淘客熙熙

主题:茗谈159:歼-18 II -- 本嘉明

共:💬76 🌺256 🌵1 新:
全看树展主题 · 分页
/ 6
下页 末页
家园 茗谈159:歼-18 II

今天说说“热起降战斗机”。

“热起降”是我杜撰的名词,指喷口向下把喷气式固定翼飞机抬举起来的起降方式,到目前只有鹞式(含AV-8B),F-35B,YAK-38,YAK-141这4种飞机,中国据说有一个在研的歼-18。其他的喷气飞机,不管在地面跑道还是在甲板起降,都不会灼烧到地面,因此是“冷起降”。

(一)

在11月中旬,美国海军做了一个相当惊人的决定,导致诺-格公司主动退出了72架MQ-25舰载无人加油机(carrier-based unmanned tankers)的合同竞标。

点看全图

而诺-格的X-47B是业界公认最最适合的候选机型。

点看全图

美军现有舰载战斗机在使用中,大约有1/3的出动架次是给友机空中加油,非常浪费。因此装备一款无人又能隐身的加油机,对海军以及空军短腿的F-22,F-35系列都很必要。

美国海军的做法是强硬要求竞标各方接受一个较低的“固定价格”,其实就是刁难诺-格。主持标案的美军将领Mark Darrah轻松地表示:“(退出)这是他们自己的决定。”

美国海军的姿态已经非常露骨。MQ-25由仅剩的唯一投标人(波音+通用)中标,而他们是搞不定的。海军明确拒绝在MQ-25上(在未来)加装攻击功能,所以即便波音“不幸”搞好了,也就是一个“空中的大狗”,会飞的木牛流马。海军要的只是一件事:下一代舰载战斗机,必须确保是载人,隐形,(比F-35C更强大的)中/重型战斗机------简单说,就是F-22上舰。

美国海军首脑出于政治(既得利益集团)考量,人为地打断了舰载军用无人机进化的进程。

这样也就迫使中国做出同样的选择:歼-20上舰。

点看全图

(二)

歼-20在未来,肯定会换用国产“峨眉”发动机,而“峨眉”的血统,来自于俄罗斯用于Yak-141的R-79矢量推力发动机。等到“峨眉”堪用的那一天,“热起降战斗机”(中华Yak-141)会不会横空出世呢?

肯定的。首先,中国在1990年代中期,已经从俄罗斯的正规渠道得到Yak-141的大部分资料,正因为这样,才起了仿制R-79的念头。其次,075两栖攻击舰在建了,你说没有配个中华Yak,将来好意思出门吗?

但即便仿制出了Yak-141,这是远远不够的,因为Yak-141的设计思路太老,所以我们说要有歼-18II。

国际航空大国研制“热起降战斗机”,走了很多弯路。我们先说F-35B的问题。

鹞式在英阿马岛战争中的优异表现,使得英美无知的政客们误以为“XX的成功可以复制”,但鹞式(包括AV-8B)的空重不超过6.3吨,发动机推力大约10吨。这样轻小+亚音速的飞机,也就是一个“空中游骑兵”的攻击机角色,多数型号连火控雷达都没有,要它多功能/战力强大,不可能。但F-35B恰恰被要求有相当强悍的空战/信息战能力(陆战队的计划是采购340架,既替换AV-8B,也替换F/A-18),发动机的最大推力在21吨以上,以便托举沉重的机身并运转大批机载设备。

所以,F-35B的第一个问题是发动机过热。现代军用涡扇发动机,自重基本限制在2吨左右。我们的秦岭发动机,重近2吨,推力10吨(这里请大家鼓鼓掌);F136也就是2吨,推力超20吨,那么燃烧室燃烧温度必然要高得多,因此引起过F-35B因散热组件设计不良而停飞,而且F-35B在飞行中的红外特征也很难掩藏。

第二个问题是这套“发动机+风扇”系统是花拳绣腿。Yak-141使用前置的专用升力发动机,带来的最大问题是灼热气流触地反弹后,会被进气口吸入,轻则主发动机推力大减,重则主发动机吞烟停车。

点看全图

F-35B的冷风扇前置,确实解决了这个问题,但由发动机到风扇的这根大轴,是一个非常脆弱的子系统,对工作环境要求极为苛刻;而且为了方便维护大轴,机内空间被切割得支离破碎。在F-35项目酝酿期间,当时竞标的一大强手,麦道公司就主动正视了这个问题。在1995年6月时,麦道担心风扇大轴若有任何微小故障,飞机在茫茫海上无法降落,所以他们放弃了近乎研发完成的“发动机+升力风扇”设计,改用雅克-141的独立升力发动机方案,将原定的升力风扇位置更换为独立的发动机(只不过Yak-141是2具升力发动机,麦道打算用一具)。

点看全图

麦道的这个更改,是出于强烈的爱国主义和使命感,不忘初心,自己给自己找麻烦。果不其然,更改后的方案,引起海军不满,因为海军并不想对现有两栖攻击舰大动筋骨地改装,新方案提供的推力和可靠性固然比“单台发动机+风扇方案”要好得多,但热气流对于甲板的破坏更猛烈,一旦战时高频率起降,可能会把甲板烤软,无法迅速修复。而且“吸入发动机的废气”难题,多维护1台升力发动机的地勤额外作业量,这都让挑剔的海军大呼小叫。 麦道放着容易赚的昧心钱不赚,自讨苦吃,最后竞标失败,杀身成仁,算是烈士一枚。

第三个问题是载弹量。F-35系列本是陪F-22读书的低档机,高低搭配,必须去干很多杂活。但F-35的机内弹舱只能装4枚中距弹,隐身状态下的攻击能力不足。这个通病,中国的FC-31也有,解决的办法,可以用无人机伴随,由F-35(或FC-31)的飞行员用数据链指挥“伴飞大狗”发射导弹。但前面已经说了,美国海军对于发展“可以逐步参加战斗的无人机”的态度,保守得不可思议。我认为原因跟上面反对麦道新方案是一样的,就是美军高层今天不愿意(或者说没有资金条件)改造现有平台和推进编制改革。航母就辣么大,多装无人机,就得少装有人机,这么革新,失败的风险不说,寄生于有人机的利益链,从航校到飞机厂,都会来递条子,这些“海航干休所”的爷背景都很深,得罪了谁谁自己前程都难保。

第四个问题是娇贵,既娇又贵。娇,是要呆在恒温恒湿机库,每飞一次地勤维护时间很长。“热起降”的第一优点,就是可以跑出去打游击,结果这武工队员睡不了农村的凉炕,蹲不惯老乡的茅房。贵,就是仆从国们实在是买不起,只能少少弄几颗壮胆,每架的维护作业量那么大,战时的出动率能保证吗?

第五,F-35B是不允许带弹垂直降落的。就是说,如果用陆地机场还好一点,可以带弹用长跑道滑跑降落;如果在海上,只能把弹扔完再降落。这个嘛,以后日本海自的F-35B从“出云号”起飞去跟我们歼-11“外交交涉”的时候,要不要带歪把子?这么贵的导弹,游行一次就扔一次?而Yak-141的设计就允许带弹垂直降落。

总的说,我个人的看法,一,“热起降战斗机”的主发动机推力不应太大,因为超过15吨的话,喷射气流对起降坪(不管是陆地野外,还是两攻舰甲板)的损伤太大。二,Yak-141的升力发动机方案更好,美军不用,主要是不想改造既有舰只,中国海军可以在造新舰时“顶层设计”,预先配套好。三,“热起降战斗机”本质是“奇兵”,是袭扰/突击/辅助的定位,老八路武工队,因为它从哪儿都能出发(小岛,潜艇,伪装货轮),哪儿都能降落。因此不应该太贵太复杂,战时经得起大量生产/大量消耗,外场维护简便,皮实扛造。四,预先考虑双座型,留出后座飞行员来指挥无人机。

要一架飞机有极为优异的信息战/体系战性能,可以;要一架飞机能隐身,Fine;要一架飞机能超机动,超巡,也OK;要一架飞机能垂直起降-----好也写上;要一架飞机便宜/容易维护/适合大批生产,同志们,这是必须滴。

但把这5条捏在同一架飞机上------你是在作死。

所以我们今天说的歼-18II,源于Yak高于Yak,必须在这5条上做“减法”,放弃一些不切实际的要求。

(三)

我对于中国海军的建议很简单,就是专注于航母。斜跑道,电磁弹射,电磁阻拦------这是标配;其他的核动力也好,常规动力全电推进也好,这都是选配。这么着,平台壮了,载机就壮,大枪配大弹,爽。

至于两攻舰+热起降,可以搞一点点,但不能分散原用于航母的资源。我觉得“热起降飞机”给陆航玩,或许更出彩。

那么,一款海军也能用,陆航也能用的歼-18II,可以是怎样的呢?

首先,上述5条里,要死保的当然是“热起降”,峨眉发动机+双升力发动机,这个用现成的(歼-18已经用了)。其次,飞机要有一定的先进性能还要研发周期短,那么就在歼-20的基础上,结合歼-20和yak-141的气动布局,搞一个“单发的歼-20”,前半身像歼-20,有鸭翼;后半身像Yak-141,有双尾撑。歼-20用2台峨眉,管线布置都是现成方案,拿来抄就可以了。

点看全图

对海军来说,航母上用歼-20,两攻舰用歼-18II,不光发动机,大量其他配件/滑油也通用,后勤方便多了。

上述5条里,第二重要的是“适合高速量产”。二战中,主要参战国都进入了“总体战”,存亡关头整个社会全力以赴。这种情况,在未来的中国很难出现,因为值得中国整体动员的,只有与美/俄其中一家的战争,而这种战争由于有核恐怖平衡,是很难打起来,打起来也打不久打不大的。未来中国可能面对的,可能是同时多场“(局部溃疡式)代理人战争”,这些战争,有些中国直接派兵介入,有些中国只是援助盟友军火物资。这种“白手套战争”(中国打击对方的白手套,或中国的白手套打对方,或双方都是白手套)并不需要太多的歼-20,反而需要“档次差一点,操作容易点,成本低一点(中国白送也送得起),数量多一点”的飞机(好比两伊战争中,中国卖给双方的59式坦克),交给盟友使用。最适合这个角色的飞机,是“中国的F-16”------歼-10系列。但歼-10是正儿八经的空优战斗机,依赖正规空军基地和长跑道。如果我方阵线的参战国需要“热起降”飞机,需要神出鬼没的对地攻击机,而中国手里只有一款先进金贵得堪比歼-20B的,那怎么舍得送出手?所以未来中国可能会有多次的“局部动员”(某几个省动员,其他省支援),哪个方向有事就动员哪个方向,当地转型为战时经济,造枪造炮外运,全国其他地区还是太平盛世,全国各飞机厂一起开工造同一款“时髦机”,藉由大规模量产来打低成本,交付给盟友,跟对手拼消耗,耗尽对手的国力。所以,歼-18II并不在乎贵贱,可以有多个子型号,有贵的有便宜的,丰俭由人,关键是不管哪个子型号,都容易复制图纸到其他厂,一起量产。由于中国的产能是如此旺盛,2个月后就是100架飞机送上前线,对方哪怕是宇宙上国,也是拼不起的。

这两条满足了,其他剩下的,能隐多少身就隐多少身,能玩多花的数据链就玩多花的数据链,总之在成本框框里自由腾挪。

(四)

那么,歼-18II还剩下一个问题,主发动机吸废气的难题,这确实是“Yak动力方案”的短板。

这个难题,至少在两栖攻击舰上,是可以配套缓解的。

Yak-141垂直起降时,在离地面10米以内时,三台喷气发动机的灼热射流持续撞击地面反弹,热气流纠缠在一起,在机腹下方形成废气涡流,随着时间推移,喷射到同一地点的废气越来越多,这个废气团向上升腾,一旦超过主发动机进气口的高度,就有发动机吸入废气引发喘振的危险。

点看全图

我的建议,是在飞行甲板上,像直升机起降坪一样画出若干个起降点(现在美国两攻舰也画出来,圈子里是特制的防热甲板),歼-18或歼-18II只能按图标,在某个区域,机头冲某个方向,开始降落。

点看全图

这样,飞机气流的落地区域就被限制在预先准备的区块,废气堆积的位置也是预定的,在废气堆积区的甲板上有“吸气格栅”,还有大量的传感器和摄像头,根据传感器对空气成分的解析以及摄像画面,电脑控制数百个微型吸气探头,在几秒钟内间歇地开闭数十次甚至上百次,就像火花塞点火那样,啪啪啪闪个不停。每次开启,就吸走一些废气,关闭时甲板上废气又再积聚,随后又开启再吸一次,不断循环。吸气探头的旁边是吐气探头,吸气探头一吸,吐气探头就补偿性喷出一些富氧空气,因为如果仅仅吸气没有补气,就会形成低气压区,周围空气自动流入,如果吸走很猛,补进来的空气会形成无规律的乱流,威胁正在悬浮的飞机以及甲板作业人员的安全。经过这样类似于人肺的“呼吸/代谢”,稀释空气中的废气含量。当然,这个过程相当复杂,需要流体力学的专家用超级电脑来建模计算,既能“偷偷摸摸”地置换空气,又不造成甲板风。

通宝推:故乡在喀什,二手大少,mezhan,尚儒,脊梁硬,
家园 升力发动机可以用大涵道比涡轮风扇发动机

温度可以比较低,远比涡轮喷气发动机低得多。

比如f35的升力风扇直径,几乎与其f135主发动机一样大,完全可以换成一台大涵道比涡轮风扇发动机,而且因为升力发动机工作时间短,可以把推重比做大些,废气问题也可以缓解。如果主发动机的涵道比可调,就更好了,在垂直起降时把涵道比放大,降低喷气温度,麻烦就小多了。

家园 我还是觉得保持一定的前进速度短距就挺好
家园 我想说几点

一, 中国不需要两栖攻击舰,因为用一艘航母+1艘071+若干艘征用的快速渡轮,就能执行两栖攻击任务。对中国海军来说,需要这样的两栖远征大队的机会并不多,何必养一支编队?

而两攻舰你再怎么送它外挂,也不能跟正经航母比。“美国号”再牛,看见戴高乐号还是得叫声“十三叔”。美国海军没有大量建造“美国级”航空型(取消坞舱多带飞机),可见这款所谓“小航母”在实践中遇到一些困难。而这个困难未必来自船,可能来自F-35B。

二, 一定要在Yak-141和F-35B的动力方案里选一个,我肯定选Yak-141的。Yak-141方案的优点是还有发展潜力,比方说用一台峨眉(算他16吨推力),还可以外加3台升力发动机(或2台较大推力的升力发动机),那么飞机在垂直降落时可以保持22吨左右的自重,此时已经少油少弹了,如此逆推计算,如果满载弹射起飞,这飞机可以达到歼-15的吨位(33吨)。这个方案的缺点就是下洗热气流太猛,会烧坏起降坪。但如果用“天钩”技术来回收飞机,这个缺点就避免了。所以将来中国航母的一个发展方向,可能是电磁弹射起飞,“天钩”回收。这样的话,培训航母飞行员的难度会大大降低,而飞机的吨位在,性能就不会低(不过平飞的推力会显得不足)。而且以大型航母的块头而言,绕着航母至少可以装6-8套天钩系统,同时回收多架飞机,这是阻拦索系统完全不能比的。“天钩”回收系统对飞机的唯一要求,就是能在空中悬停,这个智能机械臂可以直接把飞机送入机库,可以送上甲板,连升降机的活也干了。

三, 中国海军一定要明白,两攻舰是海军自己的;航母是大家的,是整个解放军的(战略火箭军可以上来打快舟,战略支援部队可以上来架雷达,等等)。要有这个全局意识。

四, 不要顾忌周围国家。在今天,没有一个邻国,没有一分钟停止过对中国的恐惧!你造航母也不会更坏了,假惺惺造两攻不是自己给自己下套吗?不是“宋襄公之仁”吗?

家园 吾有一策,不知道有没有可行性

可收放透气附加飞行甲板。

在两栖攻击舰或者航空母舰的主飞行甲板外侧,加装齐平于主飞行甲板的,可以垂直折叠的带有透气孔的附加飞行甲板,形状类似于滚装船的跳板,收放机构在板下,面积不需要很大,只需要专门用于降落垂直起降战斗机,由于透气飞行甲板下面是悬空的,垂直起降战斗机的发动机燃气直对海面,所以可以不考虑散热问题,等到垂直起降战斗机降落后,从附加飞行甲板上把飞机拖回主飞行甲板,附加飞行甲板向下折叠,平行于军舰侧壁并且锁定,主飞行甲板面积不变,over。

家园 没有一台机器人解决不了的问题,如果有,就用两台

移车机器人背块水泥板拼成着陆台,反正主要是用来起飞。机器人太热,自己开一边凉快去。

https://www.youtube.com/watch?v=abTMZBf5Bgs

家园 “鹞”式本来就有航程与弹量短板,还要上舰,不如电磁弹射

再说热起降对着陆场的要求之高,别说在海上,陆上都是大问题。不如阻索。

家园 此法甚好

这个长得像超大号“扫地机器人”的玩意儿,可以命名为“龟奴”,而且背上的水泥块是一次性使用,降落一次就烧裂,把降落的飞机拖走后,“龟奴”默默地滑到甲板边缘,一歪脖子把废水泥块抛进大海即可。

当然航母上必须自备水泥预制件工厂,直接用海水制做“预制块”。

家园 在大型潜艇上可以这样办

在航母上,可以找到更好的办法。比如楼下说的。

家园 波音和创普的关系

大家有没有注意到,波音在创普上台后可以说是无往而不利。各种军用和民用项目都得到了政府的大力支持。其他的大军火商纷纷败退。

家园 在陆上对降落场的处理很简单

英国的鹞式在野外降落,烧废一块地就不要了。

在海上,我们可以用同样思路,楼下的“龟奴”机器人就是。

家园 英国的鹞式是冷起降吧

看阿诺的《真实谎言》,鹞式起飞应是冷起降的。而垂直起降,功耗应比滑翔大吧。鹞式的功能在轻型中低空战机和武直之间,用途与成本都不合适于当前空战形式。退役很正常了。

前段时期有F22从阿联酋空袭阿富汗,作战半径1500公里,鹞式飞机做不了。

家园 老美当年的格栅甲板,为垂直起降服务

但是高速喷气吹到水面是不好的……

家园 同样道理非垂直起降的也可同样方式处理

甲板不在中间了,而是在两侧,根据需要收放。这样是舰顶部可以完全包起来,同时起降两架。

平面示意图:

/=========\ 可收放跑道

/=============|

|-------------------------------| 主舰

\=============|

\==========/ 可收放跑道

家园 这个法子恐怕不行

首先是强度问题,F35空重多少偶不太明确,但是大于10吨是肯定的。从天上降下来,这个冲击力是相当大的,简单的支撑很难达到这个需求。

其次,从船边伸出一个平台,当飞机飞到平台上空时。飞行员在降落的时候看不到平台,也米有办法给他提供引导。这样降落跟个瞎子米有区别,飞机下面是平台还是海面,飞行员无法判断。直升机都是设计成能够直接看到地面的,为的就是降落时,飞行员能够看到降落范围的情况。战斗机无法设计出这样的窗口,所以无法看。而发动机的热气,让在平台上无法停留引导员,没人愿意为别人当烤猪。

全看树展主题 · 分页
/ 6
下页 末页


有趣有益,互惠互利;开阔视野,博采众长。
虚拟的网络,真实的人。天南地北客,相逢皆朋友

Copyright © cchere 西西河