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沉默的戰(zhàn)鷹

2009-06-11 10:22離子魚
現(xiàn)代兵器 2009年5期
關(guān)鍵詞:進(jìn)氣道外掛樣機(jī)

離子魚

F-15是世界上第一種完全按照空中優(yōu)勢思想發(fā)展出來的第三代戰(zhàn)斗機(jī),該機(jī)家族服役后的各個(gè)型號(hào)在戰(zhàn)爭中展現(xiàn)了優(yōu)異的飛行性能和強(qiáng)大的戰(zhàn)斗力。這種至今已經(jīng)服役三十余年的雙發(fā)重型戰(zhàn)斗機(jī),在當(dāng)今國際戰(zhàn)斗機(jī)市場的激烈競爭中仍然顯得生氣勃勃。

美國波音公司在2009年3月17日公開展示了F-15最新改型樣機(jī),稱為F-15SE“沉默鷹”。這個(gè)機(jī)型宣稱采用低信號(hào)特征的隱身技術(shù),并且在展示樣機(jī)上公開了各掛1枚AIM-120C的內(nèi)部彈艙設(shè)計(jì)。波音推出“沉默鷹”項(xiàng)目主要是利用F-15原有的良好設(shè)計(jì)基礎(chǔ),采用四代機(jī)所驗(yàn)證過的現(xiàn)代化低信號(hào)特征技術(shù)進(jìn)行改進(jìn),以比較低的投入使該機(jī)具備更低的信號(hào)特征和更強(qiáng)的戰(zhàn)場生存能力。波音在合并麥道之后,獲得了后者軍用飛機(jī)產(chǎn)品的豐厚饋贈(zèng),尤其是F/A-18和F-15這兩個(gè)成功的戰(zhàn)機(jī)家族。波音近年來在軍用航空市場上非常重視F-15E改型多用途戰(zhàn)斗機(jī)的開發(fā),先后成功向韓國和新加坡出口F-15K和F-15SG這兩個(gè)型號(hào),證明F-15這個(gè)“老兵”在重型戰(zhàn)斗機(jī)市場上雄風(fēng)尤在。長期在民用航空市場的拼殺,使波音公司非常擅長產(chǎn)品的市場開發(fā)。波音對(duì)航空產(chǎn)品的包裝、宣傳和推廣工作有著豐富的經(jīng)驗(yàn),這些經(jīng)驗(yàn)對(duì)軍用航空產(chǎn)品的開發(fā)和銷售同樣起到了積極的作用。

波音在合并麥道之前參與的幾次美國空軍戰(zhàn)斗機(jī)競爭中全部失敗,即使是兼并麥道之后參與的新一代軍機(jī)項(xiàng)目,也屢挫于龐大的洛·馬之手。因此,在當(dāng)前波音軍機(jī)部門的一系列產(chǎn)品中,F(xiàn)/A-18E/F和F-15E都沒有足以在新型戰(zhàn)斗機(jī)競爭中取勝的吸引力,其致命缺陷之一就是隱身性能嚴(yán)重不足。而F-15SE的出現(xiàn),就是波音為適應(yīng)國際先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)市場上對(duì)戰(zhàn)機(jī)隱身要求的產(chǎn)物,這個(gè)型號(hào)的開發(fā)使F-15這種中規(guī)中矩的三代機(jī)披上了“隱身”的外衣。該機(jī)的出現(xiàn)無論是概念炒作也好,認(rèn)真也罷,都使搭上隱身“末班車”的F-15在技術(shù)水平上提高了一個(gè)層次。

設(shè)計(jì)思想和技術(shù)手段解析

現(xiàn)代隱身作戰(zhàn)飛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上最有代表性的特點(diǎn)就是內(nèi)部彈艙的使用,沒有這個(gè)設(shè)計(jì)的新型戰(zhàn)斗機(jī)只能稱為部分隱身設(shè)計(jì)。F-15SE的機(jī)體氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)仍然保持了與基本型F-15E相當(dāng)?shù)臓顟B(tài),按照波音公司公開樣機(jī)所采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來看,該機(jī)在改進(jìn)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)低信號(hào)特征的途徑也是增加內(nèi)部彈艙,就是利用安裝在飛機(jī)進(jìn)氣道外例的保形油箱的空間,在其側(cè)面和下方各設(shè)置一個(gè)帶艙門和折疊掛架的內(nèi)部彈艙。F-15SE樣機(jī)展示中的保形油箱彈艙各掛載1枚AIM-120C空空導(dǎo)彈,按照彈艙的尺寸和外掛物隨艕打開的掛載形式來分析,F(xiàn)-15SE的彈艙能夠通用AIM-120和AIM-9兩個(gè)型號(hào)的導(dǎo)彈。F-15SE彈艙在技術(shù)上要比F-22中距和格斗導(dǎo)彈需要使用的專用彈艙要先進(jìn),在掛載靈活性武器通用性上也比后者機(jī)身側(cè)面彈艙更加合理。

F-15SE樣機(jī)的技術(shù)改進(jìn)主要集中在降低機(jī)體的雷達(dá)反射截面上,其使用的應(yīng)該是已經(jīng)完成生產(chǎn)和交付的成品機(jī)體及動(dòng)力系統(tǒng)。“沉默鷹”在改進(jìn)過程中采用的都是比較成熟的技術(shù)手段,AESA機(jī)載雷達(dá)和數(shù)據(jù)鏈、電子戰(zhàn)等系統(tǒng)都可以采用現(xiàn)有產(chǎn)品,屬于利用新技術(shù)對(duì)現(xiàn)役作戰(zhàn)飛機(jī)進(jìn)行小步快跑的改進(jìn)典型。F-15SE在結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)設(shè)計(jì)上與F-15E的最大差異,就是略為外傾的垂直安定面(目測傾角約12°~15°)。相對(duì)于F-15E原本垂直于機(jī)體并互相平行的垂尾設(shè)計(jì),F(xiàn)-15SE的垂直安定面由垂直的基面和外傾的上部組成立置鷗式翼面。F-15SE安裝的這種中間帶有折角的垂直安定面,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上很不合理。但是考慮到現(xiàn)在展示的F-15SE樣機(jī)只是初步的方案演示機(jī),垂直安定面結(jié)構(gòu)也許只是簡單的在垂尾基座上安裝傾斜外翼的演示,正式進(jìn)入工程開發(fā)的型號(hào)估計(jì)將采用類似F/A-18的整體式外傾垂尾結(jié)構(gòu)。

F-15SE設(shè)置內(nèi)部彈艙的保形油箱體積和容積都非??捎^,可以裝載1枚空空導(dǎo)彈或454公斤的JDAM制導(dǎo)炸彈,或采用串聯(lián)掛架掛載2枚SDB小直徑炸彈。如果按照F-15SE樣機(jī)有效載荷的尺寸去對(duì)比保形油箱的尺寸,可以發(fā)現(xiàn)其保形。油箱側(cè)面可設(shè)置彈艙的空間遠(yuǎn)比樣機(jī)要大。F-15SE沒有設(shè)置過大的內(nèi)部彈艙的原因并不應(yīng)該是技術(shù)上的問題,更多的考慮可能是為了保持F-15E原保形油箱的外掛載荷。F-15E每側(cè)保形油箱的下方和側(cè)下方都設(shè)置有兩列串聯(lián)掛點(diǎn),現(xiàn)在改裝過的保形油箱下方掛架位置已經(jīng)被彈艙占據(jù),如果加大側(cè)彈艙的尺寸,則原本斜下方的掛架也會(huì)被彈艙所占用,為了增加2個(gè)內(nèi)掛點(diǎn)而損失掉6個(gè)外掛點(diǎn)并不算是個(gè)好主意。

F-15的基本設(shè)計(jì)并沒有考慮到實(shí)現(xiàn)飛機(jī)雷達(dá)隱身的結(jié)構(gòu)要求,單純只增加內(nèi)部彈艙并不具備使F-15SE成為隱身戰(zhàn)斗機(jī)的條件,這就必須在機(jī)體上同時(shí)應(yīng)用低信號(hào)措施進(jìn)行隱身設(shè)計(jì)的整體綜合。F-15SE正面最主要的雷達(dá)反射源,就是進(jìn)氣道和暴露的發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇葉片。翼面和進(jìn)氣道唇口可以通過吸波涂料或結(jié)構(gòu)修形來降低雷達(dá)反射強(qiáng)度,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇則可以通過在進(jìn)氣道喉管內(nèi)加裝屏蔽板或網(wǎng)來解決。發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇前方設(shè)置屏蔽板或網(wǎng)。后可能降低發(fā)動(dòng)機(jī)推力2%~3%,并會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的部分工作狀態(tài)產(chǎn)生限制。但是,由此產(chǎn)生的收益足以彌補(bǔ)推力損失可能造成的影響。發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇前增加屏蔽可以在遠(yuǎn)距離作戰(zhàn)時(shí)降低雷達(dá)信號(hào)強(qiáng)度,當(dāng)飛機(jī)進(jìn)入近距離格斗時(shí),可以折疊板/網(wǎng)設(shè)備以改善動(dòng)力性能,在不采用S形進(jìn)氣道結(jié)構(gòu)的情況下最大程度削弱飛機(jī)迎頭雷達(dá)反射面積(RCS)值。F-15C/E采用低信號(hào)措施進(jìn)行改造后的RCS值可以得到大幅度下降,現(xiàn)有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下無外掛的正面雷達(dá)反射面積有可能降低到1~2平方米。這個(gè)RCS標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上已經(jīng)能夠在復(fù)雜電子作戰(zhàn)環(huán)境下有效保護(hù)自己。

隱身狀態(tài)下有效載荷受限的F-15SE只能在戰(zhàn)爭初期起到“撞門錘”的作用,真正體現(xiàn)其多用途打擊能力則仍需依靠外掛武器來實(shí)現(xiàn),這個(gè)戰(zhàn)術(shù)觀念也在該機(jī)的技術(shù)細(xì)節(jié)上得到了體現(xiàn)——其實(shí)現(xiàn)隱身能力是依靠模塊化附加結(jié)構(gòu),并沒有對(duì)機(jī)體結(jié)構(gòu)大動(dòng)刀斧。波音已經(jīng)利用F-151/K/SG的出口在國際市場上獲得了豐厚的回報(bào),F(xiàn)-15SE的出現(xiàn)不但可以進(jìn)一步提高F-15家族在國際市場上的地位,還能滿足美國空軍對(duì)戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)的基本要求。F-15SE樣機(jī)雖然在用途和結(jié)構(gòu)上采用出口型F-15E的基本設(shè)計(jì),但是這種改進(jìn)模式同樣適用于美國空軍的F-15C空中優(yōu)勢戰(zhàn)斗機(jī)。以空戰(zhàn)為主要任務(wù)的F-15C可以進(jìn)一步增大彈艙空間,其隱身狀態(tài)下的武器掛載能力甚至有可能接近F-22的水平。美國空軍在開始建立全隱身戰(zhàn)斗機(jī)部隊(duì)但是又無法大量采購F-22時(shí),投入低并可以在現(xiàn)役機(jī)型改進(jìn)上實(shí)現(xiàn)隱身要求的F-15SE將很有吸引力。

F-15SE的設(shè)計(jì)思想就是高可靠性、高成熟性并在經(jīng)濟(jì)上可承受重型隱身戰(zhàn)

斗機(jī),飛機(jī)本身的結(jié)構(gòu)改動(dòng)量很少并有較強(qiáng)的使用靈活性,在提高低信號(hào)特征的同時(shí)并沒有削弱常規(guī)外掛條件,既可以生產(chǎn)銷售全新制造的飛機(jī),又能夠?qū)ΜF(xiàn)役飛機(jī)進(jìn)行改進(jìn)。當(dāng)然,F(xiàn)-15SE的設(shè)計(jì)目標(biāo)只是低信號(hào)特征的準(zhǔn)隱身設(shè)計(jì),在整體上與F-22/35的隱身設(shè)計(jì)水平之間存在非常明顯的差距。F-15SE可以被看成是波音公司利用F-15搞出的“山寨版F-22”,在隱身能力和戰(zhàn)斗力水平上遠(yuǎn)不能和F-22相比。但是,具備隱身設(shè)計(jì)基本要素的F-15SE,其優(yōu)勢在于應(yīng)用技術(shù)不敏感,不存在像F-22那樣因擔(dān)心泄露技術(shù)秘密而難以出口的問題。

技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和戰(zhàn)斗力水平推測

F-15SG保形油箱下掛點(diǎn)通常串列掛載2枚AIM-120導(dǎo)彈,而改進(jìn)后的F-15SE雖然只能在同樣位置掛1枚AIM-120,但在側(cè)面增加的彈艙對(duì)于基本空空導(dǎo)彈掛載數(shù)量并無影響。同樣掛載4枚AIM-120C,F(xiàn)-15sE可消除導(dǎo)彈和掛架產(chǎn)生的阻力,在執(zhí)行超視距攻擊任務(wù)時(shí)的飛行性能要比F-15SG有明顯改善。F-15SE在改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)并沒有削弱其多用途作戰(zhàn)的載荷條件,能夠用彈艙取代保形油箱下的掛架得益于精確制導(dǎo)彈藥小型化的進(jìn)步。正是因?yàn)镾DB這類小體積精確制導(dǎo)彈藥的裝備,F(xiàn)-15SE打擊同樣數(shù)量目標(biāo)時(shí)占用的掛架數(shù)量比使用JDAM時(shí)更少。F-15SE計(jì)劃裝備的AN/APG-66V3主動(dòng)相控陣機(jī)載雷達(dá)可以同時(shí)滿足探測與突防導(dǎo)航的多功能要求,GPS/INS制導(dǎo)彈藥也不再需要輔助的瞄準(zhǔn)/照射設(shè)備。

F-15SE采用改裝保形油箱作為內(nèi)部彈艙的結(jié)構(gòu)方法有利于提高飛機(jī)的靈活性,執(zhí)行國土防空等不需要隱身能力的任務(wù)時(shí)可以不掛保形油箱,執(zhí)行有護(hù)航的遠(yuǎn)程攻擊任務(wù)時(shí)可使用帶掛架的常規(guī)保形油箱,只有在執(zhí)行空中優(yōu)勢或有隱身需要的任務(wù)時(shí)才選掛新型保形彈艙,用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)體進(jìn)行組合后就可以實(shí)現(xiàn)不同任務(wù)條件下的不同隱身性能要求。F-15SE增加彈艙的改進(jìn)措施使其在裝備上具備非常強(qiáng)的實(shí)用性和隱蔽性,采購該機(jī)的國家完全可以分開采購飛機(jī)和保形彈艙,其他國家很難弄清楚面對(duì)的是F-15E還是隱身化改造后的F-15SE。F-15SE的彈艙油箱雖然還能夠保留一定的空間用來裝載燃料,采用改裝內(nèi)部彈艙的保形油箱還會(huì)降低載油量和作戰(zhàn)半徑,只是內(nèi)部彈艙載荷降低的阻力卻可以部分彌補(bǔ)燃料削減的影響。F-15SG帶常規(guī)保形油箱并外掛4枚AIM-120C與掛彈艙內(nèi)置4枚AIM-120C的F-15SE,在同樣載荷和機(jī)體情況下的實(shí)用航程差異幾乎可以忽略不計(jì)。何況作為遠(yuǎn)航程重型戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)的F-15本身對(duì)燃料的影響就不算敏感,即使是需要遠(yuǎn)航任務(wù)時(shí)也可以利用空中加油來滿足航程要求,畢竟能夠買得起這種重型戰(zhàn)機(jī)的國家不會(huì)在乎搭配著買幾架加油機(jī)。

F-15SE按照多用途戰(zhàn)斗機(jī)標(biāo)準(zhǔn)展出的樣機(jī)表現(xiàn)出波音對(duì)該機(jī)型的定位。按照公開消息估計(jì),F(xiàn)-15SE應(yīng)該采用與F-15SG類似的AN1APG-63V3雷達(dá)、F100VPW-229或F110-GE-129發(fā)動(dòng)機(jī)、JHMCS頭盔顯示系統(tǒng)、Link-16數(shù)據(jù)鏈和綜合電子對(duì)抗系統(tǒng),綜合戰(zhàn)斗力將達(dá)到目前世界上同類多用途戰(zhàn)斗機(jī)的最高水平。F-15SE將先進(jìn)航電和武器系統(tǒng)與隱身技術(shù)有效綜合后,在對(duì)空作戰(zhàn)和對(duì)地攻擊任務(wù)中都可以獲得非??捎^的戰(zhàn)斗力收益,即使俄羅斯最新的蘇-35BM也難以在正面對(duì)抗中與之相抗衡。

F-15SE還可以在美國空軍裝備體系中作為F-22的低成本補(bǔ)充型號(hào),在國際市場上也可以抓住重型隱身戰(zhàn)斗機(jī)需求和F-22難以出口的機(jī)會(huì),實(shí)現(xiàn)在綜合戰(zhàn)斗力上壓制除四代機(jī)外全部戰(zhàn)斗機(jī)的目標(biāo)。波音開發(fā)F-15SE很有可能打開美國空軍對(duì)現(xiàn)役F-15E進(jìn)行改裝的市場,有的用于低成本實(shí)現(xiàn)美國空軍計(jì)劃中的全隱身戰(zhàn)斗機(jī)隊(duì)的設(shè)想。F-15E隱身型在突防和超視距空戰(zhàn)中都能夠全面壓倒可能遭遇的對(duì)手,降低美國空軍裝備的F-22在未來作戰(zhàn)中對(duì)F-15E機(jī)隊(duì)的護(hù)航要求。在出口市場上,波音公司想要大規(guī)模出口F-15SE的可能性并不算大,但是對(duì)目前已經(jīng)(或即將)交付的F-151/K/SG等較新型號(hào)的改進(jìn)卻很有吸引力。已采購F-15各型號(hào)的國家可以投資改裝服役中的F-15,或者在F-22無法出口時(shí)為市場提供一種性能最接近的“山寨機(jī)”,理想狀態(tài)下可以用F-15SE滿足舊機(jī)改裝和新機(jī)采購兩個(gè)范圍的需要。

“鷹”對(duì)“側(cè)衛(wèi)”的啟示

蘇-35BM是俄羅斯采用先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的蘇-27SK最新改進(jìn)型,該機(jī)在設(shè)計(jì)思想上相比早期蘇-35的調(diào)整幅度不大,仍然是改進(jìn)雷達(dá)航電和武器系統(tǒng)的傳統(tǒng)方式。蘇-35BM的戰(zhàn)斗力雖然相比早期的蘇-27SK有明顯提高,但是在隱身技術(shù)上所采用的措施仍然沒有超過三代機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。蘇-35BM在平臺(tái)本身的技術(shù)水平上并沒有真正達(dá)到三代半的標(biāo)準(zhǔn),但是全新的電子作戰(zhàn)系統(tǒng)和增推后的發(fā)動(dòng)機(jī)使其具備與三代半對(duì)抗的能力,俄羅斯在宣傳該機(jī)的時(shí)候也稱其為4++代戰(zhàn)斗機(jī)。蘇-35BM和其他國家開發(fā)的類似改進(jìn)型對(duì)隱身性能的考慮不多,如果在四代機(jī)完成前對(duì)蘇-35BM和蘇-27SK提出更高的隱身要求,則F-15SE的改進(jìn)模式也許會(huì)對(duì)其有所幫助。

如果要按照F-15SE的技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑加強(qiáng)蘇-27SK的隱身能力,根據(jù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難度和成本,可以按從易到難的順序提出三個(gè)方案。最容易的方案就是利用蘇-27SK進(jìn)氣道之間的低壓低阻區(qū),通過在機(jī)腹增加保形轉(zhuǎn)接平臺(tái)將空空導(dǎo)彈進(jìn)行半埋掛載,類似AIM-120的空空導(dǎo)彈可以采用并列兩枚彈翼交錯(cuò)方式串列掛載4枚。半埋掛載的空空導(dǎo)彈雖然仍有部分彈體暴露在機(jī)體外,卻可以明顯降低外掛阻力,蘇-27SK本身就低垂的機(jī)頭部分還可以在正迎頭方向?qū)?dǎo)彈進(jìn)行遮蔽。這個(gè)方案技術(shù)上難度很小,也不需要修改機(jī)體結(jié)構(gòu),但是只能掛載彈射離機(jī)的雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈,在不用轉(zhuǎn)接梁的情況下還缺乏外掛載荷的靈活性。格斗空空導(dǎo)彈仍然需要利用機(jī)翼外掛架掛載,削弱了該方案的隱身能力,在整體隱身性能上只能達(dá)到三代半戰(zhàn)斗機(jī)的平均水平。

難度中等的方法則是在進(jìn)氣道間采用帶活動(dòng)艙門的彈艙容納導(dǎo)彈,這樣就可以保證掛載的導(dǎo)彈完全隱蔽,其增加的阻力仍然處在可接受的范圍之內(nèi)。該方案存在的問題主要是蘇27SK的主起落架和起落架艙緊貼進(jìn)氣道外側(cè),因此機(jī)身上幾乎找不到可以設(shè)置格斗彈艙的有利位置,只有進(jìn)氣道下方輔助進(jìn)氣口位置可設(shè)置機(jī)身格斗彈艙。但是,這個(gè)位置設(shè)置彈艙對(duì)飛機(jī)性能影響大且導(dǎo)彈視界不良,并不適合用來加裝彈艙。中等難度方案如果不能有效解決在機(jī)上適當(dāng)位置設(shè)置格斗彈彈艙的問題,那么該方案在技術(shù)上仍然難以達(dá)到與F-15SE相當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn),相比低技術(shù)難度方案所獲得的隱身性能改進(jìn)也非常有限。這兩個(gè)方案雖然在中距空空導(dǎo)彈的掛載條件上基本

能夠和F-15SE相當(dāng),但是在結(jié)構(gòu)上仍然難以解決彈艙通用雷達(dá)空空導(dǎo)彈和紅外格斗空空導(dǎo)彈的要求。

高難度的改造方式則是徹底拋棄蘇-27SK的原始設(shè)計(jì),修形成菱形的機(jī)頭位置下移到與F-15類似的兩側(cè)進(jìn)氣道之間,將其原有的機(jī)腹進(jìn)氣布局調(diào)整為類似F-22的兩側(cè)進(jìn)氣布局,將原本進(jìn)氣道之間的下方空間作為機(jī)身固定的內(nèi)部彈艙,上部剩余空間可作為油箱以補(bǔ)償中央翼油箱降低的載油量。進(jìn)氣道可以根據(jù)前機(jī)身的變化調(diào)整為向外側(cè)傾斜的CARET結(jié)構(gòu),并采用菱形機(jī)翼調(diào)整焦點(diǎn)位置。飛機(jī)氣動(dòng)布局變化造成的重心調(diào)整還有條件將主起落架后移,方便在進(jìn)氣道S型管道前方外側(cè)空出的位置設(shè)置格斗彈艙。經(jīng)過這樣方式改進(jìn)的蘇-27SK事實(shí)上等于全新設(shè)計(jì),成為與PAK-AF類似的氣動(dòng)布局,完全失去了利用現(xiàn)有飛機(jī)基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行改裝的成本和可靠性優(yōu)勢。通過以上各種蘇-27SK隱身化改進(jìn)的方法和難度的比較可以看出,如果要將蘇-27SK改成F-15SE那樣的隱身?xiàng)l件,至少在技術(shù)上更加困難,而且需要投入很大的資金。

“沉默”背后的喧囂

波音曾經(jīng)號(hào)稱F/A-18/E/F是隱身性能接近F-35的凃隱身多用途戰(zhàn)斗機(jī),俄羅斯技術(shù)人員也宣稱將蘇-35的雷達(dá)反射面積降低到1平方米的標(biāo)準(zhǔn)。但是,F(xiàn)/A-18/E/F和蘇-35的所謂隱身能力只是針對(duì)飛機(jī)本身歷其境,戰(zhàn)斗狀態(tài)下的外掛載荷和掛架都會(huì)成為破壞隱身?xiàng)l件的禍根。F-15SE機(jī)體可以采用與F/A-18E/F類似的吸波涂料、屏蔽和修形措施,內(nèi)部彈艙的存在又使其在戰(zhàn)斗狀態(tài)下仍然可以保持低RCS的標(biāo)準(zhǔn),其在低信號(hào)特征應(yīng)用技術(shù)上的水平相比其他類似機(jī)型的進(jìn)步是革命性的。波音公司宣稱F-15SE的隱身性能可以達(dá)到F-35標(biāo)準(zhǔn)的說法確實(shí)有些匪夷所思,考慮到前者只是在現(xiàn)役三代機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和修形的產(chǎn)物,如此措施就能夠達(dá)到后者的隱身標(biāo)準(zhǔn),實(shí)在缺乏足夠的技術(shù)上的依據(jù)。

麥道在被波音兼并前就曾經(jīng)開展過F-15和F/A-18隱身改進(jìn)的工作,參與JSF項(xiàng)目投標(biāo)的工程開發(fā)也積累了較多的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。F/A-18E/F的開發(fā)檢驗(yàn)了將常規(guī)布局改進(jìn)為準(zhǔn)隱身布局的實(shí)力,多個(gè)無人機(jī)項(xiàng)目也實(shí)現(xiàn)了對(duì)全面隱身設(shè)計(jì)飛行器的工程發(fā)展。因此,波音軍機(jī)科研系統(tǒng)目前在飛機(jī)隱身項(xiàng)目上的技術(shù)積累和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都已相當(dāng)成熟。F-15SE利用保形油箱進(jìn)行隱身改進(jìn)是一個(gè)適當(dāng)且科學(xué)的思路。從展示樣機(jī)上簡單的彈艙和折疊導(dǎo)彈掛架的結(jié)構(gòu),以及從飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上看起來很奇怪的那對(duì)外傾鷗形垂尾看,F(xiàn)-15SE展示樣機(jī)在結(jié)構(gòu)上并不屬于真正意義上的原型機(jī),其更大的可能是單純用于技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑的演示驗(yàn)證機(jī)。

“沉默鷹”樣機(jī)目前狀態(tài)看起來雖然有很多缺陷甚至是互相矛盾的問題,但是如果有用戶(美國空軍或其他國家)需要獲得隱身性能更為完善的F-15SE,那么在采用內(nèi)部彈艙和進(jìn)氣道屏蔽等技術(shù)措施的基礎(chǔ)上,利用四代機(jī)的技術(shù)成果對(duì)氣動(dòng)外形進(jìn)行適度調(diào)整是完全可行的。比如,使用AESA雷達(dá)的F-15SE完全可以根據(jù)隱身設(shè)計(jì)的要求修改前機(jī)身的外形。F-15SE如果用類似F-22的機(jī)頭和進(jìn)氣道唇口設(shè)計(jì)對(duì)相應(yīng)位置進(jìn)行修改,同時(shí)對(duì)翼面和控制面進(jìn)行必要的修形并采用F-35的噴管結(jié)構(gòu),那么該機(jī)在低信號(hào)特征上完全可以達(dá)到非常接近F-35的標(biāo)準(zhǔn),甚至在應(yīng)用技術(shù)和綜合戰(zhàn)斗力上達(dá)到準(zhǔn)四代戰(zhàn)斗機(jī)的水平。而實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)想所需要的條件,僅僅是確定的用戶和必要的資金。

F-15SE使用保形油箱彈艙(也包括其他使用保形油箱的其他F-15型號(hào))后會(huì)增加飛機(jī)的阻力,必須獲得更為充沛的動(dòng)力系統(tǒng)才可以維持飛行性能的基本標(biāo)準(zhǔn)。不過,目前世界上確實(shí)只有美國不需要擔(dān)心飛機(jī)推力不足的問題。也正是因?yàn)閷?duì)航空動(dòng)力有足夠的信心,才使F-15在三代機(jī)中首先應(yīng)用保形油箱,其他三代機(jī)直到強(qiáng)化多用途能力并改善動(dòng)力性能后才陸續(xù)跟風(fēng),可見沒有充分的動(dòng)力基礎(chǔ)則保形油箱就缺乏成功應(yīng)用的實(shí)際價(jià)值。F-15SE相對(duì)其他型號(hào)的技術(shù)優(yōu)勢,就是其隱身改進(jìn)不需要改動(dòng)基本結(jié)構(gòu),用于改裝的保形油箱本身就有足夠空間并具備武器掛載/投放能力。這樣就可以根據(jù)用戶的需求進(jìn)行組合調(diào)整,實(shí)現(xiàn)從準(zhǔn)隱身布局到接近完全隱身設(shè)計(jì)之問的多種選擇。該方案如成功,則可以在F-15C/J/E/I/K/SG改裝或SE生產(chǎn)上撈足利益;即使該方案不幸失敗,也僅是損失了投入有限的一個(gè)創(chuàng)意而已。

現(xiàn)役三代和三代半戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)開始時(shí)間大都在上世紀(jì)70~80年代,當(dāng)時(shí)戰(zhàn)斗機(jī)在結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)設(shè)計(jì)上并沒有強(qiáng)調(diào)隱身這個(gè)概念,因此其設(shè)計(jì)都是按照突出氣動(dòng)性能為基礎(chǔ),尤其是空中優(yōu)勢戰(zhàn)斗機(jī)大推重比和高加速性指標(biāo)對(duì)設(shè)計(jì)的影響,導(dǎo)致這個(gè)期間設(shè)計(jì)的戰(zhàn)斗機(jī)在結(jié)構(gòu)方面非常精致甚至堪稱完美。國外三代半戰(zhàn)斗機(jī)中,即使是F/A-18E/F和EF2000這樣的機(jī)型,在隱身設(shè)計(jì)上都無法避免外掛物和掛架對(duì)整體RCS的影響,即便使用半埋外掛方式,仍然是戰(zhàn)斗機(jī)實(shí)現(xiàn)隱身設(shè)計(jì)的“阿基里斯之踵”。

國外三代/三代半戰(zhàn)斗機(jī)氣動(dòng)優(yōu)先的設(shè)計(jì)要求導(dǎo)致其改進(jìn)潛力雖然很大,但是在隱身性能上的改進(jìn)卻要受到基礎(chǔ)氣動(dòng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的嚴(yán)格限制。比如,雖然F-16、“陣風(fēng)”、EF2000都能夠采用保形油箱,但是這些飛機(jī)背負(fù)式保形油箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)并不適合改造為彈艙,外掛物上涂吸波材料或繭式包裹等方法也都存在體積和成本問題。雖然這些機(jī)型都可以采用座艙金屬鍍膜、吸波涂料、結(jié)構(gòu)修形和進(jìn)氣道屏蔽等措施,但目前仍然只有剛剛出現(xiàn)的F-15SE能夠設(shè)置具有實(shí)用價(jià)值的內(nèi)部彈艙。這種設(shè)計(jì)思路得益于F-15系列戰(zhàn)機(jī)特殊的保形油箱安裝方式,該方式因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)無法復(fù)制,所以很難在其他機(jī)型上采用。由此可見,美國航空技術(shù)機(jī)構(gòu)已經(jīng)完全越過了隱身技術(shù)從探索到應(yīng)用的這個(gè)關(guān)口,在航空隱身技術(shù)的開發(fā)和實(shí)際工程應(yīng)用上已近隨心所欲的程度。

F-15SE樣機(jī)的推出,證明第三代戰(zhàn)斗機(jī)在性能拓展和改進(jìn)上仍有潛力可挖。如果可以按照裝備的技術(shù)條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)和調(diào)整,那么很多看起來已經(jīng)顯得過時(shí)的裝備很可能再度展現(xiàn)出其優(yōu)秀一面。F-15E系列機(jī)型是目前綜合戰(zhàn)斗力最強(qiáng)的多用途戰(zhàn)斗機(jī),F(xiàn)-15SE的出現(xiàn)又使本來就爪尖喙利的“鷹”披上了隱身的外衣。雖然復(fù)制F-15SE隱身設(shè)計(jì)方法對(duì)其他三代機(jī)缺乏工程上的操作性,但卻有利于開闊設(shè)計(jì)人員的眼界和調(diào)整思維方式,有助于在現(xiàn)役機(jī)型的改進(jìn)設(shè)計(jì)中采用更為靈活有效的方法,更用事實(shí)證明了只有大量實(shí)踐積累才能扎實(shí)推進(jìn)航空技術(shù)的發(fā)展。

(編輯一翔)

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