闪电之怒 FVS歼
F35战斗机是美国头号军火商洛克希德·马丁公司在20世纪末最大的军用飞机研制计划,旨在用多用途战机替换美国及其盟友大量的老旧战机。其研究目的是采用模块化设计,应用大量先进技术,制造出低成本的战斗机。然而最后适得其反,造成了八国超过550亿美元的巨额投入。
许多人往往先入为主,把F35闪电想成一无是处的“肥电”,其实不然,F35在超视距空战能力与歼20有的一拼。不信的话,就让我给大家深度剖析双方的性能特点。
1.正面隐身(包括进气道)
机头的雷达隐身性能至关重要,当战机面向对手被雷达正面扫描的就是机头部位。就算是地面雷达,扫描5千米高度50公里外的战机,在空间因素下,战机绝大部分的雷达反射信号由水平机体和垂尾提供,而机翼机腹等部位造成的影响则要小得多,所以机头隐身十分重要。大体结构上,双方都采用了菱形弧形机头方案。这样一来,雷达波照射后就沿4个方向绕流,避免其返回雷达站。F35和歼20的弧形坐舱盖也镀上特殊金属膜使雷达波绕流在金属膜表面圆滑经过,避免雷达波绕流在此断裂。但是歼20为了在主翼面上形成涡流增大升力,鸭翼固定时向上斜倾约20°且不与主翼面平行。根据隐身战机“平行原则”,常规布局飞机平尾位于机翼之后,雷达波照射时机翼利用前后缘较大的波峰去遮挡平尾前后缘的信号,这是鸭翼布局飞机没有的优势。除此之外,雷达波从前方照射时鸭翼与机身间的缝隙也会产生反射信号,降低隐身性能。
进气道
歼20和F35的DSI鼓包
歼20和F35都采用了DSI进气道。其原理是去除进气道与机身间的隔板,再内设鼓包。另外两者皆采用了S型进气道避免雷达波照射发动机。DSI进气道相较加莱特进气道隐身性能和亚音速进气性能更好,但超音速飞行时进气效率更低。DSI进气道结构简单重量较轻,没有复杂的放气装置,并利用鼓包遮挡内部结构,加强了隐身性能。而加莱特进气道不仅质量更大,而且形成空腔效应,雷达波照射时有更为明显的反射信号。因此,F22利用机身和隔板特殊设计的倾斜角度把大部分的能量向隔道内折射来减小信号特征。俄罗斯的苏57则采用直通进气道,并在内部安装了雷达屏蔽器,也能有效阻止雷达波反射。但设计师们为了最大程度保证进气效率,雷达屏蔽器的遮挡效果要比F117和X32的差的多。
2.战机上下方及侧面隐身
对于上方、侧面的隐身,两方都用到了差不多的技术。F3歼20都把机翼和垂尾的边缘设计地相互平行。当雷达波照射时,就会形成一个隐身轮廓,从而避免雷达波返回雷达站。另外,双方都把垂尾外斜,不然侧面雷达波照射垂尾时,垂尾便成为了一个万向反射源。不过歼20的鸭翼和主翼面并不共面,根据“平行原则”,有更大的信号特征。
下方的隐身其实也差不多,都采用了平行和避免垂直角的设计。不过为了增大载弹量(配置重磅炸弹和反舰导弹),F35的起落架设置在机翼下方并加大了弹舱尺寸。这导致飞机下方出现多个圆滑,分别位于机翼下方和发动机前方。于是F35的机腹便与其他五代机区别开来。F35的凸起腹面虽然能形成连续波面,但缝隙较多,与完全平整的腹部相比,这种复杂结构的腹部隐身性能更差。而歼20则采用平整机腹,有更好隐身性能。有必要一提的是,两方的隐身性能在打开弹舱之后必定一落千丈。因此F3歼20的弹舱从打开到闭合都不超4秒,降低了被发现的概率。
3.后部隐身
(上图)F35的发动机用了锯齿状结构,歼20没有此类结构
(下图)F2X32的二维矢量喷管有利于减少红外特征并提高雷达隐身性能
后部隐身上,F35的尾喷管采用了锯齿状设计,把雷达波往无关紧要的方向反射。而歼20的尾喷管并没有此类结构,雷达隐身性能较差。另外歼20两个喷口之间的空腔在雷达波照射时也降低了机尾雷达隐身性能。目前尾喷管隐身性能最好的战斗机是F22和X32(不算YF23)。其二维矢量喷管不仅能很好地裹住尾喷管,阻止雷达波照射内部结构,还能把暴露在外的红外信号减到最少。所以F22在闪避红外制导的格斗导弹和雷达制导导弹时逃脱的机率大大提升。同理,由于F35的后部雷达隐身性能和红外隐身性能强于歼20,在用干扰箔条(释放雷达波)和曳光弹(释放红外信号)闪避导弹时成功率更高。作为第五代战机,F35的尾喷管和歼20一样对红外信号进行了处理,但是由于F35的F135发动机和歼20的涡扇10B发动机在红外信号屏蔽能力上有巨大差距,加上歼两台发动机中间并没有格挡结构,热量叠加,导致歼20的红外特征比F35明显的多。
5.蒙皮及涂料
F35运用了美国的喷漆蒙皮技术,隐身涂料可直接在蒙皮上喷涂。此技术大大节约了F35,B2的维修成本,也让F35更好应对上舰的恶劣环境。而歼20目前没有应用此类技术,保养费用较高。由于缺乏实际资料,隐身涂料的效能无法确切比较。目前第五代战斗机使用的涂料价格昂贵,有些机体关键部位甚至需要覆盖10层以上的涂料,很考验一个国家的军工材料制造水平。
二.航电系统及态势感知能力:
1.机载软件及数据链
F35本身搭载的综合模块化航电构架比F22的更加先进。其综合核心处理器(ICP)可以同时处理高度、速度、通信、图像等多项任务。通过MADL高数据率定向链路,F35战机编队可以共享大量传感器信息,大大加强了态势感知能力。这也为之后F35在空战中实现跨国协同甚至有人无人系统之间的协同打下坚实基础。例如:F22掩护F35执行制空任务,F35带JSM联合打击导弹执行反辐射任务。此时F35可以通过诺斯罗普格鲁曼公司15年设计的自由550战机信息共享系统,和F22共享火控雷达信息,向敌机反射AIM120导弹。倘若对地时自身弹药不足,也可通过Link16数据链把目标坐标传输给宙斯盾驱逐舰,接着战舰发射LRASM导弹将其摧毁。如果战机还在指定作战区域,F35甚至可以通过导弹的双向数据链实现A射B导的精确打击。相比之下,未获得国家立项的歼31战斗机没有足够资金和人力完成如此复杂的数据链设计优化,顶多提供给信息体系较为低级的国家使用,中国军队肯定是看不上眼的。不过,F35复杂的软件工程也曾产生过多处漏洞,大大延后了形成战斗力的时间。而歼20作为重型空优战机,和F22一样,只拥有战机之间信息共享的能力。因为没有强调专门的对地、对海能力,设计过于复杂的跨军种数据链将大大增加研制成本并降低效费比。有需要可以把信息通过加密网络传给指挥部再做出相应处理。在战机间信息交流上,歼10之类的四代机也难以和歼20进行直接信息共享。相比之下,F35的机载软件比歼20更加先进。
2.光电系统与显示系统
(上图)F35的座舱与飞行员的高科技头盔显示系统
(下图)F35和歼20机头下方都配有光电瞄准系统(EOTS),机体上装配光电分布式孔径系统(DAS)
F3歼20的座舱皆采用多功能显示屏,完全没有俄系战机中多如繁星的操作按钮。值得一提的是,F35飞行员装配的头盔显示器完全取代了之前的平视显示器。头盔显示器和显示屏通过机身下方的光电瞄准系统(EOTS)和遍布机身的光电分布式孔径系统(DAS),生成带地理标记的威胁报告和图像,使行员具备了“看穿机体”的能力,一扫往代战斗机视野盲区的问题。该头盔可以辅助飞行员进行导弹瞄准,并清楚地把敌方飞行器的移动路径投射到头盔护目镜上供飞行员参考。F35飞行员只需扭头一撇,便可锁定目标。歼20也采用了头盔显示系统,光电分布式孔径系统,光电瞄准系统,但飞行员参看飞行参数主要在平视显示器上完成,光电系统信息则在显示屏上显示,没有很强的立体感知能力且头盔显示器只是平视显示器的补充,远不如F35先进。这加大了歼20在对地、对海能力上与F35的差距。
3.火控雷达及电子干扰
F35,歼20都配备了X波段有源扫描阵雷达,有超过200千米的探测距离。此种雷达由许多放射,接收单元组成。相比由单一放射,接收单元组成的无源相控阵雷达,有源相控阵雷达在可靠性上大大提升。即便单个单元损害,其他单元仍可正常工作。更重要的是,发现敌机后,机载计算机可以控制运行的单元数量,保持低功率运行,降低被敌方被动雷达发现的概率。另外,五代机内置的独立电子干扰系统,和雷达配合让战机不带电子吊舱就可执行专门的电子战任务并且干扰雷达制导导弹。在机载雷达领域上,美国第4大军火商诺斯罗普·格鲁曼公司毫无疑问是世界第一。90年代,诺斯罗普·格鲁曼公司将先进的电路集成系统组合到一个单元中,再由2000个单元组成了F22的APG77雷达。而后,又用大约1650个单元组成了F35的APG81雷达。经过螺旋式升级,这些雷达性能大大提升。格鲁曼公司也因此成为了全球最先进的军用雷达生产公司。放眼我国,目前拥有先进军用雷达集成技术的公司只有一个,那就是中国电子科技集团。由于发达国家的封锁,该集团尚无与格鲁曼公司相称的相控阵衬底技术(GaAs),在电子漂移速率和击穿电压能力上与美国技术有较大差距。这导致该集团给歼-20装配的雷达在单个组件微波放大能力、电路放大能力上落后于F35的APG81雷达。当然APG81雷达和歼20雷达相比,组件总数更少,体积也更小。
三.战场作战能力
1.武器使用
(1图)歼20可携带4枚PL15远距离弹+2枚PL10格斗弹
(2图)F35携带两枚AIM120C中距弹+2枚2000磅杰达姆精确制导炸弹
(3图)F35携带8枚SDBII型小直径炸弹+2枚AIM120C中距弹
空战模式下,F35可内置4枚AIM120C/D雷达制导中距弹。由于没有设计侧弹舱,主弹舱发射速度较慢,F35目前无法内置像AIM9x响尾蛇这样的近距红外导弹。歼20则可携带6枚导弹(2枚霹雳10红外格斗弹和4枚霹雳15雷达制导远距弹)。但F35对内置弹舱进行了斜置优化,不用外挂就能装配对地、对海导弹与炸弹,包括JSM联合打击导弹,2000磅杰达姆精确制导炸弹及质量更小的型号。对地时加外挂总载弹量可达8吨,可携带多枚导弹或炸弹,网上有比较震撼的图片可以自己比较。非空优任务时,F35通常携带2枚AIM120C加上2枚非空优导弹或炸弹。另外, F35可使用SDB小直径穿甲炸弹攻击移动目标。一架F35可内置8枚SDB加2枚AIM120C。相比之下,歼20弹舱和F22一样为四方形。从内置4枚霹雳15远距导弹的图片看,歼20弹舱已达极限,国内没有一款反舰导弹可以内置。除非研制比霹雳15还小的反舰导弹,不然携带反舰导弹和重磅炸弹就必须外挂,失去隐身优势。但歼20的PL15导弹(180KM)较AIM120D(120KM)具有更远的射程,打击四代机方面更为得心应手。歼20对地、对海能力较弱,在武器通用性上远不如F35。反观俄罗斯的苏57,可以携带kh59隐身反舰导弹和微型超音速核弹,对地、对海水平和F35有的一拼。因此个人认为中国很有可能应进苏57弥补歼20对地、对海能力的不足。
2.作战半径
作战半径就是指飞机执行任务的距离限制。战机执行不同任务的作战半径会有巨大差异,因此比较内置武器的亚音速最大航程更为直观。从美军官方公布的数据来看,F35A在内置两枚2000磅杰达姆精确制导炸弹及2枚AIM120D空空导弹情况下满油航程2220KM,F35B内置两枚1000磅杰达姆精确制导炸弹和两枚AIM120D满油航程1670KM。而F35C型比A型多了约30%燃油,相同武器配置航程2520KM。而根据基维百科数据F22在带两个副油箱不带武器情况下可飞行2977KM,带油11.6吨。无副油箱时满载油量8.2吨。考虑副油箱的飞行阻力和载弹状态的差异,无副油箱的F22内置8枚导弹的最大航程应该超过2200KM左右,和F35A相差不大。而洛马官方给出的410海里(759KM)作战半径包含100海里(185KM)的超音速巡航状态,无法统一比较。战机航程受到多方面因素影响,和带油量、发动机效能、飞机机体阻力等都有很大关系。歼20机身较为修长,阻力小,可以携带更多燃油,但机体更大且发动机较为落后。因此个人估计歼20内置武器的最大航程为2500KM比较可靠。网上有不少人存在误解,认为歼20作战半径2000KM,航程超过4500KM,基于当前这是不可能实现的。若要实现要内置16吨左右燃油,机体超重而且发动机无法负荷,难以执行空战任务。
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