土耳其軍事電子工業(yè)企業(yè)Aselsan公司正在致力于先進航電概念，而土耳其空軍借給TAI公司一架雙座F-16戰(zhàn)斗機測試這些技術(shù)。這些技術(shù)可能包括一個雙屏的多功能顯示器座艙，此外Aselsan還在發(fā)展有源相控陣雷達。

曾經(jīng)制約TF-X計劃的最大問題是發(fā)動機，而2015年1月20日，Aselsan公司宣布已與歐洲渦輪噴氣發(fā)動機公司簽署合作備忘錄，并表示歐洲渦輪噴氣發(fā)動機公司的EJ200發(fā)動機衍生型將會用在TF-X上之后，這個問題似乎從很大程度上得到了解決?！芭_風(fēng)”戰(zhàn)斗機的動力EJ200是這個級別中最好的發(fā)動機之一，完全能夠支持起飛重量剛剛超過30噸的TF-X。

對于TF-X計劃來說，最大的攔路虎可能還不是技術(shù)問題，而是該計劃的組織者。國外合作伙伴在該項目中所扮演的角色沒有得到充分理解或者確定。BAE系統(tǒng)公司到底是負責(zé)項目的監(jiān)督評審工作還是作為一個積極的開發(fā)商全面參與設(shè)計和研發(fā)尚不清楚。少量BAE系統(tǒng)公司的人員已經(jīng)進駐安卡拉開始工作。

更嚴重的是，去年7月15日，一場針對土耳其政府的失敗的政變導(dǎo)致對該國軍事、司法和行政事務(wù)單位的廣泛清洗，15萬人丟掉自己的工作或者被拘留和監(jiān)禁，其中就包括空軍司令，當(dāng)時他正在負責(zé)TF-X計劃辦公室。而且很多來自方案辦公室的員工被解雇了。

隨著日復(fù)一日的延遲，2023年原型機飛過安卡拉天空的可能性越來越小。TAI官員表示，最終，類似BAE的EAP風(fēng)格的驗證機很可能會替代TF-X原型機進行首飛。