傳言已久,遲未公開的殲十戰機雖仍是大陸嚴密保護的國防機密,不過網
絡上卻連續出現了兩張極為可信的照片。一張是在跑道上進行發動機測試的照
片,一張則是模型照。雖然殲十另有一張模型照片早已公開,但新的模型照片
卻從後方角度拍攝,讓我們對殲十戰機能有接近全方位外型的確認。雖然殲十
可能是有史以來出現過最多假照片的戰機,不過這兩張照片雖然不清晰,但卻
是有模有樣,機上的塗裝雖然前所未見,但卻相當符合大陸原型機的風格。如
果說這兩張照片仍然是出自於偽造者之手,筆者只能對他的改圖技巧以及塗裝
考據的功夫大為嘆服。
在難得一見的真機照片中,我們可以看到殲十原型機正在跑道一端待命,
雖然尾部隱約可以看到後燃器的尾焰,但細看機頭卻可以發現座艙罩的曲線有
點不太自然,放大後可發現原來是因艙罩並未關閉,而是向右側開。故拍攝當
時,該架原型機可能是進行發動機檢查,或是單純的發動機測試而已。另外在
機翼下可以看到兩個掛架,外側掛架掛了一枚短程導彈。座艙後方出現前翼,
陰影略微遮蔽了從其下方經過的紅色條紋。
而在模型照方面,可以發現機翼上的紅色塗裝與真機照片可說是一模一
樣,故兩者恰巧互相證明為真。除此之外,比較特別的就是這張後視圖顯示出
一般側視圖不容易發現的一點:主翼與前翼後緣都有相當的後掠角,顯得比一
般三角翼來得“細長”,就是展弦較高。
我們還可以看到什麼?
這不是一次官方公開的展示,所以不幸地,我們也沒什麼機會問到更多細
節。但情報的真正價值可能不在情報本身,而在於它能證明其它哪些情報是對
的。這照片本身沒有太多的故事,但卻證明了很多猜測。
1.唯一的官方照片:在1991年,大陸的航空工業出版社,出版了一本名
為“中國航空工業四十年”的圖文集,介紹大陸40年來航空工業的各項成
就。其中一張名為“1990年2月李鵬總理聽取林宗棠部長關於新機研製的匯
報”的照片中,在殲八-Ⅱ原型機模型旁邊赫然是一架前翼三角翼構型(也就
是大陸俗稱的鴨式構型,但筆者一直不懂這種構型跟鴨子有什麼關係,在原文
刊物中也沒看過類似的名詞)的神秘飛機模型。這架神秘模型上除了國徽外沒
有任何標誌,但卻非常類似以色列的Lavi戰機。故雖然不是官方正式公布,但
證明以色列輸出Lavi戰機科技到大陸,而只有殲十的傳聞跟這有關。
所以這張照片是最可靠殲十代表,而這跟兩張新照片之間的關係上又是如
何呢?首先這兩張新照片上的塗裝都是該照片中沒有的,所以拍攝時原型機已
經接近或已經出廠,而該照片時,可能只決定了大致的構型。所以,第二,該
張照片中的前翼三角翼的配置方式尤其是前翼與三角翼後緣的後掠角,與兩張
新照片幾乎一模一樣,但在座艙罩、機鼻、垂直尾翼、發動機噴嘴的形狀則稍
微不同。值得注意的是,含有進氣錐的機鼻下進氣道是殲十戰機最獨特的特
征,該張官方照片以及實機照片中都是相同的。該張官方照片另一個重要的情
資是武裝的搭載。兩邊主翼下各有三個掛架,外側掛架掛載PL-9空對空導
彈,中間掛架掛載PL-10中程空對空導彈,翼根掛架掛載副油箱。機腹進氣道
下,鼻輪兩旁還可見到兩具小型炸彈掛架。而實機照片中雖然只能看到外側掛
架與中間掛架,不過兩者的位置是一模一樣。
2.以色列的Lavi戰機科技:雖然很多航空迷喜歡玩誰像誰的遊戲,來證明
哪些戰機之間的血緣關係,但事實上這並不是很容易的。例如在“IDF的故
事”中,作者便指出法國疾風戰機的進氣道形狀與F-CK-1戰機非常類似,但
F-CK-的設計時,根本不知道疾風戰機的進氣道是什麼形狀的。不過如果整片
機翼都跟別人長得一模一樣,那還真脫不了血緣關係,以色列的Lavi 戰機與殲
十戰機便是如此。首先前翼的相對位置一模一樣,不過前翼本來就沒多少地方
好擺,主翼斜上方是最常見的位置,如EF-2000擺不一樣地方的戰機反而難
找。但前翼與主翼後緣的後掠角,就真的很難找到完全一樣的。以與Lavi戰機
同樣採用前翼三角翼的三種先進戰機作比較:EF-2000、疾風、JAS-39的前翼
後緣與Lavi一樣都是後掠,但是在主翼後緣,除了L avi以外,大家都是略微前
掠。這是因為略微前掠的設計可以讓主翼有較大的翼面積,也就是說較低的翼
負荷與較大的機翼油箱,也就較受到大眾的喜愛。而後掠的設計則相當少見,
不但在現代如此,翻開以往的航空工業史也是很難找到相同的愛好者。故殲十
戰機的翼面設計與Lavi之間真是脫不了關係,證實了以色列科技輸出的傳聞。
但是殲十戰機與Lavi戰機間仍然還是有些許的不同。首先主翼前緣有犬齒
設計,不過這是蘇聯早期軍機,也就是大陸長久以來仿製對象的常見設計,所
以可以看出大陸航空工業設計者在以色列的設計上再加工的痕跡。另一個也可
以看出再加工跡象的是機腹進氣道的進氣錐。進氣道是戰機推進系統的一部
分,對戰機重要的推力有決定性的影響。大陸長期以來仿製的都是蘇聯早期機
鼻進氣的機種,直到80年代後,開始擺脫蘇聯窠臼,自力發展航空科技,才
逐漸出現其它進氣方式。但雖然如此,受限於科技實力,大陸的進氣道設計仍
然是相當簡單的機側式,外型也非常簡單,並沒有類似美蘇80年代第四代戰
機常見的與機翼混合方式(與機翼混合設計可以利用機翼預先將進氣整流,可
以明顯降低進氣的攻角,提升推進系統在高攻角的性能)。而殲十戰機則很可
能是在以色列協助下,引入Lavi機腹進氣道的科技。機腹進氣道看似簡單,但
其實是利用機鼻預先整流進氣,也就是說機鼻構型必須配合進氣道設計。兩者
搭配起來,就不是容易的事,事實上以色列Lavi戰機的機頭與進氣道構型幾乎
照抄自 F-16,可見得F-16當初的設計已經是最佳化,讓後人難以更動。
而殲十戰機則有一個明顯的進氣錐,雖然早期EF-2000在繪圖桌上也曾出
現機腹錐形進氣道的設計,但是把它實際化的戰機可說是沒有。為何會有這個
進氣錐,就是很耐人尋味的一點。一個可能是追求兩馬赫的性能,雖然F-16的
宣稱極速也是兩馬赫,但是畢竟它的設計目標並不是兩馬赫的攔截機,所以據
說在倍音速時的性能,與F-15、幻象2000這些真正的兩馬赫戰機還是有點差
距。但追求兩馬赫的時代已經過去了,大陸追求兩馬赫的性能可能有點復古,
但殲十的定案在80年代,當時也的確還脫離兩馬赫想法沒有太久。另一個可
能就和機鼻有關係,如前所述,F-16的機腹進氣道與機鼻構型有很大的關係,
因此如果機鼻的設計者不肯或是不能與進氣道的設計者配合(機鼻中有重要的
雷達、航電、座艙...等組件,這些組件的形狀可能無法配合形狀的修改。尤其
是雷達罩的形狀修改對雷達波穿透有非常大的影響,這需要雷達工業與材料工
業的配合。例如F-16便有一個剖面形狀相當複雜的雷達罩,而蘇聯的Mi G-29
與Su-27的雷達罩都是較為簡單的圓形剖面。)的話,那有一個很可能的解決
方案就是要進氣道的設計者自己想辦法。而進氣錐便是大陸以往戰機常用的進
氣道震波減速與整流的手段。
因此,考量到殲十戰機的機鼻外型與F-16和Lavi的明顯不同,進氣錐會不
會就是補救進氣道性能的設計呢?!
3.殲七MF:在官方照片中的那架殲十模型,機頭與垂直尾翼的構型都與
Lavi相似。不過在實機照片中,機頭的形狀卻明顯地不同,但我們仍然能找出
相近的血緣:珠海航空展中最新展出的殲七MF。Lavi的機頭構型與F-16相
同,整體線條從機頭到機背一氣呵成,機鼻加上進氣道的厚度大致與機身後段
相同。但是殲十實機照片與該架殲七MF都一樣,仿佛比機身後段厚兩倍的機
頭組硬塞入機身,使得機頭線條有點類似張大嘴的眼鏡蛇。因此不禁令人好奇
這架殲七MF與殲十之間究竟有什麼關係?一種可能是這架殲七MF原本是殲十
的實驗機,大陸航空設計師利用殲七的機身來實驗殲十的機頭氣動力構型,另
一種可能是恰巧相反,大陸航空設計師利用殲十的機頭構型來提升殲七的性
能。不管如何,在傳統基礎上進行部分的革命一直是大陸武器設計的慣性,與
殲七MF之間的相似性使這張殲十照片看起來更順理成章。
4.神秘的機頭:另一張流傳已久,與殲十相關的照片是個機頭的照片。據
說這是彈射椅實驗用的機頭模型,但究竟是哪個戰機的機頭呢?照片中機頭雷
達罩的構型便明顯與大陸現有戰機完全不同,即便是非機頭進氣的FC-1或殲八
-Ⅱ,也沒有這種底部漸平的形狀。相反地進氣道在機頭下方的殲十卻與這特
征相當符合,而該模型的座艙後方有明顯的前翼根部結構,更是非殲十莫屬。
從這張照片中,我們可以找到兩個共通的特色,第一是機鼻的形狀與前翼的位
置,這與實機照片是相同的,與官方模型照片倒是不同,這更支持了官方模型
照片是在細部定型以前製作的理論。第二就是座艙罩。實機照片中,不細看的
話會發現座艙罩的形狀不太流線,放大細看的話可以發現該座艙前有一橫框結
構,後方直接與機身連接。兩者之間是活動的座艙罩,該罩正在向右側開。特
別的是,該活動座艙罩的曲線是頂部接近直線,而非西方戰機常見的凸出氣泡
狀。而機頭模型的照片雖然看不出座艙罩開啟的方向,但頂部的曲線卻是非常
類似的接近直線。
由於殲十是大陸第一種不使用座艙罩前方支撐架,也就是所謂的氣泡座艙
罩的戰機,是大陸戰機科技提升飛行員狀況意識的一大進步,所以對新型座艙
罩多所實驗,以致於遺留一個實驗的機頭模型並不令人意外。而這與實機照片
之間的神似也串起了另一個關係。
由這張機頭照片我們還能看出更多東西。前面提到,座艙罩上面接近直線
的曲線是西方現代戰機中看不到的樣式,原因是外凸的氣泡狀可以讓飛行員坐
得更高,對下方的視角更大,往後面看也容易一點。而接近直線的設計會讓飛
行員坐得更矮一點,如同蘇聯MiG-29戰機一樣,由於飛行員坐得太矮,所以
西方飛行員試飛後的評價是雖然有氣泡狀的形狀,但飛行員真正的視角範圍仍
然遠不如預期中那麼好。這並不是說MiG-29的設計師或殲十的設計者頭腦有
問題,故意讓飛行員坐那麼矮,而是外凸的座艙罩對於氣動力學或是結構力學
都有不利的影響。外凸的曲線會讓座艙罩更深入機身上方的流場,對於機身後
段產生不小的影響。所以如果不希望座艙罩產生過大的阻力,那就必須限制它
的大小。從座艙後方連接的減阻結構可以發現大陸設計師對此的重視。
對結構力學而言,由於座艙罩深入上方的流場,座艙罩本身也就必須承受
更大的應力。別忘了這個座艙罩已經沒有傳統的金屬支撐架,需要讓玻璃本身
承受這些應力。所以如果玻璃的材料性能並不足以支持這麼大的應力的話,避
免座艙罩過度深入流場是唯一的選擇。因此殲十的設計師不是不知道飛行員的
需要,只是可能他無法面對這兩個問題。
5.衛星照片:傳說美國海軍根據機場上空的衛星照片,繪出了一張假想的
三視圖表示出殲十的外型。上一次美國衛星照片擔任這種獨家的八卦角色是偷
拍蘇聯的Su-27與MiG-29原型機,與後來證實的外型相比,可以說算是相當逼
真。而這兩張新照片也同樣讓人發現與美國海軍假想圖相比,的確非常類似。
最類似的地方就是前翼與三角翼的後掠角很多假造照片者都沒有考據到這
一點,不過話說回來,這跟Lavi戰機非常的類似,天知道他們是不是根據Lavi
戰機畫的。但有一個非常獨特的地方是主翼與機身之間的減阻結構,這是一個
俗稱“翼胴融合”的凸起,減緩機身與機翼接合處的曲線變化,也增加燃油與
結構的空間。Lavi戰機雖然也有類似的凸起,但是中間卻為了配合面積率的蜂
腰狀,反而凹回去,所以這段凸起結構並不明顯。但是在美國海軍的假想圖卻
有了非常明顯的凸起。
在兩張新照片中的確發現了同樣的特徵。在後視角度的模型照中,可以看
到主翼根部的確有明顯的凸起,在實機照片中,也可以看到隱約的曲線。讓人
不得不相信不是美國情報人員觀圖辨機的本事驚人,就是該兩張照片根本就根
據美國海軍的假想圖偽造的。不過要注意的是美國海軍的假想圖中,殲十的機
頭並不是實機照片中的獨特形狀,也沒有錐形進氣道。
6.AL-31發動機:很多人對新戰機的期待都是針對炫目的氣動力外型、傲
人的武裝,然而戰機的關鍵通常是外表看不到的發動機。發動機的成功與否決
定了很多戰機的生死,例如F-14A有兩具著名的爛發動機,而P-51野馬機的成
功跟梅林發動機有絕對的關係。更殘忍的是,如果你拿不到你想要的發動機,
那你也作不出想要的戰機。F-CK-1的性能極限在美國准許TFE-10 42的輸出時
就決定了,設計人員只能儘量逼近這個極限。如果對F-CK-1不滿意,更別提當
初連TFE-1042都沒有的醜樣子。
發動機的功能在於體積必須儘可能地縮小,推力卻要儘可能地增大。體積
縮小讓戰機可以攜載更多的燃油以及武裝,推力增大讓戰機真的能載着更多的
燃油與武裝起飛。所以如果你的發動機推重比太小,你的戰機便會有相反的結
果:飛不遠、載不重。
發動機科技遠比戰機設計來得困難,世界上有十幾個國家曾經,或是已經
設計出自己的戰機,卻只有四個國家能夠做出推重比超過8的戰機發動機:美
俄英法。大陸雖然自製戰機發動機多年,但對於渦扇發動機這關一直不能突
破。即便是英國數十年前發展的史佩發動機:推重比僅5,最大推力兩萬磅
(現代戰機發動機的一般標準是推重比達8以上),大陸仍然極力爭取採購,
以增產殲轟七。所以同樣身為安理會五強中的一員,但沒有強力的發動機,大
陸自製戰機也只能看其它四強的臉色。
猶太人實在是很會做生意的民族,手上沒有半顆發動機也敢大搖大擺地走
進中國大陸,說要協助大陸設計新戰機。在官方模型照片中,殲十模型的噴嘴
與Lavi的PW1120發動機幾乎是完全相同。但就在美國斷絕任何先進軍事科技
流入大陸後,殲十戰機也等於沒了翅膀的鳥。 而蘇聯的垮台提供了大陸另一
種選擇:AL-31發動機。AL-31發動機的大小等級與PW1120相當接近,又是大
陸新一代戰機群:Su-27SK與Su-30MKK的發動機,在後勤支持上可說是相當
便利。因此殲十改採AL-31發動機可說是相當自然的選擇。在這張實機照片
中,我們可以清楚地看到其發動機噴嘴與Su-27的AL-31噴嘴可說是一模一
樣。AL-31的特色是噴嘴前的尾管可能因為耐熱的關係,必須採用金屬外罩,
Su-27這段外罩是由許多金屬片拼成的,利用金屬片之間的空隙引入冷卻氣
流,而在照片中殲十原型機的噴嘴前方也有類似的無塗裝金屬部分。
由以上五點可知,新曝光的這兩張照片與已知的五點情報之間都有相當密
切的關係,如果不是它們的確都指向同一架戰機,那就是這兩張照片的偽造者
的考據功夫確實,每一點細節都考慮到了。
鴨式布局
前翼三角翼構型在80年代的航空設計界可以說是非常的流行,恰巧除了
美俄以外,大西洋東岸的歐洲諸國乃至以色列都採用這種構型作為第五代戰機
的設計。究竟這種構型有什麼特色呢?第四代戰機的特色是汲取越戰的教訓,
全世界都聽到了的訊息:纏鬥復活了!美國戰機不願意繼續被輕小的蘇聯戰機
打好玩,恢復追求纏鬥性能。但大型的美國戰機要如何在纏鬥中擊敗輕小的蘇
聯戰機呢?答案便是“能量機動性”。
美國空軍的“能量機動性”理論告訴我們,戰機的纏鬥性能被兩個因素決
定,一是翼負荷,一是能量。翼負荷越低,表示戰機翼面在受不了應力而崩潰
之前,能夠替戰機產生更多的升力,也就是轉彎的向心力,讓戰機能夠轉更小
的圈。能量越高,表示戰機的機翼能夠持續提供升力,弔詭的是戰機速度越
慢,轉彎半徑越小,但是速度低到讓機翼降低升力時,卻反而無法繼續轉彎,
所以戰機必須有足夠的能量讓機翼繼續賣命。
所以第四代戰機的特色是採用大型的中度後掠梯型翼,以得到足夠的翼面
積,也就是夠低的翼負荷。另一方面,就是讓戰機推重比超過一的後燃渦扇發
動機,這讓戰機有足夠的能量持續轉彎。所以,面對第四代戰機的蘇聯輕戰
機,雖然它們的翼負荷夠低,一樣能作極小的轉彎,卻沒有足夠的能量可以持
續下去,也就會在持續的空戰中被擊落。因此,第四代戰機的能量機動性理論
保證了戰機的持續機動能力。
但在80年代,歐洲各國審視蘇聯戰機的威脅時,他們知道蘇聯的新一代
戰機Su-27與MiG-29同樣達到了第四代戰機的標準,所以重複這條路最多只能
作出一樣好的戰機,而由於蘇聯應該會有數量的優勢,便能在空戰中擊敗歐
洲。所以歐洲人選擇了另一條路:瞬間轉彎性能。能量機動性的理論是建立在
機炮以及早期追熱導彈上,這些武器都必須在敵機後方發射,所以必須採用持
續的追尾纏鬥。然而,新一代的紅外線空對空導彈可以全向位發射,如果在一
見面時就能面對面的迎頭痛擊,那何必費心繞到人家後面呢?
因此,歐洲人認為戰機的下一條路是在第一個彎還沒轉完時,先對準敵機
的一方就已經獲勝。而這需要更低的翼負荷,好提供巨大的升力,竭力縮小瞬
間的轉彎半徑。為了達到這樣的性能,就必須採用三角翼,因為三角翼在同樣
的翼展中能夠提供最多的翼面積,在低超音速阻力的情況下能夠產生最大的升
力。
前面提到的能量機動性一樣要求低翼負荷,為何不採用三角翼呢?因為三
角翼雖然擁有最大的翼面積,能夠提供最大的升力,但其產生的阻力也是非常
的巨大,這會讓戰機的確轉得很快,但越轉空速就越低,也就是能量就越小,
不符合“持續轉彎性能”對能量的要求。所以第四代戰機並不想追求這樣過度
的翼負荷而犧牲了能量。但如果只要求瞬間轉彎性能的話,越轉空速越低並不
是壞事,因為轉彎率與速度成反比,速度越慢,轉彎率越快。所以越轉越慢反
而讓戰機達到瞬間轉彎率的顛峰值。於是,三角翼成了追求“瞬間轉彎率”的
歐洲各國不二選擇。
但是戰機的升力跟速度有關,當你越轉空速越慢時,你的升力也在逐漸降
低,所以你還有同樣的向心力嗎?所以在慢速度的轉彎中,戰機不只需要大面
積的機翼,還需要提高攻角,攻角越大,機翼的升力越大,才能維持住升力不
降低。則空戰中最重要的第一個彎中,我們知道這群第五代戰機會越轉空速越
慢,攻角越大,但轉彎率反而更高。
不幸的是,攻角越大,機翼就越接近失速,失速的機翼是沒有升力的,大
家就沒得玩了。幸好這不是沒藥可救的,這仙丹妙藥就是“渦流”。渦流在第
四代戰機中就可以看到,例如F- 16與MiG-29都有大型的翼前緣延伸面可以在
高攻角時產生強力渦流吹動主翼上的邊界層,減緩失速的發生。而對於三角翼
戰機而言,前翼除了提供更強大的渦流,還能作為主動的控制面,因此前翼加
上三角翼,也就是大陸俗稱的“鴨式布局”的構型,就成為追求瞬間轉彎性能
的80年代歐洲戰機設計師與以色列人最喜愛的構型。
戰機界有一句話:“一架戰機設計完成時,往往就不再先進;投產服役
時,就已經落伍”。這對鴨式布局而言,也是如此。90年代的戰機設計界,
將眼光放到失速後的高攻角上,當機翼完全失速,反而不受到許多傳統的限
制,而能夠作出人意表的動作。雖然完全失速的戰機是撐不久的(注意:戰機
幾乎沒有任何升力,但地球引力還是存在的),但如果你只要瞬間的一記回馬
槍,就可以用全向位空對空導彈命中敵機,那何必執着要在“轉彎”中獲得勝
利。
鴨式布局的前翼渦流的確能在高攻角中延緩失速的發生,但是這群戰機為
了降低成本都採用單垂直尾翼,在高攻角中單垂直尾翼被機身的亂流遮蔽 而
失去效益時,即使渦流 曝光之殲 10照片。
持續維持升力,但戰機已經失去了橫方向的穩定性。所以,70年代末期
出廠的YF-17,利用其外傾的垂直尾翼就能達到穩定的45度攻角,蘇聯的
Su-27與MiG-29也以高攻角的性能聞名於世,而這些鴨式布局的第五代戰機的
攻角限卻多半不能突破30度。
不過,鴨式布局的優點並不全然在空戰上。對於對地攻擊任務而言,鴨式
布局提供了大型的機翼油箱延伸戰機的作戰半徑,這也是較注重對地攻擊的
Lavi戰機與疾風戰機的更主要理由。但是Lavi戰機的後掠主翼設計卻非常的奇
怪,一方面這縮小了翼面積,另一方面它對酬載有不利的影響,不過 Lavi的翼
面積仍然非常大,其翼面積比F-16大了40%。
戰機最佳的武器掛載位置一定是重心附近,因為武器終究會離開戰機,如
果武器距離重心太遠,當拋射出武器時,重心的移動會讓戰機產生相當大的
轉動力矩,這力矩甚至可能大到讓戰機失去控制。蘇聯的MiG-29在預設的發
射模式中,必須將兩枚R-27導彈幾乎同時發射出去,因為剩下一枚導彈的不
對稱酬載會嚴重限制戰機的運動性能。
而大後掠角的三角翼會讓翼端的位置相當地“後面”,很可能就是這個因
素,所以殲十戰機沒有翼端的掛架,而必須在機翼下方增設一個外端掛架來掛
短程空對空導彈。同樣是因為力矩的關係,越輕的導彈一定掛得越外面。類似
的戰機還有EF-2000,其機翼延伸得較為後方,所以也沒有翼端掛架。
由於機翼只剩下中內側的地方可以掛載武器,所以目前的兩側三具掛架應
該是極限(與F-16 相比,F-16機翼兩側各有4個掛架,日本研發的F-2更有5個
掛架)。因此Lavi戰機大量使用機腹掛架(其機腹共有6個掛架),而殲十的
官方模型照片中也可看到類似的機腹掛架。機腹掛架可以解決掛載大量炸彈的
問題,但對于越來越普及的精確導引彈藥卻否,因為精確導引彈藥往往有大型
的控制彈翼,甚至發動機,無法多枚容納在機腹狹小的空間中。所以在高強度
的現代轟炸任務中,這種構型並不受到歡迎。例如Su-30MKK便可以輕易在機
翼下掛載4枚大型空對地導彈,機身與進氣道下再加3枚,而殲十可能很難超
過2枚。
在航空工業上往往遙遙領先世界各國的美國,卻沒有任何一種新一代戰機
採用前翼三角翼構型,這是因為美國在進步的路途中忘記轉了一個彎,還是歐
洲各國走入了一個岐路?
先進控制
前面提過,要進行瞬間指向的花槍動作,失速後動作來得比瞬間轉彎更
快。而要追求高攻角的性能,雙垂直尾翼比前翼來得重要。那前翼還有什麼
用?美國並不是沒有研究過前翼機,其實還是前翼機的領導者。蘇聯最新的
S-37實驗機,其前掠翼與前翼的配置與當年的X-29非常類似。而瑞典JAS-39的
設計者也承認其設計沿襲了美國早期HiMAT高機動性實驗機不少的經驗。最明
顯的例子是LM公司最新出廠的X-35原型機,在JSF計劃還稱之為ASTOVL時,
也是有前翼的。那為什麼後來都不用了?
前翼與翼前緣延伸面所產生的渦流並不完全是仙丹妙藥,而是有副作用
的。渦流會衝擊到後方的雙垂直尾翼,導致F-18戰機一直面對嚴重的控制問
題,不得不裝置小型的翼條提前把渦流打散。另一個更重要的問題是匿蹤,匿
蹤的原則在於能藏起來的就藏起來,藏不起來的就維持跟別人一樣的方向。所
以F-22將尾翼藏在主翼後方的水平面上,而前翼卻大剌剌地擺在主翼前方,無
處可躲。
在接近失速的時候,渦流是主角,但一完全失速,渦流以及升力就不再重
要,因為大家都是零。這時候戰機處於一種非常詭異的情況,蘇聯人稱為“超
極限狀態”:飛機應該已經沒有升力,準備要掉下來,但是因為戰機飛行高度
要掉到地面還有很長的時間,所以這時候如果還能控制機頭指向哪裡的話,那
還有很多事可以作。
早期的飛機並不敢想象在這種情況下空戰,因為失速下的劇烈動作會進入
螺旋,螺旋有各式各樣的形式,共同的特點是飛行員不再能控制機頭。九零年
代初期,航空界開始研究利用發動機推力的指向,強迫控制機身姿態。例如第
四代戰機的Su-27,裝上了向量噴嘴以後就遠遠超越鴨式布局的歐洲第五代戰
機,而進入了失速後的世界。則當初企圖以“瞬間轉彎性能”擊敗“持續轉彎
性能”的歐洲戰機,可說在“瞬間指向”的領域也完全失敗。
但即便是安裝了向量噴嘴的Su-27,也很快地在航空科技的道路上落後。
失速後的控制不一定非要用推力不可,事實上戰機的全動式尾翼仍然可以提供
控制力。當飛機完全失速,尾翼猶如在驚濤駭浪中掌舵,但感謝先進數字控制
系統的幫助,這並非不可能的。美國的第五代戰機,全都具有尾翼失速後控制
的能力,YF-23在風洞階段就宣稱該機將沒有攻角限制,F-22實機更實現了正
負60度攻角不動用向量噴嘴的飛行測試,甚至舊瓶裝新酒的F-18E/F也宣稱:
“只要兩邊的負載是對稱的,我們試飛員再怎麼努力也無法在任何攻角中讓飛
機失去控制”。
瑞典的JAS-39戰機就藉由數字控制系統扳回了一點門面,藉由數字驅動的
前翼,瑞典人完成了最多100度攻角的試飛。但瑞典付出的代價也是驚人的,
冒險採用最先進的數字控制技術,瑞典摔了兩架原型機。先進的數字控制系
統,並不是寫幾行程序的簡單玩意,要讓飛機控製得又快、又穩、又准,不但
程序要寫得好,也需要很多參數的精確輸入。所以有很多試圖發展飛行控制系
統的國家,都會先作出幾架實驗機來累積經驗以及參數。
大陸在1977年開始了數字控制系統的研發,當時稱為“飛機隨控布局技
術”,也就是西方所謂的CCV。1979年由六個研究機構訂定了研究計劃:
第一階段:縱軸仿真與多餘度控制系統,利用殲教六作為實驗機。
第二階段:放寬靜穩定性的三軸數字控制系統,利用殲八作為實驗機。
第三階段:結合射控系統與推力系統的研究。
在研製過程中聘請西德MBB的工程師予以技術支持(西德雖然沒有發展
戰機的經驗,但EF-20 00的原始設計其實是來自德國,而德國也曾利用F-104
發展過先進控制技術),在1990年9月 15日,殲八實驗機完成了大陸第一次
數字控制飛機的試飛。
殲十的未來
許多彼岸的同胞對殲十有高度的期待,誠然,殲十是大陸第一架真正擺脫
蘇聯第三代戰機的代表作,但擺脫了舊窠臼並不代表立刻就成為世界最強。殲
十採用了許多第四代戰機的科技,甚至是歐洲第五代戰機的氣動力構型,但並
不代表就真的跟人家一樣好。例如座艙罩的形狀並不夠凸出,航展中展出的
HOTAS座艙也似乎仍是雛形。甚至有些科技已經不是那麼先進,例如鴨式布局
已經是一種失寵的構型,對空戰的瞬間性能不再具有決定性的影響,卻反而對
匿蹤性能有所妨礙。因此這些歐洲戰機只好期待新一代的偏軸空對空導彈與頭
盔瞄準器能讓戰機空戰再向前邁進一個大步,將讓這些氣動力的性能不那麼明
顯。
同樣的,殲十很自然地會採用大陸發展多年的頭盔瞄準器以及偏軸空對空
導彈(PL-9或AA-1 1),在歷次北約與德國MiG-29的仿真對抗中,北約飛行員
一致公認頭盔瞄準器是MiG-29最致命的武器,遠比慢速的高攻角動作來得有
效。這點是台灣二代戰機一直存在的弱項,希望空軍官員能有所體認。至於超
視距空戰方面,殲十可能配備俄羅斯的Zhuk雷達或以色列的雷達,不管何者,
與台灣二代戰機雷達都是同一個世代的產品。另外,空軍飛行員可以稍微安慰
的是俄羅斯目前尚無任何R-77主動導引導彈服役,外銷最快也要2003年之
後,所以在超視距空戰中,台海仍然是台灣的天下(當然這也表示“沒有出現
R-77,就不准運回國內”的AIM- 120C導彈,又要在美國多待幾年)。
追求更好的性能需要更高的科技,但有高科技的戰機未必就是高性能,這
是很多人沒注意到的。殲十採用了許多高科技不代表它就是萬能戰機,別忘
了,它畢竟只是一架輕戰機。輕戰機通常就飛得不夠遠,載得不夠重。所以在
進行長距離的轟炸任務時,就需要很多的加油機支持;要進行重量轟炸時,就
需要很多的架次。
雖然殲十的前翼三角翼構型,讓殲十的酬載性能將會是大陸自製戰機中的
佼佼者,但俄羅斯授權生產的Su-27家族卻還是遠遠超過它。輕型戰機通常較
為便宜,所以能夠生產較多的數量彌補酬載的不足,但是Su-27是俄羅斯跳樓
大拍賣的產品,在價格上未必比大陸尚須自付研發費用的殲十戰機來得貴。雖
然傳聞中,大陸已經將殲十投入小量生產,但是究竟有沒有那個決心投入大規
模生產,就令人好奇。
還記得三年前筆者本刊發表的第一篇文章中,提及Su-27/Su-30/殲十將是
大陸重戰/重轟/輕戰的新一代組合,而殲十必須有大量的數量才能將殲七輕戰
機在中共空軍中的地位完全取代。但研發生產時程的不斷延誤,戰機價格的不
斷提高,究竟有沒有生產到兩到三倍於Su-27的數量來支持多架次的大型空
戰?
所以,殲十應有怎樣的評價,端賴你想從那個角度去看它。從民族自尊心
的角度來看,很好!它是大陸唯一跨越到第四代戰機的先驅,在航空史上會有
它的地位;從空戰的眼光來看,還不錯!瞬間轉彎性能應該不錯,持續轉彎性
能也不差,頭盔瞄準器會是最嚇人的武器;從作戰的眼光來看,不知道夠不
夠?!大陸想要從空中擊垮一個國家,需要投下很多的彈藥。如果這些彈藥還
是無導引的,就需要很多很多。殲十無法掛載太多精確導引武器,要用機腹掛
架玩無導引轟炸的話,那需要很多很多殲十,大陸能像殲七一樣生產上千架殲
十嗎?從經濟的眼光來看,這值得嗎?當殲十還在為投產服役而奮戰時,中古
的、改良的第四代戰機已經在跳樓大拍賣,連窮困潦倒的埃塞俄比亞與厄利垂
亞都拿Su-27與MiG-27互射數十枚R-27導彈。還有多少市場可以讓殲十搶奪?
這是全世界的新戰機都要面對的問題,也是設計殲十的成都飛機廠必須面對
的。