一般认为,第四代战斗机应该具备隐身、超声速巡航、超机动和网络战等能力。其中,隐身能力是最引人注目的。F-22A是第一架集上述能力于一身的战斗机,代表了目前世界战斗机技术发展的顶峰。本文将以F-22A战斗机作为案例,分析第四代战斗机隐身性能的相关问题。(文章摘选自中国军方内部刊物-《空军世界》)
隐身性能与飞行性能
空战的理想境界是把空中战场推到敌方的天空去。只有征服了敌人头顶的天空,才能打击敌人脚下的大地,并保护己方的陆海军不受敌人的空中打击。F -22A所代表的“空中优势”作战思想,不再满足于在浅近纵深的敌空域递次争夺制空权,而是同时在战场的全纵深形成空中优势。只有隐身战斗机才能在开战之初,在没有摧毁敌方空中和地面的防空体系之前,就在敌人纵深夺取到制空权。
在详细讨论F-22A空中主宰战斗机的隐身性能之前,先宏观地看一看与之相关的飞行性能。
空中主宰战斗机应该具备超声速巡航特性,以便在最短时间内抵达敌纵深的空中战场。超机动性则是在“弓箭”不中后不得已而亮出的“短剑”,虽然是必不可少的,但与空中主宰的基本概念并不完全一致--空中主宰的目的不是与敌纠缠、寻求短兵相接。
F-22A的最初设计目标是深八前苏联内陆执行空中优势作战,要求在离前线160千米左右起飞出击,高亚声速接近前线随后以超声速巡航深入敌后约650千米,遂行空中作战;然后以超声速巡航退出战斗,返回友邻空域后以高亚声速返航。冷战结束后,F-22A的设计要求中不再指明苏联,也增加了多用途的要求,但基本技战术指标没有变。
F-22A不用打开加力就可以在6-千米高度以1.6马赫飞行,但是美国空军秘而不宣的是,F-22A在这种状态下的航程或续航时间有多少。非加力超声速飞行和超声速巡航还是有区别白勺:只有与全程超声速进入和退出战区相配合,超声速巡航才有意义,否则只是延长时间的超声速;
中刺。超声速巡航为了减少阻力,应该在空气稀薄的2万米以上高空,而不是在空气密度较大的 6千米中空飞行。而F-22A的涡扇发动机是为中空中速而不是高空超声速飞行而优化的;它的低翼载、中展弦比、中后掠机翼对高机动的中空中速空战格斗十分有利,但在超声速巡航下的阻力却小不下去。类似的是,F-15的推力和推重比远高于F-1 04,但在最大速度上没有多少进步,1.6马赫下的超声速航程只有F-104的一半,就是因为F-104的气动外形及涡喷发动机是为高空超声速飞行而优化的,而F-15以牺牲阻力来换取机动性。F-22A同样也不能超越物理规律,各种好处“通吃”。
另外,超声速巡航的油耗比亚声速大,所以超声速巡航战斗机的机内载油系数(机内载油量和正常起飞重量之比)要比亚声速巡航战斗机高。F-15C 的机内载油系数为0.29,“米格-31”为0.41,“苏-27”也达0.40,而F-22A只有0.28,长时间超声速巡航的优势并不突出。F- 22A的非加力超声速飞行能力只说明其发动机推力的强大,并不能证明其长时间超声速巡航的能力。
F-22A的超机动性得益于其推力巨大的发动机和推力转向,但F-22A正常起飞重量从设计初期的22_7吨涨到现在的28.6吨,推重比从 1.4跌到1.11,和F-15C没有实质的差别。重量的增加也使F-22A的翼载和F-15C相当。F-22A和F-15C在推重比和翼载上相当,如果不是推力转向,没有理由在机动性上好很多。但推力转向不是F-22A的独门绝技,相对于同样采用推力转向的对手,F-22A在超机动性上的优势还很难说。飞行员的生理极限和空空导弹的大离轴角发射能力,进一步削弱其超机动性的实际优势。
F-22A的内载武器使其在空战时可以保持流线的气动外形,在机动飞行中的阻力无疑小于采用外挂武器的常规战斗机。F-22A为了发射内载武器,必须打开武器舱门将发射臂伸到外面。这样一来,干净的气动外形也就不复存在了。