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達索公司公布歐洲六代機方案,六代機真沒你想的那麼科幻

原標題:達索公司公布歐洲六代機方案,六代機真沒你想的那麼科幻



圖註:達索公司在歐洲海軍展上展出的NGF第六代戰鬥機模型

2018年10月23日,在巴黎舉辦的歐洲海軍展上,法國達索公司展出了法、德兩國聯合研製、作為"陣風"和"颱風"戰鬥機後繼機的"新一代戰鬥機"的縮比模型。至此,美國三家航空巨頭洛克希德馬丁、波音和諾斯羅普格魯曼,以及英國的BAE系統公司,已經有5家航空企業公布了其第六代戰鬥機的設計方案。縱觀包括達索公司六代機在內的5個方案,設計趨同現象明顯,說明六代機的基本設計輪廓已經比較清晰。看上去,六代機似乎並沒有此前外界所暢想的那樣科幻和先進。



圖註:諾格公司第六代戰鬥機設想方案


從英法聯合到德法聯合

其實歐洲第六代戰鬥機的研製,最早始於2014年,其時英國與法國簽署協議,打算以BAE系統公司和歐洲空中客車公司、法國達索公司等為骨幹,一起聯合研製被命名為FCAS的歐洲第六代戰鬥機。然而隨後的英國脫歐公投通過,使得英法聯合項目因政治原因流產。法國轉而與歐洲內部的另一航空工業強國德國合作,提出了德法聯合歐洲下一代戰鬥機項目。該項目作為一個大系統,被命名為FCAS(未來作戰航空系統Future Combat Aviation System),該系統包括NGF新一代戰鬥機,還包括UCAS新一代無人飛行器、加油機、預警機和地面站等整個新一代作戰系統。我們一般把其中的有人戰鬥機NGF單獨拿出來,稱其為"歐洲第六代戰鬥機"。



圖註:英國"暴風"第六代戰鬥機


大膽取消平尾和垂尾,成為六代機共識


NGF新一代戰鬥機在氣動布局領域最大的設計特點,是取消了垂尾和平尾,採用了無尾設計布局。從第六代戰鬥機目前公認的"4H"定義來看,其中超隱身指標要求戰鬥機比F-22等五代機隱身水平高出一個量級,而取消尾翼這幾個飛機上最主要的大型舵面,是實現超隱身的重要手段,此前美國洛馬公司、波音公司等展出的六代機設計方案,都不約而同選擇取消垂尾,採用"無尾設計"。當然,無尾設計在氣動上給飛機飛行控制帶來極大挑戰,對飛控技術進步要求極高。

綜合世界上目前已經提出的幾種六代機的設計方案,可以得出一個結論,簡化或進一步徹底取消飛機的尾翼,以實現進一步高度隱身和減阻(提高飛機超機動和超聲速巡航性能),已經是六代機設計的共識,波音、洛克希德·馬丁、諾思羅普·格魯曼、BAE系統公司和達索公司五個已經拿出第六代戰鬥機設計方案的世界航空工業巨頭,其六代機方案形成了這個"驚人的一致"。由此可見,這一共同的設計趨向,是第六代戰鬥機更快、更隱身的理念,以及氣動理論和飛機控制技術的進步作用下的必然結果,該共識,極有可能成為世界公認的第六代戰鬥機的設計特徵之一。



圖註:波音公司美國海軍型第六代戰鬥機


機翼採用三角翼設計


在機翼設計方面,可以看到NGF新一代戰鬥機採用了達索公司非常拿手的三角翼設計,機翼前緣後掠角角度較大,後緣則有一定的前掠角,機翼翼尖切尖,為典型的"切尖三角翼"。眾所周知,三角翼的拿手好戲就是超聲速性能,在超音速飛行中,機鼻形成的衝擊波到達三角翼的大後掠前緣時,會使三角翼產生非常高的氣動效率。這種設計在更高速度的超聲速巡航中,結構重量輕、剛度好,飛行阻力小,氣動焦點移動較小。NGF採用三角翼,加上高度翼身融合的升力體設計,以及取消尾翼帶來的減阻效果,組成了高升阻比、低阻力的高速設計方案,因此可以斷言,如果匹配了推力規格足夠的動力裝置,NGF第六代戰鬥機將擁有極佳的超聲速機動性能,不但最大飛行速度超過2.5馬赫,超聲速巡航速度很可能顯著高於1.5馬赫,與F-22相比,NGF戰鬥機的超聲速機動和超聲速巡航性能將佔據顯著優勢,且其隱身性能也明顯超出F-22。從這點看,六代機的"4H"特性,NGF戰鬥機至少已經滿足了兩個。


圖註:NGF戰鬥機採用切尖三角翼設計


六代機總體設計布局標準已經定案


達索公司NGF第六代戰鬥機設計方案的問世,使我們不得不思考一個問題,第六代戰鬥機應該是什麼樣的?

此前外界普遍對第六代戰鬥機期待甚高,認為第六代戰鬥機與第五代戰鬥機之間的代差是極大的,從而認為六代機的"4H"指標應該非常高,比如高度低可探測性(超隱身,至少比現在低一到兩個數量級)、高度超聲速巡航(飛行速度要達到高超聲速、超聲速巡航起碼超過2馬赫)、高度超機動、高度感測器融合。因此六代機必然與五代機長得截然不同,肯定是異常"科幻"的。



圖註:洛馬公司NGAD第六代戰鬥機設計方案


而現在看來,目前對六代機過度的期望,比如"平台無人化"、比如"一兩個小時打遍全球"、比如"全光譜隱身"、比如"激光動能武器完全替代機載導彈"等,都屬於不切實際的期待。從現在來看,六代機很可能在2030~2040年前後陸續登上世界舞台,而從近一二十年技術發展的情況來看,以上那些期待恐怕都不會出現在第六代戰鬥機上。


現在。第六代戰鬥機正處於總體概念設計論證向原型機設計研製過渡階段,六代機的技術標準和需求其實已經基本確定,原型機研製即將全面展開。一大證據就是目前已經公布了六代機初步設計方案的世界五大航空工業巨頭企業,在飛機總體氣動布局設計上思路幾乎一致——都是無尾或者無平尾、機頭前向進一步簡化、進一步翼身融合,這恰恰是使用需求和技術水平等前提條件收束的必然結果。五大企業的設計方案如此,絕非是什麼巧合,而是需求和技術相互作用下的必然產物。也就是說,根據美國、法國、德國、英國對於未來空戰需求的想定,對於所具有技術進行研究分析,得出的六代機,就是NGF、NGAD、"暴風"這樣的模樣。即便未來中國、俄羅斯也推出基於自己獨特需求和技術和六代機,也許在技術細節上會與以上五種方案有一定差異,但總體思路和樣子,都會跟已經公布的西方六代機設計"差不離"。

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