2024年12月26日,两款中国先进无尾战斗机首次亮相,引起了公众的高度关注。有军迷奔走相告,把它们分别称为成飞的“南六代”和沈飞的“北六代”,也有人拒绝盲从,在它们究竟是不是六代机的问题上抱有怀疑。由于并非由官方正式发布,军迷手里仅有民间拍摄的模糊照片,关于这两款新机的性能分析也只能偏向“自由心证法”。近日,美国“战区”网站刊登了一篇“深度分析”《中国下一代隐形喷气机的真正含义是什么》,本文摘其要点,以飨读者。
一、模糊的定位
从手机拍摄的影像来看,这两款飞机机头都带有空中数据收集装置,都有飞机伴飞,且起落架都呈放下姿态。这些防御性措施都暗示新机是首飞不久即被大众目击,进一步说明人们看到的“六代机”极有可能处于技术验证阶段,而非设计更成熟、可以马上用于量产的原型机。
两款飞机到底要发挥什么作用尚不完全清楚,可能是中国下一代重型战斗机计划中的竞争对手,但也可能会作为并行不悖的独立项目各自发展。
据了解,中国的下一代战术空战愿景与美国类似,其中可能包括的有人驾驶战斗将充当独立的“射手”、无人机的指挥和控制平台、关键的情报收集和通信节点以及强大的电子战平台。这涉及人工智能和数字工程的大量使用,新通信架构、下一代隐身技术、传感器和发动机技术也是实现新愿景的基石。
洛克希德·马丁公司艺术作品中的下一代空优战斗机(NGAD)概念
在新空战愿景中,“第六代”这个词屡被提及,其实每个国家根据可用资源、技术知识和空军的战术需求,对“第六代”的定义都有差异。对外界来说,中国空军对“南六代”的定位究竟为何,就如雾里看花一般。我们将其称为“歼-36”,只是为了行文方便。虽然中国正在开发下一代载人战斗机,但中国对某种“区域轰炸机”的装备需求也是明摆着的事实,即介于重型战斗机和战略轰炸机(如轰-20)之间的一种作战平台,命名规则为歼轰-XX。歼轰-XX的目标是:拥有相当大的作战半径,能够远离中国海岸,但不能像战略轰炸机那样执行洲际任务;有效载荷大,但比战略轰炸机少得多,能面向多用途战术应用,可以在竞争激烈的印太战场上打击高价值目标。而“歼-36”的真实定位可能就是歼轰-XX。
相比之下,“北六代”的定位也许相对清晰一些,大概率就是第六代战斗机。
二、关于歼-36的性能分析
相对于“北六代”,歼-36的影像信息相对丰富一些。
1、气动外形
该飞机采用大型改良三角翼无尾结构,突出的前缘延伸部分无缝融入机头部分。总体而言,歼-36比歼-20显得更长、更宽,内部容积大得多,并且隐身性显著增强。取消尾翼、鸭翼和边条将大大增强飞机的“宽带”隐身能力,换句话说,这将有助于减少不同频段的雷达系统的探测范围,特别是从各个角度实现隐身,而非仅仅是从飞机的正面。
无尾设计还可以提高巡航过程中的效率和性能,但将在机动性上付出代价。其设计者显然接受了这一折中,优先侧重了比传统战斗机更好的直线飞行性能、作战半径和有效载荷。
1)机翼:
歼-36的机翼后缘具有不少于15个的单独分段控制面,带有分离式升降副翼,为飞机提供偏航控制和空气制动,用以弥补无尾飞机的高不稳定性。位于排气管下方的控制面可能用于半推力矢量协调,以进一步增强可控性,特别是增强向上俯仰响应。另外,这种飞行控制面的布置究竟如何影响后向隐身效果尚不清楚。
2)机身:
腹部中央机身区域与歼-20有一些相似之处,特别是武器舱配置。歼-36的内部容积可观,但应该是向燃油的储存做出了倾斜。武器舱比歼-20的要长一些,且深得多,但是似乎不足以布置旋转武器,除非是用于大量体积小的弹药。额外的空对空武器侧舱可能存在,但还没有明确的证据。无论如何,能够携带几枚巨大的防区外武器一定是歼-36的关键能力。
3)进气口:
进气扣这是歼-36最具话题性的外部特征。该机采用独特的三引擎布局,2个进气口设计在机腹,1个在机背。进气道本身看起来并不新奇,似乎与F-22和F-35上的技术相似。腹部进气道具有类似F-22上的附面层隔板,顶部似乎是无附面层隔板的DSI进气道,类似F-35、歼-20和歼-35那样,采用鼓包为发动机提供稳定的亚音速气流。进气道方案是隐形设计中最具挑战性的课题之一,使用2种进气道配置最终实现的效果令人好奇,可能会导致性能包线不同的发动机之间的总原始推力不相等。
从侧面看歼-36背部的进气道非常明显
机身里的进气道如何埋设对于通过使用蛇形管道来防止雷达反射(即从发动机风扇表面反射雷达波)至关重要。3根进气道比2个进气道无疑会占用更多宝贵的内部空间,多出的那个进气口也增加了飞机重量和飞行阻力。一般来说,3台发动机也比双发更耗油。歼-36的三发方案也许说明中国发动机技术还存在不足,需要使用3台发动机才能实现性能目标。
但是除了更大的推力之外,三发方案也另有优势:对于发电能力极其重要,而六代机必不可少的各类发射器、传感器、通信系统、冷却系统、飞行控制系统以及未来定向能武器都必须仰仗充沛澎湃的电力供应。
4)尾喷口:
歼-36的尾喷口布置与YF-23类似,位于尾缘内侧,搭配终止于上尾缘的下部平面架状布置边缘,这无疑是有利于雷达隐身和红外隐身的。美国的B-2和YF-23率先采用了将尾喷口隐藏在机尾后缘之前的方案。此方案中,喷出的炽热废气分散开来,被机尾上部冷却,减小了红外特征。并且,缩在机尾边缘内的尾喷口凭借着遮挡也能减少被雷达发现的可能性。
歼-36的尾部
5)隐身性:
除了进气口、尾喷口和总体形状之外,还可以看到锯齿状起落架舱门等一些已为人所熟悉的常规隐身设计。虽然谈不上突破性,但歼-36仍比中国空军此前的战斗机更先进。考虑到这是一架技术验证机,隐身处理方面不够精细倒也无可厚非。
6)起落架:
歼-36的起落架不是单轮而是双轮。双轮相比单轮会导致更大的重量和复杂度,还会减小机身内部空间,但为了应对重型战斗机的重量必须做出妥协。例如,总重接近100,000磅米格-31和苏-34的起落架即使如此。歼-36到底有多重尚不清楚,但根据目前已知情况以及采用三发的事实,总重量应当远超过100,000磅,甚至可能接近115,000 磅。
7)座舱盖:
这部分颇显神秘,因为很难看出什么细节。从已有影像上看,似乎没有框架的座舱盖相当宽,这意味着可能采用并排双座的座舱配置。这无疑有利于机组的配合,但可能导致极为关键的前向隐身性能受到损失。当然目前并不清楚歼-36究竟如何配置机组人员,但考虑到其作为“六代机”所承担的潜在任务,几乎可以认为就是2名飞行员。
8)传感器:
传感器不像气动外形那样一目了然,但是已有的影像也露出一些端倪。首先是歼-36机头两侧的两个大天线孔,看起来与侧视机载雷达(SLAR)阵列孔径一模一样。3个阵列(机头两侧各1个,机头前部1个)将大大扩展歼-36的雷达覆盖范围,多任务能力也将得到增强,包括不同的雷达模式、电子攻击和通信功能。歼-36机头的宽度可以容纳巨大的有源相控阵雷达(AESA),在3台发动机提供的澎湃电力加持下,大孔径的机载战斗机雷达非常适合作为传感器融合的重要基础。在传感器融合的愿景下,飞机收集的几乎所有信息都可以合并、关联和整合,形成一个无缝的战术“图景”。这些信息可能来自雷达、被动红外探测系统、数据链,武器系统、电子战系统、敌我识别(IFF)系统和导航系统,共同构成六代机的超级战场感知。
F-22A驾驶舱围绕传感器融合原理构建,为飞行员提供出色的态势感知
高空飞行的歼-36能够跟踪飞机,拍摄详细的垂直合成孔径雷达地图,并获取飞机周围目标区域的地面移动目标指示器(GMTI)和船舶跟踪数据,其宽达270°的视野在机身后方存在盲区。由于具备这样的关键能力,歼-36就可以在防区外长时间监视防守森严的敌方区域。在空对空作战领域,当歼-36“隐藏”在敌方飞机雷达的多普勒陷波中(本机飞行方向与敌机飞行方向垂直,令敌机的多普勒雷达将本机信号滤除),避免被对方发现时,侧视机载雷达允许本机保持对敌机的态势感知,并能够引导空空导弹攻击敌机。
利用敌机的多普勒陷波隐藏本机的示意
俄罗斯五代机苏-57上也有类似的测试雷达。
苏-57机头侧方的侧视机载雷达N036B
苏-57机头侧方的侧视机载雷达如图中黑圈中所示
F-22A也计划配备侧视雷达,但由于预算原因在开发过程中被大幅削减。
F-22的侧视机载雷达方案示意
歼-36雷达的广角覆盖也极大地帮助与其联网的其他飞机感知战场态势,尤其是无人机。可以说歼-36的强大态势感知能力使其俨然成为一款“迷你预警机”,可以在能力较弱的有人驾驶战斗机前方运行,并为后者发射的导弹提供引导。
有人/无人协同作战
在歼-36机鼻两侧似乎还有2个相对较大的光电孔径,而目前已知任何类型的分布式孔径系统都不需要那么大的窗口。这表明该机打算配备强大的光电和红外传感器。这些传感器与侧视机载雷达一样,可以在深入严重威胁的区域时监视飞机的两侧,还可以增强飞机的前视红外搜索和跟踪(IRST)能力(这是被动探测、跟踪和攻击隐形目标的关键方法)。
歼-36的腹部
9)机动性:
具有高速飞行能力,是歼-36三发布局的题中应有之义。如前所述,更强的发电能力也是选择三发的重要原因。
基本可以肯定,中国空军正在寻求比目前已知的任何其他飞机更长时间维持超级巡航(在不使用加力燃烧室的情况下飞行速度超过1马赫)的飞行能力。这将为更快地飞往目标区域提供保障,并提高飞机在接近和进入高威胁区域时的生存能力和战术灵活性。对于远程任务,除了超级巡航之外,飞机还可能亚音速飞行,所以中国有动力完善自适应变循环发动机。目前该机可能使用现成的发动机,在飞机的后续迭代中完全可能安装更先进的发动机。
飞得高也是歼-36的主要设计目标之一,其实用升限可能会达到50,000英尺,甚至超过60,000英尺。高度可以增加机载武器的射程,也可以增加视野以更充分地利用机载的先进传感器。当不能深入敌方严密防御的区域而执行防区外侦察时,飞得越高,可以观察到的地方区域也就越大。同时,飞得越高,歼-36前部的座舱盖和背部的进气口等特征对隐身性能的负面影响就越小,因为敌军的传感器大多位于其下方。当然,高空飞行还利于提高燃油效率。
航程是歼-36的另一个重要的性能指标。加油机数量不足以及加油机的低生存能力都促使该机具备非常大的作战半径:比照西太平洋地图,作战半径超过1,500英里将非常有利,最好达到2,000英里。具备大航程的歼-36可以与其他远程战斗机和无人机直接编队,这无疑是开发更多战术的关键。
中国的CH-7长航时无人机是众多正在研发的隐形无人机之一
总体而言,歼-36有可能执行远程防空、空对面打击、防空压制等任务,并具备非常强大的防区外监视能力,并可作为无人机控制器和网络中心。其航程、速度和有效载荷将对敌军的重要资产构成严重威胁,从水面舰艇到支援飞机(尤其是脆弱的加油机),即使在远离中国海岸的空域亦是如此。而由加油机构成的空中走廊对依靠“短腿”作战飞机执行介入任务的美军来说,可以说是“阿喀琉斯之踵”。所以,歼-36就是为在整个第二岛链范围内挫败美军介入这一任务量身打造的。
最后,歼-36的估计性能具体为:最大速度至少2.5马赫且具有超级巡航能力、航程1,864英里/3,000公里、燃油容量(44,000磅/20吨)和弹药(10吨,包括8至16枚空对空导弹或4至8枚空对地导弹)。
三、“北六代”
相比之下,另一款体型较小的“北六代”的影像信息就要少一些了。
首先,尽管明显比歼-36小,但该机仍然属于重型战斗机级别。
“北六代”的腹部
气动方面,大型菱形进气道让人不禁想起歼-20,很可能是DSI进气道。最近拍摄的飞机照片显示,其腹部中心有一条深槽。这可能表明进气道与机身的融合度很低。这条几乎纵贯了整个机腹的凹槽暗示着“北六代”配置着2个分开的弹舱,而非歼-20和F-22上那样的1个大型弹舱。对于一款追求隐身效果的战斗机来说,这样的一条沟壑有点不可思议。
总体而言,类似上单翼的设置和板块状的机腹让人想起F-22和歼-20,并且让该机看起来比歼-36的融合翼身更厚实。该机的机头呈铲状,与YF-23类似,机头下部横截面呈大的半菱形,底部有连接脊。
该机的上单翼(或中单翼)有点像改进的“拉姆达”翼型,没有设计尾翼。类似的布局在几十年前就已经出现在美国的设计概念中。很多人相信,这架飞机具有与内翼区域齐平的机动水平尾翼,可在需要时激活,起到类似方向舵的作用。轰-20的设计据说也启用了类似的概念,即机尾在缓慢飞行时向上倾斜以增加稳定性。但事实可能与这些人的预期相反,它的后缘有飞行控制装置,而不是所谓的大型控制面(会增加重量和复杂性并减少燃料体积,这似乎与设计的可能目标背道而驰)。
军迷按照自己的理解制作的渲染图,可见尾缘翻起的大型控制面
“北六代”有2台发动机,其二维喷嘴似乎与F-22非常相似,这暗示其具备推力矢量。考虑到笨重的无尾设计,这对于增强机动性和稳定性非常有用。这些喷嘴也有助于减少信号特征,但效果应该不如歼-36上。
该机采用单轴主起落架,每侧只有1个轮子,说明其总重比歼-36低。不过,这不足以说明该机的重量轻。F-15E的最大起飞重量超过80,000磅,而F-14约为75,000磅,类似的起落架仍然可以支撑这些重型的战斗机。但当重量高于100,000磅时,例如苏-34和米格-31,每侧2个轮子的配置则更为普遍。
飞机的背部细节仍然未知,包括其座舱盖设计,甚至一些人猜测该机可能没有载人。
总之,“北六代”似乎更像一款多用途制空战斗机,而不是歼-36那种非常重的大航程飞机。“北六代”的尺寸仍可能比歼-20更大,隐身能力更强。其相当大的作战半径可能远远超过歼-20,并且有可能进行长时间的超级巡航。机动性不会是该机的强项,但是推力矢量确实实现的话,“北六代”仍具有足够的敏捷性。
四、中美六代机
当这中国的南北六代机被曝光后,人们自然而然地会想到美国的同行此时处于赛道的何处。
美国军方近年来已经飞行了至少一架、甚至很可能是多架先进技术验证机来测试“下一代空中优势(NGAD)”的技术和概念。美国人相信这些验证机的最新版本在所有核心要素方面都更为优秀,尤其是隐身性能和发动机性能,包括传感器和通信等在内的子系统技术也可能领先于中国同行。
洛克希德·马丁公司的六代机概念
柯林斯航空航天公司的六代机概念
然而美丽的PPT数据在现实中却都悬而未决,因为美国空军暂停了该计划,以便重新评估其指标和成本。美国空军捉襟见肘的预算,可能会将重型六代机变成更小、战斗力较差但成本低得多的飞机,甚至可能完全跳过新型有人驾驶飞机,而专注于现有的型号,如F-35和B-21。
在未来的太平洋空战中,真正重要的是在战场上投下足够数量的铁和火来赢得胜利,而不是依靠在沙漠中保密外衣下进行的少量试验。所以就算被砍掉的美国NGAD战斗机再出色,也比不上可能某些方面稍弱、但将来形成战斗力的中国六代机。
五、结语
尽管没有正式官宣,中国网友的狂欢也只是基于一些不慎清晰的手机视频,但是以歼-36为代表的这两款具体性能仍不明朗的“六代机”仍然给世界带来了不小的震撼。作为暗中较劲的对手,美国人的心态无疑是复杂的,既对中国新型战斗机的技术水平不以为然,又对自家命运多舛的NGAD项目如鲠在喉。相较而言,《中国下一代隐形喷气机的真正含义是什么》一文作者的观点比较客观。他倾向于相信成飞和沈飞的作品没有超过美国NGAD的技术水平,但也同时认为,就算是中国的六代机在某些子系统或者某些性能领域不及美国的NGAD,但是一旦有所不及的前者真正实现了作战部署,而NGAD的各种先进科技仍仅停留在实验室和测试场中,那么两者之间的任何比较逗变得毫无意义。
美国人当然明白,在未来的西太平眼战场上,中国需要具有高生存能力和非常大作战半径的重型战斗机是相当合乎逻辑的。美国人同时也明白,在这样的战场上继续遂行所谓的介入战略,理想和现实之间的差距随着中国南北六代机的试飞正在拉大。在NGAD战斗机遥遥无期的情况下,美军甚至开始尝试开发隐身加油机,以图未来在中国六代机的威胁之下维系西太平洋上空脆弱的“加油机桥”。这,恐怕也是中国六代机引发的蝴蝶效应。
洛克希德·马丁公司的隐身加油机概念