美国六代机PPT更新,垂尾取消不了,暴露美国航空工业两大缺陷
发布时间:2025-05-17 19:14 浏览量:2
长文警告,全文4882字。
这是美国关于下一代战斗机的又一个新概念▼,是在F-22基础上发展而来的加强型号。从照片上看,这款所谓的下一代战斗机依旧采用双发设计,并优化了进气道,取消了水平尾翼。相比于原来的F-22,整体气动布局改进较大,但垂直尾翼依旧保留。从隐身角度来看,面积巨大且竖立于机身背部的垂直尾翼已经成了隐身战斗机雷达反射面积增大的主要部件,美国的第六代战斗机未能取消垂直尾翼,暴露了其航空工业的两个致命缺陷。
一通一板正经地对比之后,我发现个事儿,这所谓的F-22加强版,不就是当年的YF-23原型机吗?
YF-23长这样▼,当年这个型号就在和F-22战斗机的竞争中落败了,怎么这又借尸还魂了啊。这不会是格鲁曼把当年的YF-23方案修改修改又拿出来忽悠特朗普吧?这要是真的,老美的六代机怕是要闹出大笑话了。
言归正题。
纵观世界航空发展史可以发现一个问题:战机的隐身性能和机性之间存在不可调和的矛盾。
二者之间是熊掌与鱼的关系,二者不可兼得。但是,从去年年底我国先后试飞的两款第六代战斗机来看,这种局面被打破了。我们的工程师们,通过长时间不断地计算,通过提升飞控设计水平的方式,让飞翼式布局的飞行器,同样具备了可观的机动性!这一突破对于人类航空工业来说,可以说是历史性的突破。
▼这是我国成飞集团研制的第六代战斗机,其采用飞翼式布局,仔细观察其尾部可以发现,竟然设置了多达14个,且具有不同转动方向的阻力舵。阻力舵数量越多,飞控越难,每个舵面设置在哪里,飞机飞行时哪些需要动,哪些不需要动,怎么动,不同飞行姿态的时候各个舵面要怎么配合都是难题,计算量可以用巨大来形容。如此复杂的飞控设计,不敢想象得让多少工程师算秃了头。
而沈飞那边的方案在飞控设计方面更是激进,竟然直接将阻力舵设置在了翼尖。要知道,在目前的航空界,翼尖一直是气动布局和飞控设计的敏感地带,因其容易导致翼尖失速和抖动,所以全世界的飞行器设计对待翼尖都存在着敬畏之心。而沈飞直接搞了个全动翼尖,在飞行的过程中让翼尖不断调整角度,以控制机身姿态,再一次打破飞控设计的桎梏。
▼可以看到沈飞设计的这款第六代战斗机在飞行过程中,全动翼尖偏转,以产生力矩控制飞机。如果能够克服可动翼尖对飞行稳定性的不良影响,其实采用翼尖部分作为阻力舵有个很大的优点。翼尖部分作为离机身部分最远的位置,其作为阻力舵时,更容易获得大的力矩,因此可以将可动翼面的面积设计的非常小即可满足对飞机姿态的控制,可以有利于降低舵面偏转时的雷达波散射。而且,对阻力舵与机身翼面之间的接缝也做了弯折处理,抑制阻力舵不偏转时,所产生的雷达波的缝散射,这也有利于隐身性能的提升。
我国的第六代战机发展已经走在了最前列,引领着人类第六代战机发展的方向。从成飞和沈飞的六代机设计可以看出,当前第六代战斗机气动布局的发展方向是:在保证足够机动性的前提下,取消垂直尾翼,并采用彻底翼身融合的飞翼式布局,以获得极致隐身性能。
也可以说是在飞翼式布局的基础上,通过先进的飞控设计,对其气动布局作出调整,在发挥出飞翼式布局极致隐身性能的基础上,获得具有与第五代战斗机相媲美的超机动性。
那么美国航空工业的两个弱点究竟是什么呢?
第一,飞控系统设计水平失去领先地位。
其实飞翼式布局飞行器是美国非常擅长的项目,诺斯罗普.格鲁曼公司就是飞翼式布局飞行器的鼻祖。早在1940年,格鲁曼就设计出了世界上第一款飞翼式布局飞行器,N-1M技术验证机。在这款技术验证机的基础上,格鲁曼开启了飞翼式布局飞行器的研制之路,最终造出了B-2。而同时期我们在干什么呢?我们正在经历14年抗战,还在和小日本鏖战。
这便是N-1M技术验证机▼,真不敢想象在那个年代美国人就设计出了这么激进的飞行器。更不敢想象,过去了85年,美国人还是未能彻底驯服这玩意儿,属实魔幻。
但似乎幸运女神没能将所有的爱都倾注到美国人手上,虽然他们在飞翼式布局这条路上起步早,但是却没能走的最远,85年前就开始研究,至今都还未能彻底吃透。
为什么这么说呢?
这是世界上第一款隐身战斗机,F-117战斗机▼。其实为了获得优秀的隐身性能,它采用的也是飞翼式布局的设计理念。只不过在当时的情况下,飞控设计水平有限。如果直接采用无垂尾的飞翼式布局的话,无法保证其机动性,因此在机身后段的背部设置了V型垂尾。
就算如此,F-117的机动性依旧很差,在那个流行狗斗的年代,如果一旦被对方雷达发现,进入狗斗,F-117压根没有还手之力,这也让F-117战斗机在一票主打机动性的第四代战斗机中显得有点格格不入。所以在当时,关于F-117究竟是战斗机还是轰炸机的争论是喋喋不休。也正因为如此,F-117未能坐上世界第一款第五代战斗机的位置。但不管结论如何,F-117战斗机都是美国航空工业引领全球进入隐身时代的标志,代表着那个时代最先进的战斗机。
除了F-117之外,美国洛马公司其实一直以来都在努力研究无垂尾飞行器,对无垂尾多轴飞行器有过多次尝试。只不过似乎结果都有点不尽人意,未能取得突破性进展。究其原因,其实就是飞控不过关,使得无垂尾的飞行器机动性能迟迟无法突破。▼气动布局和咱们成飞六代机类似的美海军F/A-XX项目迟迟未有进展,甚至被美国削减预算,也能从侧面证明,一路领先的美国人,在飞翼式布局飞控设计上遇到了困难。
似乎是无垂尾的机动性始终无法解决,于是乎美国人换了条路线,将目光放在了鸭翼上,试图通过设置鸭翼,来解决无垂尾布局机动性差的问题,于是就有了这款F-47▼。真香定律谁也逃不过,当初老美对歼-20鸭翼可是里里外外骂了个遍。而且这玩意儿虽然能够大幅提高机动性,但也会对对隐身性能带来负面影响。
当年射出去的子弹,最终命中了自己的额头。F-47最终选择牺牲隐身性能,通过设置鸭翼来平衡机动性,恰恰说明其飞控设计无法解决飞翼式布局飞行器的机动性。而我们的六代机,则通过先进的飞控设计,在歼-20的基础上一次性取消了鸭翼,垂直尾翼,水平尾翼和腹鳍,整体设计成了一片银杏叶,同时兼顾极致隐身性能和机动性。这直接证明,航空工业长期处于领先地位的老美,在飞控设计领域,已经开始逐渐被我们赶超。
第二,战机的发展理念开始不再领先。
曾几何时,美国人的军事思想遥遥领先,世界上的一众国家都只能跟在老美身后吃灰。早在1982年,美国就提出了“空地一体”的作战理论,并在伊拉克将该作战理论付诸实践,给全世界的国家都好好上了一课。让所有的国家都见识到了什么叫做现代战争。那时候,美军的先进军事思想引领全球,其作战能力无可匹敌。而美军保持其强大作战能力和军事装备水平领先的法宝,便是其极具先进性的军事思想。
但是在海湾战争冲上巅峰之后,美军的作战理论发展似乎走进了一条死胡同,先后提出了空战演进和分布式海上作战理论。这两个作战理论似乎都不太灵光,其核心其实都是模块化的体系作战,每个模块在体系中各自扮演自己的角色,以实现战斗力的最大化。路线是没有错的,但错就错在,美军低估了自己的对手,重心放在了欺负小国家和打治安仗,而导致在先进的作战理念背景下,搞出了各种先进但却战斗力差劲的新武器。比如我们耳熟能详的朱姆沃尔特巡洋舰和滨海战斗舰等。▼主打隐身的朱姆沃尔特已经被改的满头包了,过分追求隐身导致其攻击能力和探测感知能力都被牺牲掉不少,所以只好往回改。
除了低估对手,美国的军事思想发展还走错了一步。过于迷信人工智能。其实AI在风洞领域就给美国一个很大的教训。美国在风洞发展时,过于迷信AI技术,试图使用计算机大模型模拟真实风洞,以用于飞行器的设计。这种数字风洞确实在五马赫以下时具有不错的性能,但是一旦速度超过5马赫,就开始出现各种AI幻觉,甚至给出十分离谱的测试结果,导致美国在高超音速武器的发展上,已经落后于中俄,到目前为止都还没有一款出色的高超音速武器拿出来。同样,空战演进理论也和AI技术密不可分,但是到目前为止,未能取得什么突破性的进展,大概率也是被AI摆了一道。
不过在空军装备方面,美军的发展理念要比海军强上不少,倒是没有搞出类似于朱姆沃尔特那种先进且垃圾的装备。但是从美国官方的一些动向来看,美国内部似乎对未来第六代战斗机的标准没有一个确定的概念。
这是怎么看出来的呢?
去年年底,咱们的第六代战斗机首飞,一下子让美国失去了航空领域开拓者者的地位。这时,美国官方竟然一边说咱们的第六代战斗机其实是一款战略轰炸机,一边则是将B-21隐身轰炸机连夜改成了全球首款第六代战斗机。从这个举动可以看出,美国虽然在过去很长一段时间投入了大量人力物力对无垂尾隐身战机进行研究,但他们并不确定未来的第六代战斗机究竟是不是应该是无垂尾的隐身战斗机。
所以在看到我国的两款六代机成功试飞后,迅速将类似设计的B-21隐身轰炸机改成第六代战斗机,以企图在六代机研制进度上找回面子。实际上,B-21根本不具备战斗机应该具备的机动性能,而机动性能正是轰炸机与战斗机之间的界限。虽然说未来空战是超视距体系化空战,机动性能已经不再是像之前一样重要。但在空空导弹的射程和相控阵雷达探测距离取得突破性进展之前,战斗机的机动性依旧是必不可少的性能。手里有剑不用和手里没有剑,是完全不同的。
其实在不论是五代机还是六代机,不论是轰炸机还是战斗机都是人为主观定义的概念。而这个定义的基础就是战斗力。这是什么意思呢,举一个例子解释。比如说就算B-21轰炸机的机动性未能突破轰炸机的概念,机动性依旧很差,但探测感知能力,智能化和空空导弹等空战系统中的其他设备性能有了突破性进展,使得B-21的综合作战性能相对于原来的B-2或者F-22的战斗力有了代差的提升,那美国人肯定一上来就将其定义为第六代战斗机的。
而至于什么机动性差,在未来的超视距空战里根本也不是最重要的性能指标。但这是建立在眼睛看的足够远,手打的足够远的基础上的。没有突破性的探测感知能力和性能强悍的空空导弹,就直接放弃机动性,那绝对是昏了头。
这一点从我国的第六代战斗机发展就能看出。成飞这边明显是重探测感知能力的,而沈飞那边则是重机动性的。当然,这是相对而言的,并不是说成飞的方案机动性就一定差,只是说没有把重点放在追求极致机动性上。
之所以没有一上来就把B-21定义为六代机,那是因为美国人自己也知道,B-21虽然有所进步,但远远还未到达产生代差。也就是说,美国人虽然自己对六代机还没有一个清晰概念,还不清楚什么样的战机是六代机,但至少明确什么样的战机不是六代机。这倒是说明,美国人只是战机发展理念还没找到对的方向,还不至于停步不前。如果说一上来就把B-21定义为六代机,那就说明其战机发展理念已经停步不前了。真要是如此,那我们的时代可能真的要来临了!
结语
作为当前世界综合国力第一的唯一超级大国,美国的航空工业是非常先进的,早在我们还吃不饱饭的年代,他们就定义和开发了第五代战斗机。其实说美国航空工业存在弱点,并不是否认美国航空工业的先进性。而指的是在当前的国际环境下,在上述两个方面,美国已经失去了其稳固的领先地位。其中飞控设计水平都还好说,但战机发展理念失去先进性对于目前稳坐全球航空工业最高水平的美国来说是非常致命的。
因为在此之前,美国的航空工业一直处于无人地带,这需要花费大量的人力物力去探索战斗机发展的未来方向。当其发展理念失去了先进性,会导致大量的人力物力被投入到错误的研究方向上,也会出现正确发展方向被忽略的情况。一旦长期困于这种内耗的状态,会对航空工业的发展造成重大打击,到时候美国怕是要反过来摸着咱们过河了。
这几十年来,我国的航空工业发展十分迅速,但一直都是跟在美国身后摸着美国过河,这其实给我国节约了大量的人力物力,也是我们能够在部分领域赶上美国的重要原因。不过,随着我国技术水平的提升,我们也将进入无人之境。进入无人之境后,未来发展方向在哪里,就成了最重要的问题,美国人在这个问题上花了很精力,我们应该也不能例外。中国人一向擅长创造奇迹,六代机就是一个奇迹,我相信奇迹还会继续发生下去,中国的航空工业一定可以赶超世界最先进的水平。