中國(guó)艦載預(yù)警機(jī)發(fā)展構(gòu)想

高卓

自從擁有航母的夢(mèng)想終于實(shí)現(xiàn)以來(lái)，前進(jìn)中的中國(guó)航母事業(yè)一直不缺乏好消息。隨著首艘國(guó)產(chǎn)航母開(kāi)始海試工作，第二艘國(guó)產(chǎn)航母開(kāi)工建造的消息不斷流出，加上殲15彈射起飛技術(shù)驗(yàn)證機(jī)與國(guó)產(chǎn)彈射器一起曝光……一時(shí)間在輿論看來(lái)，中國(guó)海軍的航母編隊(duì)距離世界先進(jìn)水平所差的硬件，似乎只剩下艦載固定翼預(yù)警機(jī)了。

雖然直18Y預(yù)警直升機(jī)已經(jīng)多次隨遼寧艦出海執(zhí)行訓(xùn)練任務(wù)，但其能力還是只能達(dá)到“把預(yù)警雷達(dá)搬到天上”的水平。除了解決有無(wú)問(wèn)題之外，直18Y在戰(zhàn)術(shù)上更多起到的是延伸編隊(duì)低空空情覆蓋范圍，起到一定預(yù)警補(bǔ)盲的作用。其作戰(zhàn)半徑、探測(cè)距離、目標(biāo)跟蹤處理能力等指標(biāo)，均與真正的艦載固定翼預(yù)警機(jī)（下簡(jiǎn)稱艦載預(yù)警機(jī)）差距很大。

運(yùn)7是一切探索的起點(diǎn)

通過(guò)空警2000、空警200和空警500三型預(yù)警機(jī)的研制，中國(guó)航空工業(yè)在預(yù)警機(jī)的研發(fā)領(lǐng)域已經(jīng)走出了一條獨(dú)具特色的道路。通過(guò)殲15艦載戰(zhàn)斗機(jī)的研發(fā)裝備，國(guó)內(nèi)在艦載機(jī)研發(fā)領(lǐng)域、特別是與航母起降相適應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)（如結(jié)構(gòu)、材料等）方面也有了技術(shù)積累。再加上航空動(dòng)力方向?qū)u槳6發(fā)動(dòng)機(jī)的深入挖潛，中國(guó)總體已經(jīng)具備研制真正的艦載預(yù)警機(jī)的條件。

早在遼寧艦完工入列前后，網(wǎng)上就曾曝出過(guò)一架機(jī)身上寫有“JZY-01驗(yàn)證機(jī)”字樣的神秘飛機(jī)。從圖片看，該機(jī)是在一架運(yùn)7的機(jī)體上改裝使用6葉螺旋槳的渦槳6C發(fā)動(dòng)機(jī)，并加裝“大盤子”（圓盤狀預(yù)警雷達(dá)天線罩）和全新設(shè)計(jì)、類似美國(guó)E-2C艦載預(yù)警機(jī)的尾段而成。那么以運(yùn)7（包括改進(jìn)型“新舟”系列在內(nèi)）為平臺(tái)發(fā)展“紅色鷹眼”，會(huì)是一個(gè)可行的方案嗎？

雖然E-2的機(jī)體平臺(tái)和運(yùn)7同為空重15噸級(jí)的渦槳?jiǎng)恿﹄p發(fā)平直上單翼飛機(jī)，然而在空間斤斤計(jì)較的航母上，兩者的幾何尺寸差異首先就很難被忽略。長(zhǎng)度達(dá)23.7米的運(yùn)7比E-2足足長(zhǎng)出了7米多，這對(duì)于航母作業(yè)無(wú)疑是非常不利的。過(guò)長(zhǎng)的機(jī)身不僅僅影響停放與調(diào)度，考慮到艦載機(jī)降落時(shí)迎角比岸基飛機(jī)更大，在降落時(shí)也是個(gè)不利因素。

運(yùn)輸機(jī)在改型設(shè)計(jì)中，機(jī)身加長(zhǎng)或縮短的情況十分常見(jiàn)，所以機(jī)身過(guò)長(zhǎng)問(wèn)題倒也不難處理，但要解決結(jié)構(gòu)問(wèn)題可就沒(méi)那么容易了。眾所周知，艦載機(jī)著艦時(shí)的下降率比陸基飛機(jī)下降時(shí)要大很多，比如E-2C著艦時(shí)，下降率高達(dá)7.6米/秒，而同等級(jí)岸基運(yùn)輸機(jī)著陸時(shí)下降率只有3.1米/秒，這意味著前者要承受更大的沖擊載荷。另外，其起落架結(jié)構(gòu)在彈射起飛以及著艦過(guò)程中也會(huì)受到猛烈沖擊。而在攔阻滑跑過(guò)程中，E-2C機(jī)體還要承受2.5-3個(gè)g的平均減速過(guò)載，瞬時(shí)過(guò)載甚至能達(dá)到5g左右。

為此E-2C盡可能降低機(jī)身離地高度，以縮短起落架支柱長(zhǎng)度，使其適應(yīng)彈射起飛和著艦環(huán)境。其攔阻尾鉤不僅采用了從后機(jī)身左右兩側(cè)分別伸出，在機(jī)體中軸線匯合的分岔設(shè)計(jì)，其安裝點(diǎn)也并非直接連接機(jī)體結(jié)構(gòu)，而是位于一個(gè)減振緩沖裝置上，盡可能降低攔阻制動(dòng)時(shí)飛機(jī)結(jié)構(gòu)所受沖擊。這類措施還有很多，都是為了盡可能降低航母起降對(duì)飛機(jī)結(jié)構(gòu)的影響。這就解釋了為什么C-2（從E-2發(fā)展出的艦載運(yùn)輸機(jī)）在外形比運(yùn)-7明顯小一圈的同時(shí)，兩者空重卻相差無(wú)幾的原因。

相比之下，運(yùn)7不僅在原始設(shè)計(jì)時(shí)未考慮這些因素，而且為了在出現(xiàn)迫降等意外情況時(shí)，盡可能確保斷裂部位在機(jī)體中段，降低其他部分?jǐn)嗔?、進(jìn)而出現(xiàn)后果更嚴(yán)重的二次損毀的可能性，運(yùn)7還延續(xù)了安-24飛機(jī)機(jī)體中段（位于主翼之后）的“斷裂帶”設(shè)計(jì)。這樣的特殊結(jié)構(gòu)，在攔阻制動(dòng)時(shí)無(wú)疑將嚴(yán)重影響飛機(jī)的結(jié)構(gòu)安全。

運(yùn)7平臺(tái)的局限性還不止于此，其現(xiàn)階段使用的渦槳5系列發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)已經(jīng)明顯落后。盡管發(fā)展到渦槳5E時(shí)，其功率已達(dá)到2100千瓦，但潛力也幾乎挖掘殆盡，相比E-2C使用的T56渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)（功率3600千瓦）各方面差距明顯。要想初步滿足改裝艦載預(yù)警機(jī)的要求，運(yùn)7平臺(tái)必須改用3600千瓦級(jí)別的渦槳6C。而換裝渦槳6C，正是那架“JZY-01驗(yàn)證機(jī)”相比運(yùn)7平臺(tái)的一大重要變化。

換發(fā)之后的JZY-01驗(yàn)證機(jī)，就有條件按照預(yù)警機(jī)的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行相應(yīng)改裝?！按蟊P子”是預(yù)警機(jī)的必備設(shè)計(jì)，自不必說(shuō)。采用類似E-2的多片垂尾而非大面積單片垂尾，以改善加裝“大盤子”之后的航向安定性，主要是因?yàn)楹侥笝C(jī)庫(kù)高度有限，另外這樣也能降低高大垂尾對(duì)雷達(dá)工作的干擾。

由于國(guó)內(nèi)從未對(duì)運(yùn)7這個(gè)等級(jí)的飛機(jī)進(jìn)行過(guò)這兩處氣動(dòng)設(shè)計(jì)的修改，因此通過(guò)JZY-01驗(yàn)證機(jī)的改裝，完成包括地面強(qiáng)度試驗(yàn)和空中試飛在內(nèi)的全面驗(yàn)證，有助于初步探索艦載預(yù)警機(jī)的總體布局特點(diǎn)。但該機(jī)能夠驗(yàn)證的艦載預(yù)警機(jī)相關(guān)技術(shù)，主要還是在新增結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)與結(jié)構(gòu)適配性方面，以及如何在運(yùn)7這個(gè)級(jí)別的機(jī)體內(nèi)部布置預(yù)警機(jī)所需的設(shè)備。

由于前文提到的運(yùn)7機(jī)體的幾項(xiàng)固有問(wèn)題，JZY-01驗(yàn)證機(jī)是無(wú)法驗(yàn)證艦載預(yù)警機(jī)在航母上的起降過(guò)程的，這就使得其驗(yàn)證價(jià)值相對(duì)有限。那么如果對(duì)JZY-01進(jìn)一步改進(jìn)，例如縮短機(jī)身長(zhǎng)度、全面加強(qiáng)結(jié)構(gòu)、并改進(jìn)起落架和尾鉤等，我們就能獲得一架艦載預(yù)警機(jī)嗎？

高難度的航母起降，不僅要求艦載機(jī)要有比同等級(jí)岸基飛機(jī)更大的操縱面，往往還要采用襟翼、副翼和擾流板等多組操縱面的組合式操縱提升效率。為了進(jìn)一步提升安全裕度，艦載預(yù)警機(jī)不僅對(duì)飛控系統(tǒng)的裕度要求很高，還要進(jìn)行精心的氣動(dòng)補(bǔ)償設(shè)計(jì)，以保證在飛控失效的緊急時(shí)刻能平滑順利地轉(zhuǎn)入人工操縱。而由于操縱機(jī)構(gòu)更多，所以機(jī)上液壓系統(tǒng)的功率和可靠性要求也更高……

所以，將運(yùn)7徹底改進(jìn)到符合艦載預(yù)警機(jī)的要求，其工作量是非常驚人的，總體效費(fèi)比還不如跳出安-24/26飛機(jī)的原始設(shè)計(jì)，研制一款全新的艦載雙發(fā)渦槳平臺(tái)。而從位于武漢的“航母建筑”上出現(xiàn)的那架酷似E-2C的艦載預(yù)警機(jī)模型等信息推斷，國(guó)產(chǎn)艦載預(yù)警機(jī)的基本方案應(yīng)當(dāng)已經(jīng)確定，所以接下來(lái)我們可以暢想一番，真正的“紅色鷹眼”會(huì)是什么樣了。

新時(shí)代有新起點(diǎn)

盡管無(wú)法延續(xù)運(yùn)7的發(fā)展路線，但運(yùn)7家族最新型號(hào)新舟600/700研制中積累的新結(jié)構(gòu)、新材料使用經(jīng)驗(yàn)，仍然有助于平臺(tái)總體布局類似的艦載預(yù)警機(jī)的研制。特別是新機(jī)的機(jī)體是全新研制這一后發(fā)優(yōu)勢(shì)，可以使得新結(jié)構(gòu)、新材料的應(yīng)用更加大膽，能在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，對(duì)機(jī)體減重做出更多貢獻(xiàn)。

而隨著電傳飛控系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)新機(jī)運(yùn)用上的逐漸推廣，如果艦載預(yù)警機(jī)可以應(yīng)用這一技術(shù)提升控制效率，不僅能提升飛行性能，甚至可以通過(guò)氣動(dòng)-結(jié)構(gòu)-飛控同步頂層設(shè)計(jì)——這一新型軍機(jī)研制中普遍采用的辦法，來(lái)優(yōu)化部分氣動(dòng)設(shè)計(jì)。如果能夠通過(guò)預(yù)警雷達(dá)天線的共形設(shè)計(jì)降低傳統(tǒng)雷達(dá)天線罩對(duì)尾翼效率的不利影響，甚至可以將4片垂尾設(shè)計(jì)改為2片以減輕重量，又不降低飛機(jī)的航向穩(wěn)定性。

然而從現(xiàn)有信息來(lái)看，由于艦載預(yù)警機(jī)機(jī)體尺寸（特別是長(zhǎng)度）有限，如果布置共形天線（或類似空警200的平衡木天線），不僅很難達(dá)到全向探測(cè)的要求，天線孔徑也難以滿足探測(cè)距離的指標(biāo)。所以類似空警2000和空警500的圓盤天線罩設(shè)計(jì)仍將為國(guó)產(chǎn)艦載預(yù)警機(jī)所采用，這樣一來(lái)，要想減少垂尾數(shù)量，對(duì)飛控系統(tǒng)的性能要求就更高了。

國(guó)產(chǎn)預(yù)警機(jī)的系列化發(fā)展不僅為艦載預(yù)警機(jī)的機(jī)載設(shè)備提供了充足的可選貨架產(chǎn)品，其系統(tǒng)整合經(jīng)驗(yàn)同樣有助于艦載預(yù)警機(jī)的研制。至于艦載機(jī)所需的折疊機(jī)翼、攔阻尾鉤以及防銹防蝕等技術(shù)，除可部分參考?xì)?5的成品之外，整體上還有E-2系列預(yù)警機(jī)這個(gè)十分成熟的參照對(duì)象可供借鑒?？傊畯囊陨蠋讉€(gè)方面來(lái)看，中國(guó)航空工業(yè)在近期拿出一架“能用”的艦載預(yù)警機(jī)，難度并不是很大。

新舟60飛機(jī)減弱了機(jī)身中部連接機(jī)翼部分的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度.此舉是為7吸收斷裂時(shí)的沖擊能量。但此設(shè)計(jì)不能用在艦載預(yù)警機(jī)上。

尚需邁過(guò)幾個(gè)坎兒

看著別人家的E-2系列，再看看自己手里性能有限的預(yù)警直升機(jī)，人們肯定都希望中國(guó)航母能一下子就用上“好用”、而不僅是“能用”的艦載預(yù)警機(jī)。那么從“能用”到“好用”，國(guó)產(chǎn)艦載預(yù)警機(jī)還要邁過(guò)幾個(gè)坎兒呢？

首先是老生常談的經(jīng)驗(yàn)問(wèn)題。雖然無(wú)論是預(yù)警機(jī)還是艦載機(jī)，國(guó)內(nèi)都有了一定的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，但需要同時(shí)滿足設(shè)備高密度裝載、機(jī)組多人員布局和航母安全起降等多方面指標(biāo)的艦載預(yù)警機(jī)，整體設(shè)計(jì)既要緊湊堅(jiān)固又要高效可靠，這種要求是中國(guó)航空工業(yè)此前很少遇到過(guò)的。以前文反復(fù)提及的機(jī)體結(jié)構(gòu)問(wèn)題為例，如果因?yàn)閾?dān)心某一部分可能出現(xiàn)強(qiáng)度不足，導(dǎo)致總體設(shè)計(jì)留出的結(jié)構(gòu)安全裕度過(guò)大，那么整機(jī)重量就難以控制了。

一說(shuō)到重量問(wèn)題，那就要提到國(guó)產(chǎn)飛機(jī)研制中常被航空愛(ài)好者們提及的動(dòng)力問(wèn)題。如果國(guó)產(chǎn)艦載預(yù)警機(jī)選擇和JZY-01相同的渦槳6C，作為目前國(guó)內(nèi)能夠批量交付的功率最大的渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，這款被廣泛用于運(yùn)9、空警500等我軍新型戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，用于艦載預(yù)警機(jī)的前期試飛工作還是能滿足要求的。

但考慮到作為新一代預(yù)警機(jī)，國(guó)產(chǎn)艦載預(yù)警機(jī)機(jī)載設(shè)備的重量和耗電量均將遠(yuǎn)大于E-2C，再加上艦載機(jī)動(dòng)力選擇上需要為型號(hào)的未來(lái)改進(jìn)留有余裕，因此研制中的新一代5000千瓦級(jí)渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，才是艦載預(yù)警機(jī)服役時(shí)的最優(yōu)選擇。然而眾所周知，新型發(fā)動(dòng)機(jī)的研制成熟需要一個(gè)過(guò)程，如果研制進(jìn)度拖后，艦載預(yù)警機(jī)不得不使用功率有所欠缺的渦槳6C作為過(guò)渡動(dòng)力，無(wú)疑將影響整機(jī)技術(shù)狀態(tài)、特別是機(jī)載設(shè)備的配置檔次。

動(dòng)力問(wèn)題引發(fā)的連鎖反應(yīng)還沒(méi)有結(jié)束。如果僅考慮在彈射起飛的未來(lái)國(guó)產(chǎn)航母上使用，那么選用渦槳6C對(duì)艦載預(yù)警機(jī)的起飛影響還不算太大。但如果需要將艦載預(yù)警機(jī)部署到我國(guó)現(xiàn)有的兩艘滑躍起飛航母上（以“航母建筑”上出現(xiàn)的模型作為參照，該機(jī)折疊后的尺寸不會(huì)大于殲15，因此艦載預(yù)警機(jī)在兩艦機(jī)庫(kù)甲板間的裝載轉(zhuǎn)運(yùn)并不是問(wèn)題），參照E-2C的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，即使使用195米長(zhǎng)起飛點(diǎn)，使用渦槳6C的艦載預(yù)警機(jī)也很難滿載燃油滑躍起飛，這意味著其作戰(zhàn)性能又要打個(gè)折扣。

相比這些“硬件”問(wèn)題，“軟件”反而還不需要讓人過(guò)于擔(dān)心。在可預(yù)計(jì)的將來(lái)，艦載預(yù)警機(jī)的裝備規(guī)模暫時(shí)不會(huì)太大，因此短期內(nèi)也不會(huì)有培養(yǎng)大量機(jī)組的壓力。海軍航空兵長(zhǎng)期使用運(yùn)7作為培訓(xùn)大型機(jī)飛行員的教練機(jī)，而且其運(yùn)輸機(jī)部隊(duì)也經(jīng)常使用運(yùn)7向島礁機(jī)場(chǎng)運(yùn)送物資，這種訓(xùn)練環(huán)境使得這些飛行員能夠更快適應(yīng)航母起降的條件。所以無(wú)論是從頭培養(yǎng)適合駕馭雙發(fā)渦槳平臺(tái)的飛行員，還是從現(xiàn)有部隊(duì)中選拔精英，都有現(xiàn)成的方法可用。

特別是隨著中國(guó)海軍三大艦隊(duì)航空兵的特種機(jī)部隊(duì)逐漸羽翼豐滿，各部隊(duì)下屬的預(yù)警機(jī)部隊(duì)人才培養(yǎng)也進(jìn)入了良性增長(zhǎng)階段。這使得部隊(duì)完全可以從中選拔人員到艦載預(yù)警機(jī)的戰(zhàn)勤崗位服役，來(lái)解決初期的人才問(wèn)題。中國(guó)海軍航空兵的各機(jī)型成體系發(fā)展，對(duì)還在逐項(xiàng)填補(bǔ)空白的艦載航空兵部隊(duì)來(lái)說(shuō)，是再好不過(guò)的堅(jiān)強(qiáng)后盾。

走向深藍(lán)的中國(guó)海軍，顯然也不會(huì)只建造一條彈射起飛航母。不久前國(guó)產(chǎn)核動(dòng)力破冰綜合保障船即將開(kāi)造的消息，意味著中國(guó)又將攻克通往核動(dòng)力航空母艦的又一道重要壁壘。正如E-2系列預(yù)警機(jī)40年來(lái)的不斷發(fā)展進(jìn)化那樣，國(guó)產(chǎn)艦載預(yù)警機(jī)也將隨著中國(guó)航母從滑躍到彈射，從常規(guī)動(dòng)力到核動(dòng)力的發(fā)展步伐而不斷改進(jìn)，成為助推中國(guó)航母編隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力增長(zhǎng)的“戰(zhàn)力倍增器”。

責(zé)任編輯：陳肖