幻灯二

攻击机歼击机(攻击-11未必是歼-20的“钦定”忠诚僚机)

从歼-20推出双座型开始,歼-20带忠诚僚机就只是个时间问题。但谁是歼-20的忠诚僚机呢?

在央视上,歼-20已经带上忠诚僚机了,是攻击-11。但央视毕竟是新闻媒体,这样的爆料可以有各种含义,攻击-11未必是歼-20的“钦定”忠诚僚机。

在央视上,歼-20已经带上攻击-11作为忠诚僚机了

攻击-11是优秀的无人机,具有强大的隐身和对地攻击能力。歼-20应该也具有对地攻击任务,但主要还是空战战斗机,两者的运作方式差别太大。歼-20以高空高速为主,和F-22相似。低空低速性能很好,但那是“非必要不下来”的空域。歼-20与攻击-11的速度和机动性差别也太大。也就是说,与攻击-11的搭配只是歼-20忠诚僚机可能搭配形式的一种,甚至可能不是主要形式。

军迷则热心地把歼-20与“暗箭”甚至无侦-8配对。无侦-8是高速侦察机,只能快进快出进行穿插侦察,没有足够续航力和伴航能力,不适合作为忠诚僚机。

曾经有人把“暗箭”等高速无人机作为歼-20的搭配

“暗箭”是传闻已久但始终没有落实的高速无人机,据说最高速度达到M3。但那样一来续航力和机动性与无侦-8一样受到局限。作为侦察、偷袭的特种无人机很好用,但作为忠诚僚机未必合适。

有意思的是,中国的航天科技集团在2021年和2022年珠海航展上展示了迥然不同的两款飞鸿-97,预示了歼-20忠诚僚机的新的可能性。

飞鸿-97-2021面世的时候,引起一阵轰动

飞鸿-97-2022面世的时候,再次引起轰动,同时引起困惑:为什么改模样了?

两者都是模型,为了区分,下文里分别称为飞鸿-97-2021和飞鸿-97-2022,有时简称为-2021和-2022。

中国在重大军工科技上早就过了“只画饼不出锅”的时代了。这些模型不是圈钱用的,这样的敏感技术是不可能到外国去圈钱的,在国内圈钱根本不需要上航展。飞鸿-97的真实进展是保密的,但从-2021到-2022的演变揭示了中国(至少航天科技集团)在忠诚僚机问题上的心路历程。

忠诚僚机到底应该是什么样的,并没有公论。美国空军在忠诚僚机方面走在前面,现在测试两种设计:克拉托斯XQ-58“女武神”和波音MQ-29“魔蝠”。

XQ-58正在科研试飞中

MQ-28也开始了科研试飞

克拉托斯是从靶机起家的,XQ-58沿用了大量靶机技术,以降低成本,据称裸机单价只有300万美元,这当然是不包括任何任务系统的。就这样飞出去还真就是靶机了。XQ-58也没有起落架,采用倾斜滑轨火箭助推发射,降落伞回收。

这是符合美国空军对无人作战飞机的最初设想的:在战时大量出动,以消耗性使用为主。平时继续依赖有人作战飞机,能回收是外快,而不是正常运作模式。火箭助推的滑轨发射不占用跑道,降落伞回收也不占用跑道。

但作为靶机,滑轨发射出去没有问题,反正回收不是多大的问题,只有防空或者空战演练失手了,才需要回收靶机。但作为可重复使用的无人机,有效回收是必须考虑的。XQ-58即使按照厂家说法,配满任务系统后,单价可高达2500-3000万美元,这就不是消耗性使用得起的了。

但XQ-58对起飞和降落的构想没有考虑忠诚僚机作为日常运作的一部分,还是拘泥于“无人机只是有人机在战时的廉价补充”的老思维,偏离了“无人机成为平时和战时作战体系的有机部份”的新思维。

XQ-58像典型靶机一样,采用滑轨发射

降落时用降落伞

用拖车的滑轨起飞实际上并不方便。随着对忠诚僚机的要求越来越高,尺寸和重量越来越大,公路上用拖车机动部署的问题越来越大。靶机无所谓,没有机动部署的要求,实在需要机动,也可以气定神闲地拆开运输。忠诚僚机就不能这么任性了。

降落伞回收更加麻烦。不仅对场地要求较高,还对天气要求很高,大风天就很难使用。降落到荒野里,还要出动专业队伍和工程车辆去回收。姿态不好的话,飞机触地时容易受到损坏,美国空军已经在试飞中屡次发现这个问题。

作为正常出动的一部分,忠诚僚机还需要转场,战时可能还有紧急疏散的要求,总是需要滑轨发射和降落伞回收,就很影响使用了。

XQ-58是对地攻击为主的

XQ-58也是对地攻击为主的,对机动性和速度要求不高。巡航速度880公里/小时,约合M0.7,还不及米格-15,只有纳粹德国的第一代喷气式战斗机Me-262的速度。机背进气口的隐身很好,尤其是针对敌人的地面防空雷达,但不适合高机动飞行,大迎角飞行时,机头引起的气流畸变太大。

固定的机背进气口也决定了速度高不上去,不适合空战。

空战靠速度和高度决胜的年代早就过去了,但速度和高度还是有用的。这决定了初始能量,对能量机动依然有意义,也赋予发射出去的空空导弹更大的初始能量,提高射程和机动能力。

XQ-58不仅适用任务受到局限,日常使用也受到局限,难怪在最初的追捧后,现在降温了。现在的风头在于波音MQ-28。

这是波音澳大利亚分部主导设计的,具有更加浓烈的空战定位。

MQ-28采用两侧进气口

机头的侧棱具有一定的边条作用,有助于大迎角飞行时的进气稳定性

隐隐约约的DSI鼓包暗示速度最高不超过高亚音速

单发和较小的翼面积也暗示对机动性的要求依然有限

MQ-28具有比XQ-58更高的设计完成度,离量产更近。型号代号可能也说明了两者的不同定位,X是科研试飞的代号,M则是多用途的定型代号。当然,MQ-28最终是否会投产,尤其是原样投产,现在还难说。

MQ-28解决了XQ-58实际上不适合作为主要作战飞机日常使用的问题,采用更加常规的跑道起飞和着陆。起落架的重量和复杂性是必要的代价,好在这是非常成熟的技术了。跑道起落当然也增加了占用跑道和出动、回收调度的问题。但在诺斯罗普X-47B的舰上测试中,美国已经解决了有人机-无人机在拥挤的混合使用环境里的地面/甲板调度问题。

在F-35C的自动着舰中,也已经解决了精确接地的问题,所以MQ-28可以可重复、最大限度地利用跑道长度,对跑道的占用可能实际上比同级有人作战飞机还要少。

与XQ-58不同的是,MQ-28采用两侧进气口,V形机体侧壁和突起的侧棱起到某种边条的作用,有助于在大迎角机动飞行时保持进气稳定。隐隐约约的DSI鼓包和进气口上下唇口与机体侧壁之间的裂隙暗示了附面层分离,预计最高速度比XQ-58简单的固定进气口更高,但还是不超过高亚音速。

更高的速度和机动性暗示了MQ-28的空战倾向,但较小的翼面积和若隐若现的DSI也暗示了这只是有限的空战能力。更加认真的机动性和速度要求可参照F-35,尽管这依然不是模范生。

XQ-58和MQ-58的共同点在于锯齿翼和V形尾。锯齿翼指直前缘、后缘成锯齿形的机翼平面,典型后缘是W形的,所以也可称为W形翼。

锯齿翼是按照隐身原则设计的。隐身原则之一是边缘对齐。机翼要边缘对齐的话,最简单办法的就是不带锥度的后掠翼。后掠翼是高速飞行的必须,不带锥度则前后缘平行。但这样的机翼不仅翼面积较小,升力不足,翼根受力也很糟糕。

锯齿翼将机翼后缘填角增大到整个机翼内段,填角的前掠角度与另一侧机翼的后掠角度对齐,不仅满足了边缘对齐的要求,也增加了翼面积,还大大改善了翼根受力。翼内容积也增加了,便于多带燃油。

锯齿翼在多种隐身飞机上得到应用,诺斯罗普X-47B、BAe“暴风”、达索NGF都在不同程度上应用了锯齿翼设计,在某种程度上,锯齿翼成为当代新设计战术飞机的标配。

麦道落选的JSF方案是最早采用锯齿翼的

但麦道X-36研究机是最早飞起来的锯齿翼

诺斯罗普X-47B

BAe“暴风”

达索NGF

飞鸿-97-2021也不谋而合地采用了锯齿翼。

飞鸿-97-2021也采用锯齿翼

飞鸿-97-2021的锯齿翼和XQ-58、MQ-28一样,翼面积较小,V形尾的翼面积也较小,暗示对机动性的要求不高。机背的固定进气口和XQ-58相似,也就是说,速度要求也不高。

飞鸿-97-2021具有显眼的机背进气口

有意思的是,飞鸿-97-2021有一对侧弹舱,这应该是PL-10一级的近程空空导弹用的。也就是说,-2021具有一定的空战要求,但这与有限的速度和机动性是矛盾的。更大的机腹弹舱可容纳各种弹药,起落架解决了XQ-58别扭的起飞和着陆问题。

有意思的是,XQ-58和MQ-28都是单发。公开资料上只提到XQ-58使用一台2000磅推力级的涡扇,这应该是普拉特-惠特尼PW600一级的小涡扇,美国有现成的。波音对MQ-28的发动机也是守口如瓶。

但飞鸿-97-2021和-2022都是双发的。航天科技没有说明发动机的型号和推力,实际上除了“通用中程高速隐身察打无人机平台”,没有提供任何有用的技术数据。

中国航发正在突破瓶颈的门槛上,但小推力涡扇还相对缺门。有可能飞鸿-97采用双发是因为只能巡航导弹的发动机可用。比照“战斧”的威廉姆斯F107的推力,巡航导弹的发动机推力应该在700-1000磅级,这样,两台差不多顶一台XQ-58的发动机。

问题是,双发共用同一个进气口的话,在侧滑时容易引起“争抢气流”的问题,要么限制机动性、缓解这个问题,要么用更加复杂的进气道设计。除了米格-19、欧洲“台风”等少数特例,战术飞机很少有双发共享进气口的设计。-2021看不出进气口内有什么特别设计,这也是限制-2021机动性的一个因素。

也就是说,飞鸿-97-2021的重量级和性能在大体上与XQ-58可比。由于翼面积和动力不足,空战能力实际上有限。侧弹舱属于用心良苦,但作为空战僚机,实效有限。-2021还是对地攻击僚机。但攻击-11已经把位置占好了,-2021的竞争力有限。

为空战优化的空战僚机才是飞鸿-97的出路,一年后的-2022正是反映了向空战僚机的转型。

雄壮得多的DSI鼓包反映了更高的速度要求

发动机缺乏直接比较,感觉上直径增加,暗示空气流量和推力增加

截梢三角翼的翼面积也比锯齿翼大有增加

机头顶上的EODAS泡罩和颌下的视窗暗示了全向态势感知

大得多的DSI鼓包意味着更高的速度要求,有利于在更高的速度下有效分离附面层。翼面积大得多的截梢三角翼也更加有利于机动性,即使同样的翼展和弦长,把锯齿填满也增加了很多面积。V形尾翼的翼面积也大大增加了,同样来自更高机动性的要求。

发动机缺乏直接比较,也缺乏可信的信息,但推测上去,直径增加,空气流量增加,推力增加。加大的DSI鼓包也意味着可能能达到M1.5级的超音速。换句话说,飞鸿-97-2022的速度和机动性要求大大高于XQ-58和MQ-28,也高于-2021,这将是第一种空战僚机。

空战僚机也需要更好的态势感知。飞鸿-97-2022的机头顶上有一个和歼-20相似的多面体玻璃泡罩,这是分布式光电系统(EODAS)的泡罩。当然,歼-20的泡罩在机头下方,上方是座舱的位置。机头两侧颌下还有一对视窗,面积很大,意味着侧视和下视的感知能力较大。但视窗的前向和后向视界有限,这就是机顶泡罩的作用了。可巧,机顶泡罩几乎不成比例地大。

从机头雷达罩推断,-2022也将配备雷达,很可能是某种缩小的有源电扫雷达。有源电扫雷达是高度模块化的,增减发射-接受模块就可构成不同尺寸的机载雷达,因此有可能与歼-20的雷达有某种血缘关系。浅灰色的机翼前缘也意味着可能内有L波段雷达天线,这是较长波长的雷达,有利于探测隐身飞机。浅色的V形尾前缘也应该是天线,可能是电子侦察电线。

机翼前缘的灰色整流罩内应该是L波段雷达天线

这意味着飞鸿-97-2022具有出色的全向和全频谱态势感知能力。

对比之下,波音MQ-28只有机头顶上与米格-29相似的前向红外光电搜索(IRST)泡罩,可能没有雷达,态势感知能力要低得多了。

如果飞鸿-97-2022和MQ-28都反映了最终状态,那前者的飞行性能和态势感知能力要强大得多。当然,这也意味着成本更高。

那么强大的态势感知能力用来干什么呢?值得注意的是,-2022取消了侧弹舱,翼下的锯齿前后缘舱盖应该是主起落架舱盖,-2021的主起落架不合理,太短,太纤弱,横向的轴距也太短。实用化后,需要参照MQ-28的主起落架。

但机腹下有一个弹出的巢式导弹发射装置,内有8枚红外制导空空导弹。也就是说,这还真是空战为主的。

弹出的机腹弹舱开口里可以看到8枚微型红外制导空空导弹

导弹型号不明,但从与全机的相对尺寸推断,这不是PL-10一级的典型近程空空导弹,而是更加轻小的微型空空导弹。

微型空空导弹是近年空空导弹的发展重点,主要用于空战反导弹,也可以用来打飞机、直升机,只是射程和威力有所不足。

空空导弹来袭以后半球和侧半球为主。常规空空导弹有大离轴越肩攻击能力,但能量损失很大,目标捕获不可靠。新一代微型空空导弹如美国正在研制的MSDM,只有一米长,约30公斤,射程只有几公里,装药也只够摧毁来袭导弹的,甚至采用动能撞击。弹上的红外制导可以通过数据链接受发射平台的火控系统引导,包括导弹预警系统的来袭导弹数据,以补充弹上制导系统初始视界和捕获能力的不足。

MSDM与“响尾蛇”和AIM-120的比较

这样的微型空空导弹还需要与新型发射系统相结合。2017年,诺斯罗普申请了专利,揭示了新概念微型空空导弹发射系统。

诺斯洛普的新型微型空空导弹发射系统专利示意图

诺斯罗普的专利显示,在一架类似X-47B的无人机下,有6个导弹巢(在FIG-1里以“20”标示),每个巢容纳9枚导弹(如FIG-3所示)。发射巢在平时收入机体内,降低阻力,改善隐身。但在需要发射的时候,整体伸出,导弹的尾焰直接从后方排出。

有意思的是,诺斯罗普的专利显示了4个前向的发射巢和2个后向的发射巢。没错,导弹微型化后,发射巢可伸缩化后,前向、后向、侧向的发射巢都是可能的。换句话说,这可以成为大型飞机(如轰炸机、运输机)的自卫空空导弹的有用设计。

但在中国,这在飞鸿-97-2022上首先出现了。也就是说,-2022是作为空战僚机设计的,不仅强大的EODAS和雷达、电子侦察天线在平时为长机探路听风,还要在敌机导弹来袭的时候,主动用微型空空导弹“护主”。长机有再厉害的自卫空战能力,不如空战僚机在更大距离上“挡驾”。这和航母战斗群的主要护卫力量不在航母本身,而在外圈的驱护舰上是一样的。

当然,中国还没有类似MSDM的微型空空导弹公开展示,但导弹才是航天科技集团的本行,无人机反而是跨界了。只要有需求,研发没有不可跨越的门槛。更何况这都不需要“求人”,肥水不留外人田。

当然,如果发射巢够大够长,PL-10甚至PL-12一级的导弹也可容纳,打飞机就更有力,也更加接近通常理解的空战僚机。当然,更大的射程需要更大探测距离的雷达支持,这可能需要数据链解决了。

作为空战僚机,飞鸿-97-2022既有足够的隐身和速度为轰炸机、运输机、预警机、加油机护航,也有足够的态势感知与歼-20搭档,速度、机动性差别也大大缩小。

同时,避开了作为对地攻击僚机无法于攻击-11这样的隐身飞翼竞争的问题,放弃多用途,专注空战。

必须说,转型后的飞鸿-97-2022更加精准地定位了。在理念和技术上,既不盲从,也不科幻,扎根于可行的科技和现实的需要,避开无谓竞争。这将不是廉价的无人机,肯定不是可消耗的无人机。好在空战僚机不再需要“舍身救主”,成本问题不再突出。

飞鸿-97-2022可能是歼-20甚至多种作战飞机空战僚机的更加现实的选择。

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