2024年5月3日发(作者:处理器r5和i5哪个好)
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从历代战斗机核心性能特征看
未来六代机发展方向
陈 黎
在
世界各国军方、工业界和相
个长期备受关注、但迄今仍无明确
划代,可以按照时间坐标轴,对世
界喷气战斗机的漫长发展历程进
行简明扼要的表述,对其在这期间
关媒体中,战斗机划代是一
能力特征、作战样式和技术需求进
行合理预测和展望。
的最终目的是用来执行作战任务并
力争在战场上克敌制胜,作战能力
定论的热门话题。通过客观科学的
关于战斗机划代标准的新思考
在战斗机的相关评价指标中始终被
放在第一位,因此在进行战斗机划
代时,同样应当将作战能力作为首
要辨识依据。也就是说,在技术水国家,乃至同一国家的不同机构、
厂商、媒体之间,由于各种主客观
原因,对战斗机代次的定义存在明
显差异,由此造成世界范围内多种
战斗机划代方式长期并存,进而给
对世界战斗机进行合理准确的划
辨识依据进行明确界定。
相关工作带来不少困扰。因此,要
代,首先就得对相关的划代标准和
由于世界各国研制装备战斗机
众所周知,在不同时代、不同
的复杂技术脉络进行全面系统的梳
理,进而可以从历代战斗机纷繁多
样的性能特点中提取核心特征,从
其技术演进的众多偶然表象中发现
必然因素。在此基础上可以“温故
平、体系支持、人员素质相当的前提
下,可以根据两型(批)战斗机在作
战能力方面是否有质的差距,来判
战斗机来说,决定其作战能力的因
属到飞机平台性能(速度、升限、机
断二者之间是否存在代差。对现代
素有很多,但其中绝大多数均可归
动性等)和武器系统性能(有效射
程、杀伤威力、命中精度等)两个方
而知新”,对世界战斗机的未来发
展发挥一定的牵引和指导作用,尤
其是对目前各国探索中的六代机的
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面。而在飞机平台和武器系统这两
方面性能中,前者涉及到气动外形
以企及的水平,但很难在此基础
上进一步提高。
第二代是指问世于20世纪40和动力装置,一旦飞机定型,将很难
通过后续改进来实现质的飞跃;后
者则主要取决于航电设备、火控系
统和机载武器,相对来说更容易通
年代后期的一批后掠翼喷气战斗
的一对空中敌手:美国F-86和苏联
机,其中最知名的就是朝鲜战争中
米格-15。这代飞机由于采用了后掠
机翼,有效减小了激波阻力,由此可
使换装喷气发动机带来的优势得到
更充分发挥,其飞行性能较上代飞
机有了明显提升,最大飞行速度已
经接近声速。
过改进升级来获得巨大提升。有鉴
于此,在根据作战能力对某型(批)
战斗机所属代次进行判别时,将可
以重点从气动外形和动力装置两方
面进行考察。由此一来,战斗机划
最大程度减少评判过程中主观因素
代标准将会显得更加明确清晰,可
的影响,尤其可以有效避免部分战
能力提高而导致划代混乱的问题。
斗机因为武器系统改进升级、作战
年代世界各国大量服役的多型超
声速战斗机,主要包括美国百系
列(F-100/-101/-102/-104/-105/-
106)和F-4、F-111、YF-12/SR-
71,以及苏联米格-19/21/23/25和
第三代是指20世纪50、60
国外典型战斗机划代标准分析
为,多年来国外出现的众多战斗机
划代方式中,美《空军杂志》2009
年10月发表的一篇名为《第六代战
斗机》的文章中所提出的战斗机划
代标准,相对来说更加科学合理。
根据该划代标准,自二战末期以来
分为五代。
根据上述划代依据,笔者认苏-7/9/11/15/17。这代飞机采用了
适合超声速飞行的气动布局和带加
力的涡喷发动机,飞行中突破了声
障,并且飞行速度/高度不断攀升,
少数型号甚至达到了“双3”(飞行
速度马赫数3、升限3万米)水平,对
高空高速性能的追求达到了极致。
第四代是指20世纪70年代初
美《空军杂志》所提出的五代划分
法中的历代战斗机代表机型
世界各国研制的喷气战斗机可以划
第一代是指二战末期开始出
开始服役,至今仍是世界大多数国
现的世界最早一批喷气战斗机,其
代表机型包括德国Me-262/He-
162、英国流星、美国F-80和苏
家空中力量中坚的一批高机动战
斗机,主要包括美国F-14/-15/-16
风、阵风和鹰狮,以及俄罗斯的米
格-29/35和苏-27/30/35。这代飞机
和F/A-18A/B/C/D/E/F,欧洲的台
联米格-9。这代飞机带有明显的
试验性质,大致相当于在传统活
塞式战斗机基础上换装了喷气发
动机,沿用了后者的平直机翼布局
(Me-262的机翼略带后掠角),
经列装服役的仅有美国F-22/-35、
仅飞行性能进一步提高,具备超声
更重要的是拥有良好的隐身性能,
拉开了巨大差距。
以能量机动理论为指导,不再片面
追求高空高速性能,而重点突出中/
低空、亚/跨声速机动性。
第五代是指21世纪初开始投
俄罗斯苏-57三种机型。这代飞机不
速巡航、超机动和高敏捷等特性,
由此在作战能力方面与上一代飞机
尽管飞行速度达到了活塞式飞机难入使用的隐身战斗机,目前国外已
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的是其中的三代机,这批飞机尽管
型号众多、性能各异,但是从平台性
能来看,它们都有一个共同特点,就
是仍然在延续前两代战斗机对高空
高速性能的追求(这之后的四代机
在此划代方式中,最引人注目是不具备隐身这一核心性能特征,
因而被认为比五代机所代表的技
术层次低0.25—0.5代,为此专门
4.5、4.75)两个子代。
为这些飞机设置了4+和4++(或称
考虑到此划代标准公布时间
和苏联米格-25),由于飞行性能和
功能用途均比较另类,笔者为其另
外单独设置了一个子代。
历代战斗机核心性能特征分析
则转向高机动)。同时,这批飞机在
方面所采用的技术,也大致处于同
气动布局、动力装置、航电系统等
一水平(四代机则在这些技术领域
划归一代也并非说不过去。
较早,其中部分信息已略显过时,
为此笔者对其做了一定修正完善,
特点,如果以对飞机作战能力提升
的贡献大小以及具备该性能的技术
门槛高低为标准,对其进行分类排
项比较特殊、最具标志性的性能特
点,它对于本代战斗机代次地位的
维持意义特别重大,我们可以将其
历代战斗机都有各自众多性能
如下表所示。在修正后的划代标准
中,笔者参照四代机被细分为三个
子代的做法,将其中的三代机也同
样细分为3、3+、3++三个子代。这
全面更新换代),因此将它们全部
根据该划代标准,欧洲台
序,可以发现每代战斗机都拥有一
风、法国阵风、瑞典鹰狮、美国
主要是因为这代飞机在发展过程
中,从平台性能来看仍表现出较为
明显的阶段性:飞行速度由低超声
速逐步提升到马赫数2以上,飞机
平台由轻型制空/截击逐步转向中/
的两种具备“双3”性能的高空高
F/A-18E/F超级大黄蜂、俄罗斯
苏-35/米格-35等部分20世纪90
F-22同期研制,作战能力也较早期
年代后入役的战斗机,尽管与美国
四代机明显提高,但与F-22为代表
的五代机仍有着很大差距,尤其
称为核心性能特征(或代差特征、
标志性性能特征)。对于第一、二、
三、四、五代战斗机来说,其核心性
能特征分别为亚声速、高亚声速、
以下两个突出特点。
重型多用途。此外,这一时期出现
速截击/侦察机(美国YF-12/SR-71
超声速、高机动、隐身,它们均具有
本代飞机可凭此项性能获得
第一代
代别
第二代
Me262、He162、流星、F-80、
米格-9
3
F-86、米格-15/17
F-100、米格-19
代表机型
对美《空军杂志》战斗机五代划分法的修正完善
气动设计特点
平直翼
后掠翼
早期离心/轴流式涡喷
发动机
更加成熟的离心/轴流
式涡喷发动机
动力装置核心性能特征
高亚声速
超声速
亚声速
第三代
3++F-4、米格-23
4
3+F-104、米格-21
F-14/15/16/18、米格-29、苏-27、
幻影2000
F-15EX、F/A-18沉默大黄蜂、
苏-35S
F-22/35、苏-57
NGAD、F/A-XX
双3YF-12/SR-71、米格-25
更大角度后掠翼/变后
带加力的轴流式涡喷
掠翼/三角翼、面积率
发动机
设计机身
升力体机身、边条
翼、翼身融合
隐身气动一体化设计
--
高推重比涡扇
发动机
带矢量喷管的更高推
重比涡扇发动机
第四代
第五代
4++
5
4+F/A-18E/F、台风、阵风、鹰狮高机动
隐身
第六代
5+暴风、FCAS
自适应变循环发动机人工智能
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对上代飞机的极大战术优势。战斗
机的主要任务就是与敌方战斗机
空战,以争夺前线制空权,保卫己
方空中/地面目标。在执行此任务期
间,战斗机的各项战技性能均能不
同程度地发挥作用,其中核心性能
特征的作用通常尤显突出,本代战
上一代飞机的压倒性、甚至碾压式
战术优势。
以五代机为例,当其与四代机
斗机依靠这一性能,往往能获得对
展开空战时,即使不考虑超声速巡
航、超机动等先进性能,仅凭隐身
这一核心性能特征,五代机就可以
做到“先敌发现、先敌锁定、先敌
向透明,呈一边倒的态势。因为五
代机借助隐身性能的庇护,完全可
以在四代机雷达的有效探测/跟踪
开火、先敌脱离”,甚至使战场单
第四代战斗机开始追求高机动性
低空、高亚声速状态下展开的,而
很少在高空高速状态下进行,此时
四代机的中低空/亚(跨)声速高机
武器系统方面的优势,由此造成其
碾压三代机。
独隐身性能,由于其与飞机气动外
力的80%左右是由外形设计所决
仅靠局部修形、外覆吸波涂层、座
实现与五代机接近的隐身性能。也
形密切相关(军用飞机雷达隐身能
定),四代机囿于其机体原始设计,
舱盖金属镀膜等小修小改,将很难
正是由于这样的原因,美国F-35尽
动性将可以得到充分发挥,再加上
在空战中往往能以非常大的交换比
上一代飞机很难通过改进升
距离外与之交战,通过发射中远距
空空导弹,对尚在接敌过程中、甚
施打击。不仅如此,五代机还可随
机之间的距离,以回避与其可能的
近距格斗空战,并伺机再次对其实
如果不考虑战时其他各种因素的作
四代机将很难与五代机正面对抗。
美空军F-22战斗机在与F-15、F-16
至根本没能发现本机的四代机实
时根据战场态势,调整本机与四代
级来获得本项性能特征。从各代战
斗机核心性能特征背后的支撑技术
管是作为与F-22搭配使用的“低
档”五代机而研制的,在平台飞行性
能方面只能说与传统四代机基本相来看,它们通常与飞机的气动布局
初步设计阶段,按照相关的战术技
术要求,根据气动、发动机、结构等
基本因素来确定的,飞机定型后将
很难进行重大改动,否则就相当于
密切相关,而气动布局是在飞机的当,尤其是缺乏超声速巡航和超机
机所不具备的隐身性能,因此仍当
“一俊遮百丑”。
施视距外打击。在这样的背景下,
用,单从平台自身性能的角度来讲,
动性能,但由于该机拥有传统战斗
之无愧地被归入五代机之列,可谓
与此类似,二代机要在一代机重新设计一型飞机了。由于这样的
原因,上一代飞机很难通过改进来
获得下一代飞机的核心性能特征。
例如,在五代机所拥有的隐
等四代机的对抗演习中所创造的
上证明了这一点。
的基础上将飞行速度提高到高亚声
速,需要将后者的平直机翼更换为
后掠翼;三代机为了实现超声速飞
行,采用了更大后掠角的机翼或三
四代机要具备高机动性,需要采用
144:0的惊人战绩,就在相当程度
又如,在20世纪80年代至21
身、超声速巡航、超机动性和高度
世纪初的多场四代机对阵三代机的
综合的航电系统等性能特征中,后
空战中,由于双方交战通常是在中
三项均可通过相关技术的下放,在
角翼,以及按面积率设计的机身;
隐身融合、边条翼、升力体机身等四代机上得到不同程度的实现。唯
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先进技术,这些都涉及到对飞机气
靠改进升级将很难完成。
动布局的重大改动,上一代飞机仅
未来六代机核心性能特征
初步研判
代机陆续入役以来,美国、欧洲、俄
罗斯都相继开始了更新一代、即六
代标准及核心性能特征分析,六代
自21世纪初以F-22为代表的五
代机的探索。根据前面的战斗机划
机要在战斗机发展史上单独成为一
代,必须至少拥有一项自身独有的
核心性能特征,使其作战能力较五
代机有革命性提升。
综合多年来相关国家军方、工
第五代战斗机可凭借隐身性能形成对第四代战斗机的巨大优势
更好发挥,但要由此构成对五代机
的碾压则不太可能,因此它们均不
能算作六代机的核心性能特征。
对于远航久航能力和大载弹
对传统战斗机的碾压式性能优势,
随后相关各国纷纷加大了反隐身技业界和媒体披露的信息,与现役五
性能特征不外乎以下几方面:人工
给世界各国军方带来了巨大震撼,
术的研究力度,目前这些装备已经
逐渐开始实用化,因此当六代机入
役时,无疑将会面临众多反隐身装
代机相比,今后六代机可能具备的
智能(AI)、全向宽频隐身、有人/无
量这两项性能特征来说,尽管它们
当帮助,但由此带来的优势远不足人机协同、单装/组网一体化火控、
动性/敏捷性、更好的远航久航能
确实对提高六代机的空战能力有相
以给空战态势带来颠覆性影响,因更强的态势感知、更高的超声速机
力、更大的载弹量和机载新概念武
备的挑战,不太可能再现当年F-22
此二者同样不能算作六代机的核心
性能特征。从世界战斗机发展史就
可以看出:历代双发重型战斗机相
一骑绝尘的局面。考虑到五代机毕
竟具备良好的头向隐身能力,其他
方向也能实现适度隐身,在未来空
战中只要采取机动灵活的战术,再
六代机也仍有一战之力,而不至于像
非隐身飞机面对隐身飞机时那样,基
本丧失正面对抗的能力。
对于超声速机动性/敏捷性来
器(例如高能激光)。我们可根据前
述的相关判别标准,对这些性能特
征逐个进行分析,筛选出其中的核
心性能特征。
在上述性能特征中,有人/无人
对于同期的单发轻型战斗机,通常
都会在航程和载弹量方面拥有较大
优势,但这并不影响它们成为同一
代战斗机。
就全向宽频隐身能力来说,其
加上己方作战体系的支持,即使面对
机协同、组网一体化火控、强态势感
知和新概念武器的相关技术,目前
正在以四/五代机为平台进行验证测
试,发展成熟后才会应用到六代机
四/五代机具备这些性能并不存在困
难,尽管六代机凭借平台条件方面
上。因此到六代机面世的时代,要使
在今后空战中给六代机带来的优势
固然不可小视,但该性能能否被视
为六代机的核心性能特征,六代机
能否因此实现对五代机的代差优
势,仍值得商榷。这主要是因为,自
2005年美国F-22隐身战斗机服役以
说,尽管其水平的提高肯定对六代
机的空战能力有所帮助,但六代机
势,同样存在很大疑问。一方面,随
能否由此形成对五代机的代差优
着机载武器性能的不断提高,尤其
是当空空导弹具备全向攻击、大离
轴/越肩发射、发射后锁定等能力的优势,有可能会使这些性能得到来,其在一系列演习中所展示的相
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后,
作用已经没有以前那样突出;
载机自身飞行性能在空战中的
方面,
另一
标能力的持续提高,
随着空空导弹攻击高机动目
拦截弹、
防护装备的日渐实用化,
甚至高能激光武器等主动
加上反导自卫
性能对躲避来
载机飞行
也明显下降。
因素的限制,目前四/五代机的最大
此外,
袭导弹攻击的作用
由于人体生理
使用过载
行员所能承受的极限,
(9g)被认为已经接近飞
术条件允许,
人驾驶飞机,其机动性/敏捷性、
但六代机只要仍为有
今后即使技
其最大使
尤
美、
F-4、
俄两国历代战斗机代表机型俯视图
苏-27、
F-15、
苏-57、
F-22、
(上:从左至右分别为F-80、F-86D、
升空间,也存在疑问。
用过载还能有多大的提
六代机)
六代机,下:从左至右分别为米格-9、米格-15、米格-19、
为六代机核心性能特征的候选项就
在经过上述排除筛选后,能作应用AI技术所带来的优势得到更充
态势感知等
FCAS),理论上讲都没有完全达到
外对未来六代机性能分析评估的相
只剩下AI了。事实上,从多年来国内方面的性能均可跃上一个新台阶。
分发挥,其飞行、隐身、
关信息来看,将AI视作六代机核心
例如,
6-代战斗机似乎更合适。
六代机的标准,将其称为5+、
而从世界
5++或
解除大过载以及
对于无人战斗机来说,AI和无人机技术的发展态势来看,
性能特征的呼声也一向是最高的。带来的机动性巨幅提升,
飞行姿态限制后所
仅仅是
要使无人机具备高强度战场环境下
尽管这样,考虑到种种原因,AI要四/五代机望尘莫及的。
就是传统的对面/对空作战能力,从而将战斗
荣膺六代机核心性能特征
冠,
这项桂由于这样的原因,能还会需要相当长的时间。
机这种传统主战飞机无人化,很可
其发展成熟到足够程度、
很可能还需要较长时间,
战斗机实
要等过应用先
有自主作战能力的无人战斗机后,
进AI技术,发展成为具
当六代机通
考虑到这样的现状,今后六代
现无人化之后才能实现。
在战斗机实现无人化之前,由
其作战能力将会较传统
机的发展,
于应用于六代机的AI技术,
机产生质的
体系、
飞跃,并由此带来装备
有人战斗出的数字式百系列计划那样的方式
采用类似美空军近年提
应当较为现实。也就是说,在今后
可用于四/五代机的改进,
同样也
的一系列颠覆性变化,
部队编制、战术战法等方面六代机的研发过程中,
的作战能力难以拉开较大差距,
因此二者
然当之无愧地成为六代机的核心性
届时AI将会到位,
不追求一步
而一旦战斗机实现了无人化,
备所有性能特征,
不强求六代机服役之初就具
而是以小步慢跑
就完全不一样了。因为有人机在设计
情况能特征。的方式,
过程中,
限,在很多方面不得不做出妥协甚
为了照顾人体生理需求与极
未来六代机的可能发展方向
演进,
无人,
从有人、
通过一系列机型的迭代、
最终推出真正意义上的六代
可选有人逐渐过渡到
至牺牲,
样的束缚,
无人机设计则完全不受这
理论上只需考虑材料、结
征的分析,
根据以上对六代机核心性能特机。
构等方面的限制,由此可使战斗机
一系列采用有人或可选有人驾驶技
欧美国家近年来推出的
术的六代机方案(例如欧洲暴风、
摘编自《国际航空》2022年第3期
责任编辑:刘靖鑫
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