早在2016年的时候,美国立项了六代机项目——NGAD战机项目。
这一消息曝光后,引发了很多人的担忧,认为中国在六代机领域落后了。但实际上中国的六代机项目,或许早就高调曝光过了。
中国的六代机?
在2022年的珠海航展上,中国曝光了一款新型战机的外形设计概念。
从图片上能看出,这款新型战机采用“三无造型”——无垂尾、无平尾、无鸭翼,和美国的六代机NGAD战机在外观上非常的相似。
在更早之前的2019年,中国西工大的宋笔锋教授就曝光过,他的团队其实已经为中国的六代机项目设计过8个方案。
可以说中国当前在研发六代机,已经是国际上人尽皆知的事情了。
毕竟中国在军工发展上一直采用的是小步快跑策略,研发新武器都是服役一代,研制一代,预研一代。
中国的五代机歼-20在2017年前后开始服役,按中国军工系统的习惯,在歼-20开始服役的时候,中国就会开启新一代战机的研制。
到2024年的珠海航展上,中国的第二款五代机——歼-35高调亮相,这就说明中国对五代战机的设计能力已经驾轻就熟,可以信手拈来的研发五代机了。
这是中国航空工业和军工能力达到世界一流水平的体现,对其它国家来说难以解决的五代机,对中国来说已经不是什么难题。
那么对中国来说,新的难题就变成了六代机。
现在美国要研发六代机,中国自然也不能落后,所以也立马就会有六代机项目。
中美六代机的设计方案
当前来看,中国六代机项目和美国六代机项目,在设计思路上都是大相径庭的,那就是通过取消机体表面更多的结构,来获得更强的隐身能力。
战斗机的隐身能力主要来源于两方面,其一是机体的雷达散射截面,也就是RCS值。另一个是隐身涂料。
隐身涂料是一种可以在一定程度上吸收雷达电磁波的涂料,这个技术和六代机身上的关系没什么好说的。
不过在机体的雷达散射截面上,就和六代机强相关了。
因为隐身涂料技术不断进步,是能用在五代机身上,可能出现五代机和六代机用一种隐身涂料的情况。
但要改变机体的雷达散射截面,就只能改变机体的表面结构设计。
机体要减小雷达散射截面,最通用的做法是减少机体表面的缝隙以及夹角。
比如说我国歼-20使用的鸭翼,很多人认为其会影响歼-20隐身能力的主要原因,是鸭翼和机体主结构之间会形成夹角。
当雷达电磁波抵达这里,就会在这个夹角之间进行折射,然而极大的提升RCS值。
虽然歼-20鸭翼进行过精心设计,可以极大的弥补鸭翼和主结构之间形成夹角,导致RCS值变大的问题。但不管怎么设计,其造成的负面影响依旧会存在。
当前歼-20之所以选择鸭翼,是为了获取更强的升力和机动性。但换言之,在升力和机动性不变的情况下,歼-20能不用鸭翼设计最好。
我们暂且认为中国六代机在不使用鸭翼设计的情况下,依旧有足够强的机动性和升力,那么六代机上自然不用用鸭翼设计。
平尾和垂直也是如此。垂直尾翼自然而然的会让自己和机体主结构之间形成夹角,会极大的提升战机的RCS值。
正常来说,一款战机往往是机体后方的RCS值远大于机体前方,原因就是垂直尾翼的存在严重折射了雷达电磁波,造成了RCS值的提升。
平尾方面对机体RCS值的影响虽然没有垂直尾翼大,但依旧存在。
尤其是一些战机会采用可动平尾,当平尾在变化的时候,其RCS值也会提升。
因此如果新一代战机上能取消垂直尾翼、水平尾翼以及鸭翼,就能极大的减小机体RCS值,提升战机的隐身能力。
如此一来中美六代机项目都采用了“三无设计”,可以说中美都认为这种设计是最优解了。
采用这种“三无设计”的战机,其隐身能力将远远超过美国的F-22型五代机,能在空战时获取更多的优势。
“三无设计”
不过这种设计理论上能给战机提供更强的隐身能力,但给战机带来的问题也非常严重。
鸭翼和水平尾翼的作用,是让战机获得更强的机动能力。
这两处在六代机上取消还能理解,像我国第二款五代机——歼-35身上就没有鸭翼,我国歼-20战机的水平尾翼也是不可动的,并且面积极小。
歼-20如果愿意牺牲机动性的话,是可以取消掉鸭翼和水平尾翼设计的。
但垂直尾翼就不一样了,垂直尾翼不仅能为战机提供更强的机动性,还能为战机提供稳定性。
当战机侧向翻滚的时候,垂尾可以帮助战机迅速稳定飞行姿态。如果没有垂直尾翼,一旦战机进行大幅度的机动动作,就会在天上乱滚,从而导致战机失控。
在控制飞行姿态这一点上,垂直尾翼的作用比很多人想象的更加重要。
比如说战机在降落的时候,需要能一直保持直线飞行。如果战机不能保持直线,战机轮胎在触地的一瞬间,就可能导致战机侧翻。
而垂直尾翼,一大作用就是控制战机的飞行姿态,使得其能一直保持直线飞行。
从以上总总能看出垂直尾翼的重要性。取消掉这玩意,就必须从其它方面补足取消垂直尾翼带来的问题,尤其是保持稳定性和控制战机飞行姿态这一点。
当前来看,比较可行的技术方案是让战机发动机获得朝向不同方向出力的能力,再依靠一套强大的飞控系统,来对战机各部分进行“微调”。
信息来源:
【1】澎湃新闻·《战斗机为什么需要双垂尾?》
【2】海峡快讯·《美媒:中国六代战机现身航展,采用无尾翼设计,或2028年首飞》
【3】环球网·《全球六代战机发展状况:英意日给出时间表是在2035年之前建造出》
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