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比亚迪L3论坛 >  前掠机翼?。。。新机要复古?

发表于 2013-07-31 14:20    IP属地:未知

掌握空情的制空战机将在空战中占据绝对优势
  越南战争中的米格21和贝卡谷地的F-15向我们解释了空情掌握的巨大价值,在地面雷达网的引导下,米格21和F-15绕开敌方战斗机火控雷达狭小的扫描区域,从敌战斗机后方发起掠袭,具有惊人的杀伤效果,在越南战争中米格21在有一段时期甚至创造了12:1的惊人交换比,而F-15在贝卡谷地创造的82:0的奇迹,都是来源于自身不对称的信息优势。
  战斗机的世界里没有够用就行只追求最优秀性能
  在四代机的对抗中,空情掌握能力的影响将更为巨大,面对隐身飞机,机载火控雷达战术作用极度弱化,同时电子战能力迅速提升,也就必需要四代机平时关闭雷达保持无线电静默状态,必须依靠预警机和大型地面雷达站掌握空情抢占有利空战位置。从朝鲜战争以来的经验来看,制空战斗机的使用,贯彻的原则,是列宁的一句话:“宁可少些,也要好些” 。我国生产300到400架歼20战斗机,本身就足以满足制空作战的需求,而投入所谓的中型制空战斗机,却反而会影响战场空情,复杂指挥,反过来降低制空作战的效率。

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发表于 2013-07-31 14:21    IP属地:未知

需要指出的是,战斗机设计从来没有什么够用就行的说法,对于制空战斗机来说,追求当前技术下能达到的最好性能才是可行的,因为你面对的对手不可能是你一厢情愿所指望压倒的老式战斗机或者攻击机,你必然会跟对方的制空战斗机遭遇。墨菲定律告诉我们:“事情如果有变坏的可能,不管这种可能性有多小,它总会发生”。
  而且“低档”战斗机遭遇“高档”战斗机不是可能性很小,而是基本上随时会发生。制空战斗机需要有数量,但是必须是以质量为保证。

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发表于 2013-07-31 14:23    IP属地:未知

 F-35战机采取推力最大发动机机动性仍偏低
  在制空作战中,单台大推力发动机或者两台中等推力发动机的中型四代机,对比两台大推力发动机的重型四代机,都有着天然的劣势。如果中型四代机价格低廉到足以形成相当规模数量,那其飞行性能在加速性和爬升率上都比不了于F-15和苏-27这样的重型制空三代机。
  F-35采用的F-135型发动机已经是人类历史上推力最大的战斗机用发动机,推力达到了178千牛(折合18.2吨),但是F-35A空重达到了13170千克,内载燃料8382千克,空战状态下重量(空重+一半燃料重量+武器重量+人员重量)预计将达到17900千克以上,推重比只能勉强达到1.01,在三代机中都算是中等偏下的水平。
  作为对比,F-22战机空战状态推比接近1.4,F-15推比也在1.3以上。受到推重比影响,该机的爬升率和加速性能都类似于F/A-18,远劣于F-16,最大飞行速度只有1.6倍音速。同时,该机的机翼面积只有42.70平方米,空战状态的翼载荷高达419千克/平方米,相对应F-15的翼载荷只有318千克/平方米,F-35的翼载荷在三代机中仅仅略优于使用可变后掠翼的F-14。

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发表于 2013-07-31 14:37    IP属地:未知

中国发动机落后于美国,中型四代机机动性相当堪忧

  在和三代机的对抗中,该机可以凭借先进的航电和隐身能力取得优势,但是在制空作战中面对F-22或者歼20这样真正的四代制空战斗机,其还会有什么优势吗?中国设计的四代机也必然会面对这个问题,如果基于前述两种发动机设计,在中国复合材料技术落后于美国,不能像F-35那样大量采用复合材料减重,也受到价格限制不能像F-22和歼20那样大量采用钛合金减重的情况下。
  使用单台WS-15的战斗机在保证足够内油的情况下,其空机重量很难压缩到12吨以内,而WS15发动机的推力只有16吨,虽然与F-135相比涵道比较小,在高速性能上有优势,但是其推重比的劣势也一如既往的继承了下来,在确保基本的航程需求的情况下,该机至少需要6吨内油,所以空战重量将至少达到15.5吨(12吨空重+3吨内油+0.5吨武器和人员),推重比只有1.03,基本上来说不要指望有超音速巡航能力和较好的爬升加速能力,这样的飞机在与具有真正4S特性的战斗机的对抗中,生存力相当堪忧。

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发表于 2013-07-31 14:40    IP属地:未知

中型四代中型机使用双发体重将严重超标,说的是沈飞的J-31吧
  如果使用两台9500千克推力发动机的型号,又会如何?如果该型发动机按照F414发动机的标准设计,其单台重量将超过1100千克,两台发动机总重达到2200千克,而单台WS-15发动机如果不安装推力矢量喷口将在1600千克左右,等于比单发构型增重600千克。就算是单发飞机发动机增重600千克也将至少增加2000千克的空重,而双发战斗机和单发战斗机相比需要更宽的机身、更大的钛合金隔框,空重增长幅度甚至会达到3000千克以上,考虑到燃油也要随之增加至少1.5吨以保持足够的载油系数,该机的空战重量将达到20.5吨甚至更多。
  两台9500千克推力发动机甚至不能使得该机空战推重比超过1。同时,在同等吨位条件下,单发比双发在设计上有明显优势,重量低、结构效率高、气动阻力小,双中推构型同等推比下性能也落后于单大推构型,更不要说推比还远远不如了,其爬升-加速性能将会像F-4这样的二代战斗机靠拢。这两种中型四代机,对于四代机之间的空战来说,几乎近于无用,就像用夏利车跟法拉利跑车在赛车场比赛一样。



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发表于 2013-07-31 14:41    IP属地:未知

制空战机永远不应该以低档次目标为考虑

  制空战机永远不应该以低档次目标为考虑,因为夺取制空权是空军存在的基础,制空战斗机需要的永远是在现有技术和预期技术发展上达到最好,才能从容的应对技术的发展变化。所谓够用就好,其实最后必然是不够用,设计时候够用,到服役的时候、到使用中期的时候都将面对巨大的挑战。
  由于设计指标太低,这种飞机的服役时间将受到巨大的限制,甚至可能服役十年就完全无法用于制空作战,之前的战斗机还可以外挂大量武器充当攻击机,这种中型四代制空战斗机为了空战性能还无法像F-35这样的攻击战斗机一样内挂大型对地武器,在外挂弹药彻底失去隐身性后,存在的价值恐怕也就是用来训练飞行员了。

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发表于 2013-07-31 14:42    IP属地:未知

控制相同空域中型机需要比重型机数量多4倍
  从另一个方面来看,由于推重比的限制,中型四代战斗机缺乏足够的速度、爬升率和加速性,导致该机很难适应制空作战。制空作战对飞机性能的要求最为全面,飞行性能的差异将带来制空作战效果的巨大差异,以速度为例,F-22可以以1.45倍音速速度出击,攻击580公里外的空中目标,从松开刹车到抵达作战位置耗时约25分钟,而中型四代战斗机不开加力的话只能采用高亚音速飞行,25分钟时间到达的截击位置只有300公里左右等于是该机防空任务时候能覆盖的区域只有F-22的四分之一左右。
  也就是说控制同样空域需要四倍于F-22的飞机,这就让数量优势成为泡影,后文将对此进行详细分析。四倍的飞机数量,还需要部署四倍的机场来确保覆盖,需要四倍的飞行员,四倍的地勤人员,四倍的后勤支援,反应到战时紧张的运输条件下,产生的压力就要以几何级数放大。

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发表于 2013-07-31 14:45    IP属地:未知

中型机与重型机之间的飞行性能差距无法用导弹弥补
  速度不光是在截击中体现,在其他作战中也是不可取代的优势,根据《铝与火的教训》一文的介绍,在越南战争中米格-21的恐怖优势是地面引导和高速性能的完美结合,在一个战例中“1968年2月,2架F-102为加油机护航飞行,长机赫然发现1枚未爆的空空导弹插在僚机的尾部!显然,在浑然不觉的转台下,它们遭到了袭击。这两架飞机连忙返回泰国的基地,途中,袭击它们的杀手米格21出现了,米格再次攻击,迫使僚机坠毁。这个例子看似离奇,但在越战中却屡见不鲜,许多美军军机都是这样被米格21掠袭下来的,而米格21高达2马赫的速度却让美机连复仇的机会都没有”,这就是战斗机超音速性能的充分体现。
  而新一代的制空战斗机,也是人类历史上超音速性能最好的一批,而F-22更是空前的超音速怪物,可以在高速下有相当的机动能力,还可以以1.45马赫速度巡航飞行,中国的歼20战斗机也是基于高空高速思路发展的新一代制空战斗机。
  同样的道理,爬升率对于制空战斗机也是非常重要的,有足够的爬升率才能夺取有利的空战占位,而爬升率是对于推重比最为敏感的飞行性能,F-35和F-22处于同一高度开始爬升占位,F-22每一秒至少能比F-35多100米高度,始终保持占位优势,从容选择攻击时机。
  F-22和F35的对抗中如此,而在歼20和中型四代机的对抗中也是如此。在这种对抗中,就算中型方投入较多数量的战斗机,也将在重型战斗机绝对性的飞行性能优势中被彻底抵消。即使在大离轴角发射的导弹大行其道的今天,推重比对于空战的影响已经下降,但如此巨大的差异已经让导弹无法弥补飞行性能上的不足了。

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发表于 2013-07-31 14:47    IP属地:未知

图为美海军的两种主力舰载战斗机:F-35C和F/A-18E/F。不为大家所知的是,这两种战斗机中真正负责防空的是F/A-18E/F,而不是F-35C。
美军F-22战机单价只比F-35贵1个半发动机钱:我们再回头来讨论一下数量优势的问题。只按照价格优势来投入中型四代机,那先要解决的问题是,中型四代机对于重型四代机真有价格优势吗?
  2010财政年度,F-22战斗机的飞离价格(扣除先期投资,不考虑后期维护成本的纯成本),是1.6亿美元,而同年,美国国防部宣布的F-35A预期目标单价是1.116亿美元,看上去很不错是吗?两架F-22的成本可以购买三架F-35了,但是请别急,这个价格是不包括配用的F-135发动机的,F-35A采用的发动机平均价格是1900万美元,也就是说该机价格是1.306亿美元,仅仅比F-22低3000万美元,简而言之就是说这种一台发动机的中型攻击战斗机只比两台发动机的重型制空战斗机低一台半发动机的钱,机身和设备之类的价格差值只相当于半台发动机而已。而这还是建立在F-22批量只有183架,F-35批量超过3000架的基础上,也就是说相当多的生产投资F-22是183架均摊,F-35则是3000架均摊,考虑到这个,还会觉得中型战斗机便宜吗?

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发表于 2013-07-31 14:50    IP属地:未知

战机一半成本是航电系统中型机价格无法下降
  这其实反映了一个现实,就是飞机本身机体部分的价格,在飞行器价格中的因素越来越低,FC-1战斗机机体和发动机总价格在700万美元左右,而航电设备则高达800万美元,航电设备已经成为了飞机价格的主体。一个12吨空重战斗机的机体,并不会比17吨空重的战斗机便宜什么,同等航电配置下,双发战斗机比单发战斗机昂贵的,恐怕也就是多一台发动机的价格了。但是相对于增加一台发动机带来的飞行性能飞跃性提升,这一点代价是完全可以接受,或者说纯粹是微不足道的。
 也许有人提出,可以不要那么好的航电设备来降低价格么?这个恐怕是更不可能的,前面已经提到,制空作战中最重要的因素就是空情掌握,如果你换装低成本的航电,怎么确保空情掌握?而且现代先进空空导弹射程不断提升,也需要采用先进的AESA雷达利用这个射程,以流星为代表的新一代中距离空空导弹,射程已经超过100公里,那就需要雷达在强电磁干扰环境下对100公里距离上的典型目标建立起稳定跟踪,这个要求只有先进的AESA雷达才能实现,只要采用AESA雷达,整个航电系统的成本就不可能太低。至于电子战设备那更是不可能削减的,越战中美国飞行员就宁愿少挂两枚空空导弹也要挂载两个自卫电子战吊舱。
  这样来说,等于是你的中型三代机电子设备必须采用与重型四代机相当的航电设备,除了因为机头直径造成雷达阵面面积较小,没法装载那么多发射/接收单元以外,其他什么成本都省不下来。就算强行发展一款中型四代战斗机,那无非也就是10架歼20的成本,可以换算成12架中型四代机,这个所谓的数量优势在质量优势面前根本不值一提。

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