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試飛專家:發展四代機難在整合技術與發動機

發佈時間:2011年09月12日 10:16 | 進入復興論壇 | 來源:解放軍報


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國際級功勳試飛員,空軍試飛專家,軍事理論專家徐勇淩。

資料圖:俄羅斯第五代戰機T-50飛行演示。

  剛剛結束不久的莫斯科航展,對於世界航空大國而言,甚至不能用喜憂參半這樣的詞來形容。

  美國派出了強大的參展陣容,但四代機明星F-22由於氧氣問題無法參展;首飛僅過去一年半的俄羅斯四代機T-50,以雙機編隊參展本可成為航展絕對的明星,卻由於發動機問題中斷起飛,給躊躇滿志的俄羅斯不小的打擊。反倒是法國的三代半戰機“陣風”,用並無新意的表演賺足了觀眾的眼球。

  航展歷來就是世界軍事發展的晴雨錶,那麼此次莫斯科航展究竟帶給我們哪些啟示?請看空軍試飛專家徐勇淩大校的深度解讀。

  “4S”:不同國家的不同解讀

  首飛于1997年,並與2005年裝備美軍的F-22猛禽,依然是目前世界上投入裝備的唯一一款四代機。在三代戰機出現近30多年後,四代戰機姍姍來遲,而四代機相對於三代機,能夠稱之為超越的也只有隱身和超音速巡航這兩項性能指標。至於超機動和超視距攻擊(直譯為“高級戰役意識和效能的航空器”)只不過是對三代機性能指標的發揮而已,其實並無新意。

  關於下一代戰機的發展方向,儘管有美國創立的4S指標作為標桿,但各國在軍機研發中還是作出了自己的選擇。歐洲和法國(法國保持了其在軍機研發中相對獨立性的傳統)選擇了三代半;俄羅斯選擇了有重點的突破,在T-50的設計中,他們更加強調超機動性和超音速巡航這兩項指標,在隱身性能方面作出了適當的犧牲,而在所謂的高效能方面,由於技術上相對於西方存在較大差距,只能盡可能地追趕。即使是技術實力雄厚的美國,在高低搭配的低端飛機F-35上,無奈地放棄了超音速巡航和超機動這兩項指標。

  其實對於4S的不同選擇,與其説是技術解讀上的不同見解,還不如説是能力不足制約下的無奈之舉。相對於三代機十幾億的研發成本,四代機動輒上百億的研發費用,對任何一個大國都難以承受。歐洲放棄四代機的競爭而選擇了技術臺階相對不大的三代半戰機,更多是從成本角度的考慮。

  當然,四代機研發更大的難點還在於技術的整合,工程領域單向技術的突破已經不易,而要實現多項功能的整合,對技術團隊的考驗更加嚴峻。追求完美的F-22在小小的氧氣問題上一蹶不振,一停飛就是4個多月,這種看似陰溝裏翻船的現象,其實是技術整合帶來的最大問題。對於俄羅斯而言,他們遇到的問題更多,既有經費不足的問題,也有技術整合難度大的問題。例如,在超機動和隱身性能彼此兼顧方面,從設計和製造難度角度考慮,他們不得不降低對隱身性能的要求,這一點從機身下表面和尾部設計中都可以看到。

  軍機“心臟病”:大國航空之痛

  今年5月的巴黎航展上,俄羅斯超機動飛行的明星——米格-29OVT,因發動機問題終止了飛行表演。8月的莫斯科航展上,一枝獨秀的T-50,更是在起飛中發生發動機噴火的重大故障,不得不中斷起飛,在家門口丟了醜。俄羅斯軍機發動機的不良表現,再次引發了人們關於發動機問題的話題。發動機是飛機的心臟,是戰機超凡性能的動力之源。相對於飛機氣動佈局的精巧複雜,飛控技術的軟硬體技術難點,航空電子系統的高度信息化與綜合化,人們往往忽視了發動機技術的高難度。

  其實,俄羅斯軍機心臟病已經不是什麼新鮮話題了。在俄羅斯三代機米格-29首飛之初,其2號機和4號機就因為發動機問題相繼墜毀。1989年巴黎航展機場上空,前蘇聯著名試飛員科沃丘爾遭遇米格-29發動機爆炸的驚魂一刻,低高度跳傘逃生,其落地點與飛機墜毀點近在咫尺。

  由於西方在發動機關鍵技術上的嚴密封鎖,技術上沒有合作夥伴的俄羅斯,在發動機技術研發中一直舉步維艱。相對於歐美發動機幾千小時的壽命和高可靠性,俄羅斯發動機的性能缺陷和不良表現一直為人們所詬病。

  為了追趕美國四代機的腳步,俄羅斯的T-50從上馬之初,就提出了雄心勃勃的AL-41發動機研發計劃,但去年1月29日T-50首飛之時,只能用替代産品117S發動機裝機,而AL-41的研製據説還遙遙無期。儘管普京總理信誓旦旦要在2013年首裝T-50,但如果沒有大推力、矢量技術的AL-41發動機,T-50的超機動性就無法實現。此次莫斯科航展上儘管雙機配對的T-50做出了驚險的編隊表演,但在超機動性能方面卻少有展現。

  其實,發動機問題絕非俄羅斯的個案,發動機始終是大國軍機發展中最大的技術瓶頸。發動機技術的發展難度不僅在於設計,更重要的是發動機材料等相關技術的發展以及發動機試驗所需的大量資源和經費的支持。正因為發動機技術的複雜性,其研製成本巨大、週期較長、見效緩慢。當然,發動機技術一旦突破,技術效益難以估量。

  許多國家由於對發動機研製的投入不夠,導致技術問題長年積累,已經嚴重制約新一代軍機的發展。目前,我們在發動機性能、壽命、可靠性等指標上,與西方大國還存在巨大差距。據新華社報道,近期著名航空材料專家師昌緒提出,將航空發動機技術作為國家專項工程進行立項,得到了中央的高度重視,發動機技術有望成為國家戰略,中國航空發動機技術的騰飛指日可待。

  國際裝備市場的話語權:大國的四代機之爭

  從上世紀70年代三代機的出現開始,我們看到的不再僅僅是局部戰爭中軍機威力的展示。國際軍機市場上的大國博弈,其激烈程度一點不亞於真實的戰場。在過去的40年裏,軍機市場上美俄平分秋色,歐洲逐步擴大市場份額,其他國家積極參與,畢竟這是一塊不小的蛋糕。

  武器出口的意義絕非純粹的經濟利益。由於技術門檻難以逾越,中小國家只能無奈地引進先進國家的航空武器裝備。而對於大國而言,一旦掌握了一個國家軍機的主要份額,也就掌握了技術的控制權,從而擁有了戰略話語權。正因為軍機市場這種巨大的誘惑,大國為了贏得市場必將不遺餘力。

  在三代機的市場競爭中,美國的F-16顯然在綜合效能上佔優,但俄羅斯的三代機卻具有價格優勢,而其機動性優越的特點也在一定程度上彌補了航空武器方面的不足,因此,在國際三代機市場上,美、俄可謂平分秋色。

  市場競爭無外乎兩條:一是性價比,二是技術特點。在這場競爭中美國顯然贏在了起跑線上,利用F-22/35的先發優勢、合作研發的手段,美國將西方國家捆綁在F-35這輛戰車上。美國為其未來的軍機出口做足了功課。

  然而,俄羅斯並非沒有機會,由於四代機技術研發的緩慢進度,F-35的列裝一推再推,加上四代機節節攀升的價格,令美國盟友躊躇難斷,F-22的停飛更是雪上加霜,不禁讓人們對美國軍機的高技術産生懷疑。這對俄羅斯不啻為一個難得的機會,T-50以超機動性見長,尤其是俄羅斯在矢量推力方面的技術優勢,大大提升了未來軍機市場上的競爭力,加之俄羅斯軍機的價格優勢,在可預見的未來,美俄必將在新一輪的軍機出口競爭中展開激烈博弈。

  (本文來源:解放軍報)

責任編輯:杜卓

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