發(fā)布時間:2017-10-07 18:05 | 來源:新浪軍事 2017年09月30日 14:17 | 查看:1145次
9月28日,中國國防部新聞發(fā)言人首次公開證實,殲-20戰(zhàn)斗機已經列裝戰(zhàn)斗部隊。從2011年首飛到2017年裝備試訓部隊,殲-20僅僅用了6年。而與殲-20同等級的美國F-22和F-35、俄羅斯蘇-57卻花了十幾年。殲-20為何進展如此神速?
文 | 席亞洲 瞭望智庫特約軍事觀察員
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在殲-20之外,當代世界上同等級別的戰(zhàn)斗機有美國的F-22、F-35,俄羅斯的蘇-57。
YF-22首飛在1991年,交付美國空軍是在2006年,耗時15年。如果從1997年F-22工程原型機首飛算起,耗時也有9年。
F-35的原型機X-35首飛在2000年,最早交付作戰(zhàn)部隊的F-35B則是在2015年交付海軍陸戰(zhàn)隊,耗時15年。如果從2006年F-35A工程原型機首飛算起,到2016年該機交付空軍,耗時也達10年。
俄羅斯蘇-57的原型機T-50在2010年首飛,目前尚未交付部隊。9月27日,俄羅斯官員宣布將在2年內完成國家試驗并交付部隊,照此計算。耗時起碼9年。并且,這個計劃究竟能否按時實現,尚存在未知數。如果從蘇霍伊設計局的第五代戰(zhàn)斗機驗證機S-37(蘇-47 金雕)1997年首飛算起,那么俄羅斯五代機(按照中國空軍標準屬于第四代)研制時間已達20年之久。
殲-20研發(fā)為什么能夠如此進展神速?
殲-20列裝作戰(zhàn)部隊并參加朱日和閱兵
1
美蘇戰(zhàn)斗機研發(fā)為啥那么慢?
世界上第一種第四代戰(zhàn)斗機F-22,最早起源于1981年開始的ATF研究項目,目標是要研制一種可以壓制當時剛剛出現、性能上與美軍F-15、F-16戰(zhàn)斗機旗鼓相當的蘇聯(lián)蘇-27、米格-29戰(zhàn)斗機。
該方案計劃在新一代戰(zhàn)斗機上采用廣泛的新技術,如復合材料與輕型金屬材料、先進飛控系統(tǒng)和動力系統(tǒng)以及最重要的隱身技術等等。
1986年,ATF計劃向兩個團隊提出了“尋求建議書”(RequestFor Proposals),并進入驗證機研制評估階段——對“洛克希德、波音、通用動力團隊”提出的YF-22(YF22是試驗時的編號,正式定型后就是F22)和“諾斯羅普、麥道團隊”提出的YF-23兩種驗證機進行測試和評估。
這一選型工作一直持續(xù)到1991年。
最終,美國空軍選中了YF-22。
實際上,從1981年到1991年的這10年間,大部分精力還是放在了解決空軍“究竟需要一種什么飛機”的問題上。
此后,F-22戰(zhàn)斗機進入工程發(fā)展階段。
1997年,F-22戰(zhàn)斗機的首架工程原型機終于首飛。此時,該機已經經過大幅度調整,除了外形上,最顯著的變化是空重,從15噸增長到了19噸。
美軍F-22“猛禽”隱身戰(zhàn)機
事實上,1997年首飛的F-22跟1986年首飛的YF-22完全不同,其變化幅度不亞于蘇聯(lián)T-10-1原型機到蘇-27正式原型機的幅度。
當年的YF-22比后來的F-22輕了4噸,
實際上后者已經完全是另一種飛機了
然而,事情并未就此結束。
冷戰(zhàn)結束,F-22戰(zhàn)斗機的發(fā)展又遇到了新問題:造價過高,性能“過?!?。因此,該機受到了廣泛的質疑。
美國空軍1981年時提出ATF戰(zhàn)斗機采購數量是750架,1994年削減到648架,1997年339架,2003年277架,2004年183架。
盡管美國空軍在2006年請求把制造數量恢復到381架,但未獲支持。
換句話說,在這段時間內,F-22一直在等待國會批復最終生產數量。
一直到2007年,事情才有了結果:洛克希德馬丁得到了183架飛機的合同,在2011年結束生產。
F-35的情況與F-22類似,最初在1992年通過JSF(聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機)項目啟動,到2000年,X-35戰(zhàn)斗機和X-32先后開始試飛。不久后,美軍選中了X-35方案。
X-35原型機的尺寸重量都明顯要小于F-35
從一開始,JSF項目就充滿了爭議和反復無常。參與項目的美國三大軍種和陸續(xù)加入的諸多國外合作伙伴之間要求不同,給該機的研發(fā)造成了諸多阻力。加之,難度較高的F-35B和F-35C拖延了整個項目的進度。
直到2006年,F-35空軍型F-35A才首飛。作為一種單發(fā)第四代戰(zhàn)斗機,F-35比F-22遇到的麻煩更多,其各子系統(tǒng)性能都被嚴重“壓榨”,導致可靠性下降。
直到2016年,F-35才形成初始戰(zhàn)斗力。而海軍的F-35C至今也沒能形成戰(zhàn)斗力。
蘇聯(lián)在F-22出現后,也進行對第四代戰(zhàn)斗機的探索。然而,根據其對未來空戰(zhàn)的理解,造出來的米格1.44概念驗證機卻更像是歐洲“兩風”的“三代半”戰(zhàn)斗機,沒法F-22相提并論!
之后,俄羅斯又用了十多年時間,才初步想明白自己的四代機究竟該怎么發(fā)展。
因此,T-50的試飛時間不過比殲-20早了1年。
2
“跟蹤發(fā)展”為殲-20研發(fā)提速
相比之下,中國殲-20戰(zhàn)斗機的發(fā)展,從立項開始,目標就很明確,甚至主要指標都已經大致確定。
殲-20
這得益于中國的發(fā)展路徑優(yōu)勢。
殲-20的總設計師楊偉曾說過,殲-20之后,中國戰(zhàn)斗機已經難以以追趕的方式繼續(xù)發(fā)展,必須自己探索新的發(fā)展道路。
美國研制F-22時花費四五年時間研究未來空戰(zhàn)形態(tài),才得出的“4S”需求,而殲-20從一開始就已經明確。
因此,殲-20的方案選型階段比F-22和F-35要短得多,節(jié)約了大量時間。
殲-20出現以后,美國也隨之正式立項第五代戰(zhàn)斗機研究。目前,通過公開資料很難判斷是否代表著真實的研究成果。
例如,波音稱第六代戰(zhàn)斗機氣動布局方面最大特點是取消垂直尾翼。這到底是故意放出的誤導?還是真實的設想?目前尚不可知。
在F-22戰(zhàn)斗機1997年首飛后,我們已經可以看到美軍第四代戰(zhàn)斗機的基本構型。
當然,殲-20采用了更具創(chuàng)造性的外形設計,但單就指導其氣動外形設計的基本理論而言,它和F-22仍屬同一個時代。
正是F-22給中國帶來的壓力,促成了殲-20的“跟蹤發(fā)展”路徑。
如果說“跟隨式”發(fā)展戰(zhàn)略是殲-20研制速度快的前提,那么,與殲-20首飛時間接近的T-50,其研發(fā)速度為何大大慢于殲-20呢?
這就涉及到另外兩個問題,其一是中國總體工業(yè)技術水平的厚積薄發(fā),另一個是殲-20選取了最合適的“技術風險”區(qū)間。
3
中國工業(yè)厚積薄發(fā)的成果
自上世紀80年代廣泛引進國外技術、開展“863工程”以來,我國軍事工業(yè)在技術上就已經開始了翻天覆地的變化。2000年以后,我國加入世貿組織,大幅促進了中外技術交流。
如今,中國制造業(yè)已經成為世界上技術裝備最先進、規(guī)模最大、人才儲備最多、實踐經驗最豐富、體系最完整的工業(yè)體系。
作為“工業(yè)王冠上的寶石”,殲-20的快速成功其實是水到渠成的。
最近,美國國會開始調查美國軍工系統(tǒng)的“供應鏈缺陷”——這是在美國制造業(yè)衰退的環(huán)境下,對自身薄弱環(huán)節(jié)的一次“摸底”。這在F-35戰(zhàn)斗機等重大美軍軍事科研項目中也有所體現,如F-35的軟件編寫,調整的進度難以滿足需求,這與項目中動用“碼農”數量的不足有直接關系。
一些身在軟件行業(yè)的朋友經常說:中國大部分“碼農”的基礎知識和知識運用水平不如美國同行。但是,我們應該看到,軟件業(yè)其實也需要大量水平一般、但能從事重復性工作的人員,這恰恰是中國的長處。
如果把一個國家工業(yè)技術表現為一個多邊形,上世紀80年代的美國,幾乎就是一個完整的“正多邊形”。但是,現在,美國工業(yè)的黃金時代已過,已經和其他國家一樣,變成了一個不規(guī)則圖形。
俄羅斯則是從蘇聯(lián)時代的不規(guī)則圖形變成“星形”,有些能力甚至變成了“0”,因為擁有這一能力的地區(qū)已經獨立出去。
今天的俄羅斯工業(yè)基礎已經有很多缺門,結果蘇-57 “起個大早趕個晚集”
中國以前或許是一個類似“星形”的圖形,有些方面特別長,有些則特別短。但是,到了殲-20開發(fā)的年代,我們和美國的形狀已經有些相似,我們正在逐漸變成“正多邊形”。
這就是殲-20能夠誕生在中國且發(fā)展速度如此快速的基礎。
4
我國的總體規(guī)劃非常有遠見
“技術風險區(qū)間”主要指發(fā)展規(guī)劃。在某種程度上,“技術風險區(qū)間”的選擇,更接近于一門藝術。
俄羅斯的T-50的總體方案過于強調降低技術難度,強行用三代機水平的總體布局設計來滿足四代機的要求。結果,“陰溝里翻船”,在機腹低壓區(qū)布置的彈艙門意外成為了研制過程中的最大麻煩,至今,這個問題似乎也沒有得到很好的解決,導致戰(zhàn)斗機遲遲不能服役。
即使彈艙問題得到解決,該機的雷達隱身性能也無法達到第四代戰(zhàn)斗機的應有標準,只相當于第三代戰(zhàn)斗機的重大改進型。其正面雷達反射截面積為0.4平方米,僅略小于美國F-18 block 3攜帶武器繭包后的1平方米而已,兩者的隱身性能并沒有本質性區(qū)別。這就導致了該機在俄軍內部的計算機模擬對抗中,面對F-22和殲-20的時候,完全表現不出四代機的應有水平。
美國的F-35則是性能選得過高,技術方案卻過于保守,可以說是“螺獅殼里做道場”。美國想在相對傳統(tǒng)的總體布局前提下,強行實現巨大的航程和載彈量,結果也遇到了大量問題:因為其散熱主要靠燃油,飛機內必須保留相當數量的燃油,而過于局促的外形設計導致超音速飛行時彈艙溫度可能超過400度,進而引爆彈藥……
美軍F-35
這些問題在設計之初難以預料,要解決這些技術問題,無疑需要額外的時間和金錢,最終導致整體項目嚴重拖延和超支。
在研制殲-20的時候,我國的總體規(guī)劃是非常有遠見的。
在殲-20方案競爭階段,相關機構提出的方案類似俄羅斯的“金雕”——強調超機動,把隱身性能和超音速機動性放在了次要地位。
某所更是提出了“逆天”的“輕型隱身殲擊機”方案。
俄羅斯米格1.44和蘇-47兩種方案都顯然不具備四代機最關鍵的“高度隱身”特性,決定了其一開始就難成正果
回過頭來看,這兩個方案所指向的戰(zhàn)斗機發(fā)展方向,顯然都不能發(fā)展成足以與F-22對抗的先進戰(zhàn)斗機。
而殲-20方案抓住了四代機的本質特征,強調隱身性,運用全新小展弦比升力體鴨翼布局,采用大量新材料新結構,能攜帶大量武器燃料。并且,較大的尺寸和空重,給殲-20的未來發(fā)展留下了充足空間。
宋文驄院士《一種小展弦比升力體鴨翼布局》中已經描繪了殲-20氣動布局方案的基本要點
同時,殲-20回避了一些過大的技術風險。例如,初期設計中采用的類似F-22的矩形截面尾噴口,后來改成了圓形,以適應發(fā)動機實際情況;并且,將主要精力放在先進飛控系統(tǒng)和武器航電方面,為未來發(fā)動機換裝留下空間。
可以說,殲-20的總設計師楊偉在選取總體設計方案時所表現出來的造詣,已經超出了許多國際同行的水平。反過來說,殲-20的總體決策水平,也確實大大高于毛糙的俄羅斯PAK-FA項目,或在官僚扯皮中反復調整的JSF項目。
英國《簡氏防務周刊》2004年左右刊登的中國第四代戰(zhàn)斗機想象圖,該刊當時認為該機可能會在2020年首飛
這也是中國特有的體制優(yōu)勢帶來的成果。
作為世界上研制進度最快的第四代戰(zhàn)斗機,殲-20即將開始服役。最近,首架使用國產渦扇-10某改型發(fā)動機的殲-20戰(zhàn)斗機也已經實現首飛,接下來,其大批量生產和裝備部隊已經是可預期的事情。可以肯定,該機的產量將大幅超過F-22的183架,成為我國天空的新一代守護者。
中國人,應該為我國能夠設計制造出這樣一款戰(zhàn)斗機而倍感自豪!
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