本周過年，因為航空工業涉及五代機的重大新聞較多。10月27日，有成都居民拍攝到兩座版殲-20隱形戰鬥機滑跑的照片和視頻，中國自此成為世界上第一個研製雙座隱形戰鬥機的國家。29日，也有當地居民拍到了下一代隱身艦載機原型機成功首飛的照片，這是美國以外全球首款具有隱形能力的艦載戰鬥機。中國長期是航空工業的落後國，但如今，我們剛剛試飛的五代機引領了世界五代機的發展方向。本周的軍評，我們也要圍繞這兩款五代機進行分析。

　　飛翔！飛翔！乘着長空飛翔！中國空軍，在烽火中成長！ 圖源：社交媒體

　　翱翔的海東青

　　本周，傳聞已久的隱身艦載機終於首飛，與殲-20雙座型來了一個“南北齊開花”，給全國人民送上了一個“雙喜臨門”。在社交媒體上，有不少人已經放出了首飛中綠色高級艦載機的照片，也有有心的博主將剛剛拍攝的艦載機照片放到了丹東志願軍烈士墓碑前，希望航空工業的最新成就能告慰犧牲的革命先烈們。

　　向海圖強，告慰烈士 圖源：社交媒體

　　近年來，隨着我國航空技術的不斷進步，愈發自信的航空工業也不再在新平台首飛問題上處處保密，對於四代艦載機的首飛也是早有預告。對於關心我軍航空工業的讀者而言，有關下一代戰鬥機平台，以及下一代戰鬥機平台子系統如WS-19發動機的消息很多，但是像四代艦載機一樣，明確透露試飛節點的戰鬥機確實不多。筆者也是在航空工業珠海航展發布會上，親耳見證孫聰總師“下一代艦載機年內亮相”的豪言壯語。如今孫總師言出法隨，話音剛落一個月四代艦載機就公開亮相，也確實有一種新的氣象。也讓人回想起2011年1月份718工程首飛時的震撼感。

　　珠海航展新聞發布會 觀察者網王世怡/攝

　　對於為何海四代要選擇“雙中推F-35”這樣的構型一事，這顯然不是航空工業廠所“自作主張”所能決定，而是軍隊——也就是甲方確實需求導致的。在甲方新銳航母電磁彈射器最大彈射起飛重量有限的情況下，一切艦載機的指標都要向重量和尺寸妥協，最大起飛重量過大的殲-20顯然就不在選擇範圍之內。在此基礎上，有能力研製艦載機的研究所都不得着眼於未來作戰環境的需要以及我國當前技術基礎制定指標，以此提出新的構型。最終，更加成熟FC-31構型演化為艦載機專項的21號工程，也就不是什麼奇怪的事情了。

　　學會接受來自甲方的惡意 圖源：社交媒體

　　在有限的重量和尺寸限制下，航空工業沈飛就不得不對下一代艦載機的結構和氣動布局上下狠功夫。從FC-31第一款驗證機開始，如何在有限的空間、氣動外形、有限的發動機推力下提高機內容積和大幅度進行結構減重，提高艦載機升力和減租，就成了整個海五代項目的發展脈絡。

　　這種“螺螄殼裡做道場”的方式也體現在本次首飛的海五代外形變化上。雖然這款飛機看起來沿用了FC-31起始的“雙發中推窄間距緊湊機身布局”，但和31系列驗證機不同的是，本次首飛的五代機明顯“胖了一圈”。細節上，在機翼後緣、機頭形面、隆起的座艙後部、DSI進氣道唇口形面乃至整個機身方面，都有了較大變化。這樣的變化是合理的，一方面海五代原型機需要容納更多的電子設備，因此勢必要加大機身；另一方面，海五代還需要為艦載需求重新設計氣動外形和機體結構。

　　過年回家，胖了一圈

　　與陸基戰鬥機相比，艦載戰鬥機氣動力設計的難點首先是要滿足艦面短距起降的能力要求，其核心指標是讓飛機在起降過程中必須有足夠的升力。但和傳統戰鬥機不同，隱身艦載戰鬥機需要在保持隱身性能的情況下注重艦面短距起降與空中高機動性，為此設計人員的設計域極窄，需要在有限的空間內儘可能減阻，提高升力。

　　根據航空學報的論文，和31系列驗證機相比，海五代的原型機機翼後緣變得更為飽滿並且由平滑過渡變為反彎設計，目的是改善低速氣動效率，滿足艦載起降性能需求。此前，第三代艦載機通常使用增升裝置提供足夠的升力增量，比如開縫襟翼。但開縫襟翼增升能力強，但隱身效果差，這使得五代艦載機需要採用簡單襟翼設計，與前緣襟翼使用策略進行協同優化設計，以進一步提升升力。

　　除了進行提升升力的設計以外，新的艦載機還在飛機的各個細節上進行了減阻。新的五代機機頭形面優化，座艙風擋前的過渡段變得更加平順。而一些減阻手段則是反常識的，比如新的艦載機的座艙後部隆起，根據論文的說法這種隆起可以使前機身座艙之後膨脹波強度降低，進而導致跨聲速阻力下降。此外該機在DSI進氣道唇口形面等地方也作了相應的減阻處理。在進行多種處理以後，論文認為整機通過氣動修型上的優化，實現了10%的氣動減阻增益。這為新型艦載五代機日後更換動力系統後的良好超音速性能打好了基礎。

　　圖源：社交媒體

　　在滿足升力和減阻以後，新一代五代機的另一個難關就是減重。減重素來是航空工業沈飛的強項，有關五代機艦載機減重的手段，航空工業官方微信號在研究所項目總設計師王向明的文章中已經介紹的差不多了。王向明提出了鋁合金加強框-翼梁整體件設計/製造一體化方法，選用鋁合金預拉伸厚板，通過殘餘應力對稱釋放、優化機加工藝路徑，實現大長細比框-梁整體件機加翹曲變形有效控制。同比傳統鈦合金框梁組合結構，零件減少一半，減重超過1/3，從而大幅減輕結構重量，增加裝載燃油，進一步保障了飛機推比和作戰半徑。

　　在滿足減阻和減重指標以後，新的艦載戰鬥機就成為一款跨音速、亞音速很強的戰機，這和F-35系列戰機路子截然相反。

　　講到強敵艦載機，我們就必須要提及我國五代機潛在的設計思路和設計目標了。五代機和以前戰機最大的不同之處就是隱身性能，因此一架五代機的研製繞不開氣動外形、動力系統和彈艙三個關鍵子系統的指標取捨。當代中美研發的兩款艦載機：海五代、F-35，無疑都是圍繞這些子系統指標進行取捨，但兩者在設計理念上走了一條截然不同的道路。

　　看起來一樣的兩個飛機，其設計理念確實截然相反的

　　美軍在設計以打擊地面目標為主的JSF聯合攻擊戰鬥機時，對戰機的隱身載彈性能提出了硬指標，其最核心的指標內容就是彈艙足夠深、足夠大，能容納2000磅的航彈。因此波音X-32、洛克希德馬丁公司X-35兩型JSF五代機原型機的設計思路就是圍繞彈艙布置和動力系統來設計飛機。而最終，為了完成打擊能力的關鍵指標，兩款參與競標的隱身飛機都部分放棄了飛行性能。

　　靈活的胖子最終還是胖子

　　而我國的海五代選擇的是雙發窄間距緊湊機身布局，這顯然是向另一個方向的曲射。歐洲的FCAS、英國的“暴風”、我國的FC-31驗證機和韓國的KFX均選擇了這種布局。這種設計的缺點是，長度受限於發動機長度和進氣道，飛機的彈倉會布置的儘可能緊湊。反映到具體設計上，不管是“暴風”、FCAS還是FC-31，其彈艙長度都受限，FCAS因為採用了EJ200這種先進推力，保障了相對長一點的彈艙，而韓國的KFX乾脆因為設計不出來足夠長度的彈艙而降檔為了“四代半”。

　　但是，這樣的取捨帶來了好處：布局上首先是採用了兩個發動機，對航發的成熟度要求低，其次是方便在飛行性能上和隱身布局上進行安排。就航發成熟度而言，在艦載機選型期間，我們有“單大推”和“雙中推”兩種選型。但由於我國正在研發的大推推力無法媲美F-135，加上長期缺乏一款F404級別的先進中推，那麼發展WS-19型先進中推發動機，不僅可以用於正在發展的艦載機，未來也能用於大型無人機，包括“忠誠僚機”這樣的概念，可以說是“一機多吃”的現實需求。

　　在飛行性能上，近年來一系列突破的新工藝讓四代的機內容積比想象中大，燃油數量更多，同時重量也比想象中輕，算得上中規中矩的新一代先進中推，新型五代機的推比和作戰半徑都很不錯，滿足其飛行性能，尤其是跨音速飛行性能壓制強敵現役兩型五代艦載機（F-35B和F-35C）的指標需求。

　　想做到這點並不容易

　　可以看出，我國的艦載五代機，雖然構型和F-35類似，但其設計理念和F-35截然不同的。由於艦隊面對嚴峻的空防壓力，我國五代機的首要目標依然以艦隊制空、截擊為主，追求奪取制空權，前出攔截敵軍打擊機隊。此外，我軍航母戰鬥群的打擊手段將以艦載遠程高超音速武器為主，預設戰場也不會脫離我國遠程導彈旅的支援，在此情況下的，我國未來艦載戰鬥機需要擔負的打擊任務少，但有明顯的制空壓力。可以說，新一代的海五代設計理念，和F-35正好處於天平的兩端。

　　最後還有一點口水問題，就是“姍姍來遲”的新的五代機，會不會出現“服役即落後”的情況？根據目前的全球軍備發展狀況，在“十四五”結束，“十五五”開局之年，全球除了F-35機隊相對普及以外，其整體技術條件沒有爆炸式的提高，新一代艦載機依然會在十年內擁有技術優勢，且可以依託我國較強的海軍水面艦艇體系優勢壓制周邊國家艦載和岸基隱身戰機。

　　而美軍的“艦載五代機”很有可能在新型航母服役以後被抹平——根據美國海軍目前的計劃，F-35C項目進入印太地區服役也不過是今年年末的事，2025年美國航母，包括新銳的福特級也剛剛完成F-35C的換裝。至於FAXX這樣的“滅國神機”，恐怕已經是三十年代的事情了。

　　隨着這段時間以來外部鬥爭環境變得激烈，航空工業能在這個時間段拿出一款足夠先進的五代艦載機，確實是一種“提氣”。近代史告訴我們，西方侵略者是從海上來的，而航空工業翱翔的海東青則為這段屈辱的歷史畫上了一個永久的句號。向海圖強，我們祖國航空工業和強大的人民海軍必將維護祖國利益和海疆安寧。