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美國長文解析中國六代機 性能蓋世嗎?
送交者: 一劍破天 2025年01月17日20:09:31 於 [軍事天地] 發送悄悄話

2024年12月26日,兩款中國先進無尾戰鬥機首次亮相,引起了公眾的高度關注。有軍迷奔走相告,把它們分別稱為成飛的“南六代”和沈飛的“北六代”,也有人拒絕盲從,在它們究竟是不是六代機的問題上抱有懷疑。由於並非由官方正式發布,軍迷手裡僅有民間拍攝的模糊照片,關於這兩款新機的性能分析也只能偏向“自由心證法”。近日,美國“戰區”網站刊登了一篇“深度分析”《中國下一代隱形噴氣機的真正含義是什麼》,本文摘其要點,以饗讀者。

一、模糊的定位

從手機拍攝的影像來看,這兩款飛機機頭都帶有空中數據收集裝置,都有飛機伴飛,且起落架都呈放下姿態。這些防禦性措施都暗示新機是首飛不久即被大眾目擊,進一步說明人們看到的“六代機”極有可能處於技術驗證階段,而非設計更成熟、可以馬上用於量產的原型機。

兩款飛機到底要發揮什麼作用尚不完全清楚,可能是中國下一代重型戰鬥機計劃中的競爭對手,但也可能會作為並行不悖的獨立項目各自發展。

據了解,中國的下一代戰術空戰願景與美國類似,其中可能包括的有人駕駛戰鬥將充當獨立的“射手”、無人機的指揮和控制平台、關鍵的情報收集和通信節點以及強大的電子戰平台。這涉及人工智能和數字工程的大量使用,新通信架構、下一代隱身技術、傳感器和發動機技術也是實現新願景的基石。

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洛克希德·馬丁公司藝術作品中的下一代空優戰鬥機(NGAD)概念

在新空戰願景中,“第六代”這個詞屢被提及,其實每個國家根據可用資源、技術知識和空軍的戰術需求,對“第六代”的定義都有差異。對外界來說,中國空軍對“南六代”的定位究竟為何,就如霧裡看花一般。我們將其稱為“殲-36”,只是為了行文方便。雖然中國正在開發下一代載人戰鬥機,但中國對某種“區域轟炸機”的裝備需求也是明擺着的事實,即介於重型戰鬥機和戰略轟炸機(如轟-20)之間的一種作戰平台,命名規則為殲轟-XX。殲轟-XX的目標是:擁有相當大的作戰半徑,能夠遠離中國海岸,但不能像戰略轟炸機那樣執行洲際任務;有效載荷大,但比戰略轟炸機少得多,能面向多用途戰術應用,可以在競爭激烈的印太戰場上打擊高價值目標。而“殲-36”的真實定位可能就是殲轟-XX。

相比之下,“北六代”的定位也許相對清晰一些,大概率就是第六代戰鬥機。

二、關於殲-36的性能分析

相對於“北六代”,殲-36的影像信息相對豐富一些。

1、氣動外形

該飛機採用大型改良三角翼無尾結構,突出的前緣延伸部分無縫融入機頭部分。總體而言,殲-36比殲-20顯得更長、更寬,內部容積大得多,並且隱身性顯著增強。取消尾翼、鴨翼和邊條將大大增強飛機的“寬帶”隱身能力,換句話說,這將有助於減少不同頻段的雷達系統的探測範圍,特別是從各個角度實現隱身,而非僅僅是從飛機的正面。

無尾設計還可以提高巡航過程中的效率和性能,但將在機動性上付出代價。其設計者顯然接受了這一折中,優先側重了比傳統戰鬥機更好的直線飛行性能、作戰半徑和有效載荷。

1) 機翼:

殲-36的機翼後緣具有不少於15個的單獨分段控制面,帶有分離式升降副翼,為飛機提供偏航控制和空氣制動,用以彌補無尾飛機的高不穩定性。位於排氣管下方的控制面可能用於半推力矢量協調,以進一步增強可控性,特別是增強向上俯仰響應。另外,這種飛行控制面的布置究竟如何影響後向隱身效果尚不清楚。

2) 機身:

腹部中央機身區域與殲-20有一些相似之處,特別是武器艙配置。殲-36的內部容積可觀,但應該是向燃油的儲存做出了傾斜。武器艙比殲-20的要長一些,且深得多,但是似乎不足以布置旋轉武器,除非是用於大量體積小的彈藥。額外的空對空武器側艙可能存在,但還沒有明確的證據。無論如何,能夠攜帶幾枚巨大的防區外武器一定是殲-36的關鍵能力。

3) 進氣口:

進氣扣這是殲-36最具話題性的外部特徵。該機採用獨特的三引擎布局,2個進氣口設計在機腹,1個在機背。進氣道本身看起來並不新奇,似乎與F-22和F-35上的技術相似。腹部進氣道具有類似F-22上的附面層隔板,頂部似乎是無附面層隔板的DSI進氣道,類似F-35、殲-20和殲-35那樣,採用鼓包為發動機提供穩定的亞音速氣流。進氣道方案是隱形設計中最具挑戰性的課題之一,使用2種進氣道配置最終實現的效果令人好奇,可能會導致性能包線不同的發動機之間的總原始推力不相等。

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從側面看殲-36背部的進氣道非常明顯

機身里的進氣道如何埋設對於通過使用蛇形管道來防止雷達反射(即從發動機風扇表面反射雷達波)至關重要。3根進氣道比2個進氣道無疑會占用更多寶貴的內部空間,多出的那個進氣口也增加了飛機重量和飛行阻力。一般來說,3台發動機也比雙發更耗油。殲-36的三發方案也許說明中國發動機技術還存在不足,需要使用3台發動機才能實現性能目標。

但是除了更大的推力之外,三發方案也另有優勢:對於發電能力極其重要,而六代機必不可少的各類發射器、傳感器、通信系統、冷卻系統、飛行控制系統以及未來定向能武器都必須仰仗充沛澎湃的電力供應。

4) 尾噴口:

殲-36的尾噴口布置與YF-23類似,位於尾緣內側,搭配終止於上尾緣的下部平面架狀布置邊緣,這無疑是有利於雷達隱身和紅外隱身的。美國的B-2和YF-23率先採用了將尾噴口隱藏在機尾後緣之前的方案。此方案中,噴出的熾熱廢氣分散開來,被機尾上部冷卻,減小了紅外特徵。並且,縮在機尾邊緣內的尾噴口憑藉着遮擋也能減少被雷達發現的可能性。

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殲-36的尾部

5) 隱身性:

除了進氣口、尾噴口和總體形狀之外,還可以看到鋸齒狀起落架艙門等一些已為人所熟悉的常規隱身設計。雖然談不上突破性,但殲-36仍比中國空軍此前的戰鬥機更先進。考慮到這是一架技術驗證機,隱身處理方面不夠精細倒也無可厚非。

6) 起落架:

殲-36的起落架不是單輪而是雙輪。雙輪相比單輪會導致更大的重量和複雜度,還會減小機身內部空間,但為了應對重型戰鬥機的重量必須做出妥協。例如,總重接近100,000磅米格-31和蘇-34的起落架即使如此。殲-36到底有多重尚不清楚,但根據目前已知情況以及採用三發的事實,總重量應當遠超過100,000磅,甚至可能接近 115,000 磅。

7) 座艙蓋:

這部分頗顯神秘,因為很難看出什麼細節。從已有影像上看,似乎沒有框架的座艙蓋相當寬,這意味着可能採用並排雙座的座艙配置。這無疑有利於機組的配合,但可能導致極為關鍵的前向隱身性能受到損失。當然目前並不清楚殲-36究竟如何配置機組人員,但考慮到其作為“六代機”所承擔的潛在任務,幾乎可以認為就是2名飛行員。

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8) 傳感器:

傳感器不像氣動外形那樣一目了然,但是已有的影像也露出一些端倪。首先是殲-36機頭兩側的兩個大天線孔,看起來與側視機載雷達(SLAR)陣列孔徑一模一樣。3個陣列(機頭兩側各1個,機頭前部1個)將大大擴展殲-36的雷達覆蓋範圍,多任務能力也將得到增強,包括不同的雷達模式、電子攻擊和通信功能。殲-36機頭的寬度可以容納巨大的有源相控陣雷達(AESA),在3台發動機提供的澎湃電力加持下,大孔徑的機載戰鬥機雷達非常適合作為傳感器融合的重要基礎。在傳感器融合的願景下,飛機收集的幾乎所有信息都可以合併、關聯和整合,形成一個無縫的戰術“圖景”。這些信息可能來自雷達、被動紅外探測系統、數據鏈,武器系統、電子戰系統、敵我識別(IFF)系統和導航系統,共同構成六代機的超級戰場感知。

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F-22A駕駛艙圍繞傳感器融合原理構建,為飛行員提供出色的態勢感知

高空飛行的殲-36能夠跟蹤飛機,拍攝詳細的垂直合成孔徑雷達地圖,並獲取飛機周圍目標區域的地面移動目標指示器(GMTI)和船舶跟蹤數據,其寬達270°的視野在機身後方存在盲區。由於具備這樣的關鍵能力,殲-36就可以在防區外長時間監視防守森嚴的敵方區域。在空對空作戰領域,當殲-36“隱藏”在敵方飛機雷達的多普勒陷波中(本機飛行方向與敵機飛行方向垂直,令敵機的多普勒雷達將本機信號濾除),避免被對方發現時,側視機載雷達允許本機保持對敵機的態勢感知,並能夠引導空空導彈攻擊敵機。

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利用敵機的多普勒陷波隱藏本機的示意

俄羅斯五代機蘇-57上也有類似的測試雷達。

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蘇-57機頭側方的側視機載雷達N036B

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蘇-57機頭側方的側視機載雷達如圖中黑圈中所示

F-22A也計劃配備側視雷達,但由於預算原因在開發過程中被大幅削減。

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F-22的側視機載雷達方案示意

殲-36雷達的廣角覆蓋也極大地幫助與其聯網的其他飛機感知戰場態勢,尤其是無人機。可以說殲-36的強大態勢感知能力使其儼然成為一款“迷你預警機”,可以在能力較弱的有人駕駛戰鬥機前方運行,並為後者發射的導彈提供引導。

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有人/無人協同作戰

在殲-36機鼻兩側似乎還有2個相對較大的光電孔徑,而目前已知任何類型的分布式孔徑系統都不需要那麼大的窗口。這表明該機打算配備強大的光電和紅外傳感器。這些傳感器與側視機載雷達一樣,可以在深入嚴重威脅的區域時監視飛機的兩側,還可以增強飛機的前視紅外搜索和跟蹤(IRST)能力(這是被動探測、跟蹤和攻擊隱形目標的關鍵方法)。

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殲-36的腹部

9) 機動性:

具有高速飛行能力,是殲-36三發布局的題中應有之義。如前所述,更強的發電能力也是選擇三發的重要原因。

基本可以肯定,中國空軍正在尋求比目前已知的任何其他飛機更長時間維持超級巡航(在不使用加力燃燒室的情況下飛行速度超過1馬赫)的飛行能力。這將為更快地飛往目標區域提供保障,並提高飛機在接近和進入高威脅區域時的生存能力和戰術靈活性。對於遠程任務,除了超級巡航之外,飛機還可能亞音速飛行,所以中國有動力完善自適應變循環發動機。目前該機可能使用現成的發動機,在飛機的後續迭代中完全可能安裝更先進的發動機。

飛得高也是殲-36的主要設計目標之一,其實用升限可能會達到50,000英尺,甚至超過60,000英尺。高度可以增加機載武器的射程,也可以增加視野以更充分地利用機載的先進傳感器。當不能深入敵方嚴密防禦的區域而執行防區外偵察時,飛得越高,可以觀察到的地方區域也就越大。同時,飛得越高,殲-36前部的座艙蓋和背部的進氣口等特徵對隱身性能的負面影響就越小,因為敵軍的傳感器大多位於其下方。當然,高空飛行還利於提高燃油效率。

航程是殲-36的另一個重要的性能指標。加油機數量不足以及加油機的低生存能力都促使該機具備非常大的作戰半徑:比照西太平洋地圖,作戰半徑超過1,500英里將非常有利,最好達到2,000英里。具備大航程的殲-36可以與其他遠程戰鬥機和無人機直接編隊,這無疑是開發更多戰術的關鍵。

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中國的CH-7長航時無人機是眾多正在研發的隱形無人機之一

總體而言,殲-36有可能執行遠程防空、空對面打擊、防空壓制等任務,並具備非常強大的防區外監視能力,並可作為無人機控制器和網絡中心。其航程、速度和有效載荷將對敵軍的重要資產構成嚴重威脅,從水面艦艇到支援飛機(尤其是脆弱的加油機),即使在遠離中國海岸的空域亦是如此。而由加油機構成的空中走廊對依靠“短腿”作戰飛機執行介入任務的美軍來說,可以說是“阿喀琉斯之踵”。所以,殲-36就是為在整個第二島鏈範圍內挫敗美軍介入這一任務量身打造的。

最後,殲-36的估計性能具體為:最大速度至少2.5馬赫且具有超級巡航能力、航程1,864英里/3,000公里、燃油容量(44,000磅/20噸)和彈藥(10噸,包括8至16枚空對空導彈或4至8枚空對地導彈)。

三、“北六代”

相比之下,另一款體型較小的“北六代”的影像信息就要少一些了。

首先,儘管明顯比殲-36小,但該機仍然屬於重型戰鬥機級別。

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“北六代”的腹部

氣動方面,大型菱形進氣道讓人不禁想起殲-20,很可能是DSI進氣道。最近拍攝的飛機照片顯示,其腹部中心有一條深槽。這可能表明進氣道與機身的融合度很低。這條幾乎縱貫了整個機腹的凹槽暗示着“北六代”配置着2個分開的彈艙,而非殲-20和F-22上那樣的1個大型彈艙。對於一款追求隱身效果的戰鬥機來說,這樣的一條溝壑有點不可思議。

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總體而言,類似上單翼的設置和板塊狀的機腹讓人想起F-22和殲-20,並且讓該機看起來比殲-36的融合翼身更厚實。該機的機頭呈鏟狀,與YF-23類似,機頭下部橫截面呈大的半菱形,底部有連接脊。

該機的上單翼(或中單翼)有點像改進的“拉姆達”翼型,沒有設計尾翼。類似的布局在幾十年前就已經出現在美國的設計概念中。很多人相信,這架飛機具有與內翼區域齊平的機動水平尾翼,可在需要時激活,起到類似方向舵的作用。轟-20的設計據說也啟用了類似的概念,即機尾在緩慢飛行時向上傾斜以增加穩定性。但事實可能與這些人的預期相反,它的後緣有飛行控制裝置,而不是所謂的大型控制面(會增加重量和複雜性並減少燃料體積,這似乎與設計的可能目標背道而馳)。

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軍迷按照自己的理解製作的渲染圖,可見尾緣翻起的大型控制面

“北六代”有2台發動機,其二維噴嘴似乎與F-22非常相似,這暗示其具備推力矢量。考慮到笨重的無尾設計,這對於增強機動性和穩定性非常有用。這些噴嘴也有助於減少信號特徵,但效果應該不如殲-36上。

該機採用單軸主起落架,每側只有1個輪子,說明其總重比殲-36低。不過,這不足以說明該機的重量輕。F-15E的最大起飛重量超過80,000磅,而F-14約為75,000磅,類似的起落架仍然可以支撐這些重型的戰鬥機。但當重量高於100,000磅時,例如蘇-34和米格-31,每側2個輪子的配置則更為普遍。

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飛機的背部細節仍然未知,包括其座艙蓋設計,甚至一些人猜測該機可能沒有載人。

總之,“北六代”似乎更像一款多用途制空戰鬥機,而不是殲-36那種非常重的大航程飛機。“北六代”的尺寸仍可能比殲-20更大,隱身能力更強。其相當大的作戰半徑可能遠遠超過殲-20,並且有可能進行長時間的超級巡航。機動性不會是該機的強項,但是推力矢量確實實現的話,“北六代”仍具有足夠的敏捷性。

四、中美六代機

當這中國的南北六代機被曝光後,人們自然而然地會想到美國的同行此時處於賽道的何處。

美國軍方近年來已經飛行了至少一架、甚至很可能是多架先進技術驗證機來測試“下一代空中優勢(NGAD)”的技術和概念。美國人相信這些驗證機的最新版本在所有核心要素方面都更為優秀,尤其是隱身性能和發動機性能,包括傳感器和通信等在內的子系統技術也可能領先於中國同行。

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洛克希德·馬丁公司的六代機概念

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柯林斯航空航天公司的六代機概念

然而美麗的PPT數據在現實中卻都懸而未決,因為美國空軍暫停了該計劃,以便重新評估其指標和成本。美國空軍捉襟見肘的預算,可能會將重型六代機變成更小、戰鬥力較差但成本低得多的飛機,甚至可能完全跳過新型有人駕駛飛機,而專注於現有的型號,如F-35和B-21。

在未來的太平洋空戰中,真正重要的是在戰場上投下足夠數量的鐵和火來贏得勝利,而不是依靠在沙漠中保密外衣下進行的少量試驗。所以就算被砍掉的美國NGAD戰鬥機再出色,也比不上可能某些方面稍弱、但將來形成戰鬥力的中國六代機。

五、結語

儘管沒有正式官宣,中國網友的狂歡也只是基於一些不慎清晰的手機視頻,但是以殲-36為代表的這兩款具體性能仍不明朗的“六代機”仍然給世界帶來了不小的震撼。作為暗中較勁的對手,美國人的心態無疑是複雜的,既對中國新型戰鬥機的技術水平不以為然,又對自家命運多舛的NGAD項目如鯁在喉。相較而言,《中國下一代隱形噴氣機的真正含義是什麼》一文作者的觀點比較客觀。他傾向於相信成飛和沈飛的作品沒有超過美國NGAD的技術水平,但也同時認為,就算是中國的六代機在某些子系統或者某些性能領域不及美國的NGAD,但是一旦有所不及的前者真正實現了作戰部署,而NGAD的各種先進科技仍僅停留在實驗室和測試場中,那麼兩者之間的任何比較逗變得毫無意義。

美國人當然明白,在未來的西太平眼戰場上,中國需要具有高生存能力和非常大作戰半徑的重型戰鬥機是相當合乎邏輯的。美國人同時也明白,在這樣的戰場上繼續遂行所謂的介入戰略,理想和現實之間的差距隨着中國南北六代機的試飛正在拉大。在NGAD戰鬥機遙遙無期的情況下,美軍甚至開始嘗試開發隱身加油機,以圖未來在中國六代機的威脅之下維繫西太平洋上空脆弱的“加油機橋”。這,恐怕也是中國六代機引發的蝴蝶效應。

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洛克希德·馬丁公司的隱身加油機概念

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