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殲20為什麼要出雙座型?或能一人"同時開幾架飛機"
送交者: 力挽狂瀾 2021年03月07日19:46:43 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  前段時間,因為航空工業成都所發布的一則宣傳視頻,軍迷群體裡突然流傳起了所謂的“雙座型殲-20”的消息,還有不少讀者就這麼一個視頻專門過來詢問大伊萬,問此事到底是真是假,是否真的存在這麼一個“雙座型殲-20”。

  ▲空軍宣傳片中的畫面

  其實吧,關於殲-20型戰鬥機的後續技術提升與型號改進,咱們之前已經提過幾次,也都明確指出了有這樣一個“雙座型殲-20”存在,只不過相比實機實錘,您單單拿一個模糊不清的視頻出來說事兒,這說明力未免太弱。故而,大伊萬覺得,咱們稍安勿躁,等到這架傳說中的殲-20型戰鬥機改進型實機官方報道之後,咱們對着官方照片再來分析個子丑寅卯出來。

  ▲網友製作的CG圖

  不過,話說回來,對於一架戰術飛機來說,到底是用“單座構型”還是“雙座構型”,在各主要軍事強國的戰術飛機研發與裝備歷史上,也算是飽受爭議、在單座和雙座的趨勢間來回切換、走了一道“螺旋狀發展的趨勢”。要大伊萬來說吧,戰術飛機的“單座”與“雙座”之爭,既體現出了技術的發展趨勢,也在一定程度上體現出了戰術飛機對特定性能的側重。

  一戰時期

  咱們先說第一次世界大戰時期出現的早期戰鬥機好了,作為空戰發軔的“一戰”空中對抗,協約國與同盟國先後投入了多型號雙翼機甚至三翼機進行空戰,比如協約國一方的英制“駱駝”戰鬥機、法制紐波特17型戰鬥機,同盟國一方的德制Fokker D.VII戰鬥機等。但不管是德軍還是英、法軍隊的戰鬥機,除了部分早期型號會安排一個觀察員兼機槍手,到戰爭後期、尤其是加裝機槍射擊協調器後,普遍都變成了單座型戰鬥機,觀察員被取消。

  ▲一戰時期的雙座版戰機

  究其原因,很簡單,早期戰鬥機性能相當一般,發動機動力不強,機體強度與可用過載較低,航電與武備系統更是聊勝於無,要不是在沒有安裝機槍射擊協調器之前需要一個後座機槍手,否則一名飛行員來操縱飛機堪稱綽綽有餘。而在安裝了確保機槍可以前向射擊的射擊協調器之後,就更沒有必要另外加一個後座機槍手、用來給飛機增加幾十上百千克的死重了。

  ▲德制Fokker D.VII戰鬥機

  故而,在第一次世界大戰中、後期,投入戰場並占據主流地位的戰鬥機幾乎都是“單座機”。

  二戰期間

  在間戰期和第二次世界大戰早期,各主要軍事強國研發、裝備的戰術飛機基本上延續了第一次世界大戰時的經驗,以航電系統相對簡單、機體輕小的單座戰鬥機為主。

  但是,新的作戰樣式的出現打破了這一現狀,最為直接的因素是德軍在英倫空戰中使用He-111與Ju-88等轟炸機對英國本土的夜間空襲,迫使皇家空軍不得不正面考慮夜間攔截、夜間交戰的問題。

  而很快,伴隨着美軍第8航空隊與英軍的“蚊”式轟炸機在戰爭中後期對德國本土的夜間空襲,德國空軍也遭遇到了同樣的夜間攔截、夜間空戰的問題。

  ▲He-111

  從解決方案來看,英、德兩軍應對問題的策略幾乎是完全一致的:開始研發並裝備加裝了截擊雷達的夜間戰鬥機。以英軍來說,重點改進的是布里斯托爾公司研發的“英俊戰士”戰鬥機,這是一種空重6.5噸的大型雙發戰鬥機,在晝間空戰中由於機動性不足,在德軍的Bf-109與Fw-190戰鬥機面前討不了好去。

  但在夜間交戰、加裝了截擊雷達後,以其4門20毫米機關炮的強大火力對德軍的轟炸機造成了巨大的威脅;在“英俊戰士”淘汰後,英國皇家空軍將改進重點轉移到了新銳的“蚊”式輕型轟炸機上,同樣在“蚊”式飛機上加裝了截擊雷達等專門設備,並以此為基礎研發出了“蚊”式夜戰型NF MK.2,成為了第二次世界大戰後期英國皇家空軍夜間空戰的主戰機型。

  ▲“英俊戰士”戰鬥機

  德國空軍也不例外,在早期幾乎選擇了和英國皇家空軍相同的例子,皇家空軍有大型雙發戰鬥機“英俊戰士”,德國空軍也有雙發戰鬥機Bf-110,並很快在此基礎上研發出了夜戰型Bf-110G。

  而在戰爭後期,德國空軍開始着手改進性能更強大的夜間戰鬥機,這次是在新銳的梅塞施密特Me-262噴氣式戰鬥機的基礎上改進,選擇的是Me-262B這麼一個雙座型號,加裝了FuG-218“海王星”雷達,加裝雷達之後的型號被稱為Me-262B-1aU1。

  ▲Bf-110

  而從英、德兩軍研發的這麼多夜間戰鬥機的型號來看,這些飛機普遍都採用了雙座構型,比如“英俊戰士”在駕駛員座艙後方有一個水泡型的觀察員座艙,而比如Bf-110G、“蚊”NF MK.2和Me-262B-1aU1則乾脆採用了串列或並列式座艙布局。

  ▲夜戰型Me-262B

  究其原因,主要是夜間戰鬥機裝備的早期截擊雷達操縱複雜,只有簡單的示波器顯示,需要人力研判甚至手工標繪出距離,而且也沒有相對速度顯示等重要的戰術數據。單憑一個飛行員來操縱,既要求駕駛飛機,又要求操縱雷達,已經超出了飛行員的能力範圍,再加上這些夜間戰鬥機主要作戰對象是大型轟炸機而非戰鬥機,對於戰機機動性要求下降,故而,雙座構型也是可以接受的,這大概是歷史上最早的“雷達攔截官”。

  進入“噴氣時代”

  第二次世界大戰結束、戰鬥機進入“噴氣式時代”後,伴隨着第二次世界大戰時期夜間戰鬥機使用的、極其複雜和難用的截擊雷達逐步簡單化,新型雷達顯示器開始運用在戰術飛機上,原本需要兩個飛行員協同配合才能完成的雷達控制,很快進步到了只需要一名飛行員就能完成。

  於是乎,戰術飛機再度進入了單座化時代,諸如蘇聯空軍前線航空兵、美國空軍那一票制空戰鬥機或攔截機除了有部分雙座的“同型教”,也都是以單座構型作為主戰機型來完成全天候戰鬥。

  ▲美軍F-86

  看起來一切都很美好,直到情況又發生了變化,變化主要體現在兩個方面:

  第一條依然是雷達問題。最典型的體現就是三種戰鬥機,一是美國空軍的F-4E裝備的AN/APQ-120型倒卡天線全波形火控雷達,二是美國海軍的F-14A裝備的AN/AWG-9型大型相控陣火控雷達,三是蘇聯國土防空軍米格-31B裝備的“盾牌”相控陣雷達系統。

  這三種雷達共同的問題也是一樣的,那就是功能相當強大,甚至比同一時代出現的雷達功能要強大得多,二是操縱又變得複雜,在自動化水平不足的情況下,單憑飛行員來完成雷達系統的操縱又變得相當困難了。

  其中最典型的代表,就是裝備在“雄貓”上的那部威力巨大、配上AIM-54A“不死鳥”導彈幾乎無敵的AN/AWG-9型雷達。故而,這幾種戰術飛機又不得不開始增加後座飛行員,來專門負責操縱雷達系統與用於遠程攻擊的空對空導彈。

  ▲F-14A發射AIM-54A“不死鳥”導彈

  第二條是對地攻擊的問題。其實第一次、第二次世界大戰中,各主要交戰國用於對地攻擊的戰術飛機,比如德軍的Ju-87斯圖卡,蘇軍的IL-2,美國海軍的SBD俯衝轟炸機等也都用着雙座構型,只不過後座一般放一個觀察員或者機槍手,用來增加飛機的後向視野,最為關鍵的轟炸任務依然是前座飛行員獨立完成的。

  到了上世紀七八十年代,激光制導對面攻擊彈藥、防區外攻擊彈藥、空面導彈等新一代遠程對地攻擊彈藥開始出現,大大增加了戰機對地攻擊的任務強度。

  ▲F/A-18D

  比如戰術飛機在使用本機激光制導時,飛行員既需要一面操縱飛機,一面使用本機激光吊艙上的瞄準線始終對準目標,堪稱“一心二用”,說白了就是有點顧不過來了。故而,部分用於承擔對地攻擊任務的“打擊戰鬥機”也開始採用雙座構型,比如美軍的F/A-18D型和F-15E型等,在使用空面武器時,一般交給後座的飛行員來選擇武器、操縱激光信標。

  但是,不管是後座飛行員負責操縱雷達的F-14A,還是後座飛行員負責操縱對面攻擊的F/A-18D,這些戰鬥機的後艙一般都沒有準備另外一套操縱系統,只能用於承擔武器火控與引導功能,故而這些“飛行員”在軍語中的定義並不是嚴格意義上的“Pilot”,比如美國海軍就將其稱為“Naval Flight Officer”,即海軍飛行官;

  美國空軍則將其稱為“Combat Systems Officer”,武器系統官。而海軍的稱呼又被分為兩種,大家最耳熟能詳的就是F-14A型戰鬥機後座的RIO官,也就是所謂的“Radar Intercept Officer”雷達攔截官。

  未來的選擇

  但是,戰鬥機的單、雙座之爭到這裡還沒有最後結束,冷戰中後期和冷戰結束後,伴隨着航空電子系統的再一次發展,尤其是第三代、第四代綜合化航空電子系統的出現,原本需要兩名飛行員才能操縱的大型相控陣機載火控雷達很快變成了只需要一名飛行員就能有效操縱的裝備。

  故而第三代、第四代制空戰鬥機大多數都不再需要一名專門的武器系統官,在後座操縱雷達系統並主導飛機的超視距攔射任務,雙座戰鬥機相比單座戰鬥機的優勢,似乎只剩下了“多一雙眼睛”可以更好地觀察戰場環境、“多一個人”可以降低長途飛行負擔的優勢,也就成為了一個可以取捨的、不一定“非選不可”的選項;

  而第四代航空電子系統的進一步發展,尤其是發展到F-35型戰鬥機這種高度智能化的型號後,飛行員的態勢感知能力有了進一步的提升,武器、航電系統的自動化智能化程度也有了更大的飛躍,連後座負責操縱對面打擊彈藥的飛行員也變得可有可無了;

  再加上新一代高級教練機直接砍掉了戰術飛機固定的雙座“同型教”的需求,看起來,新一代戰術飛機遲早會成為単座機“一統天下”的江湖?

  這還真的未必!畢竟,現在第四代戰鬥機已經出現了一項極具潛力、幾乎確定在未來十年內要推開運用的新戰術功能:忠誠僚機。也就是靠一架有人戰鬥機帶着幾架無人戰鬥機作戰,有人戰鬥機只作為一個“小集群”的主腦存在,而在大量運用忠誠僚機的情況下,也就意味着未來有人戰鬥機的飛行員既需要控制自己的有人戰鬥機,還要兼顧控制無人戰鬥機,也就是“一人同時開幾架飛機”。

  ▲大佬製作的雙座殲-20與忠誠僚機

  (圖源:微博@西葛西造艦軍事CG)

  饒是未來可能有人工智能的輔助,這種“一人開幾架飛機”的事情也未免太過魔幻,已經完全超出了一名飛行員能夠承受的任務強度。而解決的辦法,也很簡單:在後座再加上一個飛行員,變成雙座戰鬥機。

  前座飛行員主要負責控制有人戰鬥機的作戰,後座飛行員主要負責控制無人戰鬥機的作戰,問題就可以得到完美解決了,而這架傳說中的“雙座型殲-20”,到底是不是為了融合忠誠僚機作戰,大伊萬覺得,咱們只能說可能性很大

  ▲大佬製作的雙座殲-20與忠誠僚機

  (圖源:微博@西葛西造艦軍事CG)

  總而言之,戰術飛機的“單座”“雙座”之爭,到現在還沒有結束,在可預見的將來,看樣子還要呈現出“盤旋上升”的軌跡,不斷發展下去。


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