我国再次落后?美国的六代机真的首飞了?

最近国外媒体报道,美国最新一代战机已经完成建造并且试飞了一架全尺寸的演示机。目前这架演示机已经试飞了7周了!

在采访中美国空军采购主管宣称美国创造了旷世奇迹,只用了一年就造出了一架全新战斗机。一般情况下,由于应用大量新技术,制造一家新一代战斗机并不容易,需要花费至少10年才行!


「战斗机」我国再次落后?美国的六代机真的首飞了?

美国六代机设计方案之一

很多人可能又要感叹美国科技实力多么强大,再次领先世界了。

那么美国真的再次在六代机领先世界吗?

回答这个问题之前要先搞清楚,什么才叫名副其实的六代机。战斗机的划代是根据战斗力来划分的。

第1代:上世纪四十年代后期,飞行速度低于声速,为亚音速战斗机,最大航速M=0.8,作战半径约400~800km,代表机型有美国的F-86,前苏联的米格-15。

第2代:上世纪五十年代后期到七十年代初,最大飞行速度M=2.0,巡航速度M=0.8,作战半径约1000km。代表机型有美国的F-104(50年代后期)、F-4“鬼怪”式(60年代初),前苏联的米格-21(50年代末)、米格-23(70年代初)等机型。

第3代:上世纪70年代中至今,特点是具有高机动性,要求整机推重比大于1.0,飞机能垂直上升,飞机的最大飞行M=2.1~2.3,巡航M=0.8,作战半径=800~2000km。代表机种有:美国的F-15(1974)、F-16(1978)、F.A-18(1980),前苏联的米格-29(1983)、苏-27(1984)。

第4代:准确讲这代战斗机只能叫3.5代机。上世纪90年代以后,电子、雷达、导弹技术又有了比较大的发展,以这些新技术改进三代机就能极大提升三代机的作战能力,但还没达到单向屠杀的水平。以EF2000“台风”战斗机、“阵风”战斗机为代表。

第5代:1997年9月7日美国F-22首飞,标志着战斗机将进入第5代(我国成为第四代战斗机)。这代战斗机的主要特征是雷达反射面积很小,一般均小于0.5平方。代表机型为美国的F-22、F-35;中国的歼20、歼31;俄罗斯的苏57。


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第五代战斗机F22

可以看出,先进代次的飞机依靠更强的综合性能碾压落后代次,两者根本不具备对抗能力,对抗结果都是单向屠杀。因此,美国正在试飞的所谓“六代机演示机”是不是名副其实,要看它能不能单向屠杀五代机(我国称四代机),比如单向屠杀F22、歼20战机。如果不能,顶多只能算是5.5代。遗憾的是美国不再像当年研制出F22那样自信,到处吹嘘新战机的领先性能。当年F22刚问世,就凭借的优异的隐身性能、强悍的机动性、强大的信息探测能力、不开加力超音速巡航能力全面碾压所有三代机及其改进型战机!

这说明美国刚试飞的这款演示机可能并没有遥遥领先目前的几款五代机,或许只是局部领先,还达不到全面领先五代机的水平!

那么六代机应该具有什么样的特征呢?

关于六代机的标准,各国都还处于探索之中。但其中部分特征已经形成共识。

1、全向隐身性能。

目前的五代机都是机身正前方30°范围内雷达反射面积低于0.5平方,其余角度雷达反射面积为1平~3方。六代机要做到全向雷达反射面积均低于0.5平方以内。这就要求战机不能有垂直尾翼,中美已经曝光的六代机方案都是无垂尾布局。


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六代机设想方案

垂直尾翼包括固定的垂直安定面和可动的方向舵,主要作用是确保飞机的航线稳定,防止航向不受控制左右漂移。其次是通过方向舵辅助飞机实现转向。因此想要去掉垂直尾翼并不是一件简单的事。这需要更先进的航线纠偏技术手段,比如加装矢量喷口和计算机自动控制系统等。

2、高机动性能。

五代机机动性已经十分强悍了,六代机机动性继续提升则意味着将突破人体承受极限。

为了实现这个目标,就要求战机的发动机推重比还要继续提升。目前美国的F119发动机推重比已经高达11.7,而下一代发动机推重比则要达到15以上!人体已经无法承受更高的过载,这也导致战斗机必须往无人操控的方向发展。


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网友拍到的美国六代机演示机照片

要提升战机机动性能,除了发动机,机体气动布局也是必不可少的。为了实现高机动性能,鸭翼是个不错的选择。去除垂直尾翼则是必然趋势,若不是为了兼顾航向稳定和转向功能,垂直尾翼根本没必要存在。目前可以通过矢量推力和计算机飞控系统实现垂直尾翼的功能。根据曝光的图片来看,美国试飞的“六代机”演示机也疑似具有鸭翼,且没有垂直尾翼。

3、更大航程。

在战斗机体型有限的情况下要提升航程,只能采用燃油效率更高的发动机,比如可变涵道比涡扇发动机或者脉冲爆震发动机。这方面美国依然领先世界,但我国早在2016年就已经开始测试可变涵道比涡扇发动机验证机了,进度也不慢。至于脉冲爆震发动机,短期内还难以实用化。此外还有一种是涡轮机组合循环发动机,类似美国J58组合循环发动机。这种发动机中美两国进度差不多,我国甚至还领先美国!


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脉冲爆震发动机原理样机测试图

目前六代机发动机主要是可变涵道比发动机和涡轮机组合循环发动机两个方向。其中可变涵道比的飞行包线范围只比目前的小涵道比涡扇发动机略好,但发动机寿命更好。涡轮机组合循环发动机飞行包线相比小涵道比发动机好很多,其能实现更大的最高飞行速度,但也存在着寿命更短,实现难度更大的问题。

4、人工智能驾驶。

由于绝大多数人类无法承受高于9G的过载,这意味着六代机只能往无人驾驶方向发展。目前的人工智能发展水平还无法和人类智力对抗。因此如何克服人工智能无法和人类智力对抗的缺点则是六代机成败的关键!


「战斗机」我国再次落后?美国的六代机真的首飞了?

以上4点是目前各国对六代机研发的主要共识点,其中第一代技术上已经不存在障碍,第二点则还存在着不小难题。最难的是第三点,中美两国的人工智能技术各有千秋,但距离实现人工智能操控战机超越有人操控战机还存在很多不确定性。此外,六代机发动机发展方向也还存在着两个方向的不确定性。

基于目前的现实技术难点,六代机还处于概念设计阶段,还需要进一步探索验证,过早确定研制方向反而容易走错技术道路而吃大亏。因此,预计我国的“名副其实”的六代机要等到2030年以后才能研制出来,美国也不例外,预计2025年也只能进行到六代机验证机阶段。

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