尴尬的“中五”.doc

尴尬的“中五”本系列波纹通过粗略的纸上推演，来充分暴露中五的鸡肋本质。1. 常规气动布局，空优型中五 (小 F-22)F-22 的结构重量占正常起飞重量的 45%，发动机占 12%，燃油占 28%，航电及武器+飞行员及装具占 15%。中五航电重量假定介于 F-16C 和 F-22A 之间，为2500 千克，典型空战武器为 900 千克的 4 枚 PL-21 冲压动力超视距导弹以最大限度发挥隐形优势，不携带 互相确保摧毁 的格斗导弹以节省空间，抛弃鸡肋的机炮以减轻结构重量，则航电及武器+飞行员与装具总重可粗略确定为 3500 千克。假想的中五弃机炮不用，结构重量相对 F-22 可有所降低，但该机采用笨重的常规四尾双发布局，气动承力表面需如 F-22 般为超音速高机动强化，加之中型机空间紧张，机体密度大，内部设施及结构安排困难，结构重量难以大幅度压缩，占起飞重量的比例不会比 猛禽 明显降低。为计算简便，并遵循保守估计的原则 (这样回旋余地才大，否则很容易搞出 F-35 那样的悲催货色)，不妨假定该机结构重量系数为 0.44。五代机普遍采用燃油作为航电冷却系统热汇，必须维持雷打不动的基本燃油储备以确保航电正常工作，飞机体型越小基本燃油储备占总载油量的比例越高，假想的中五要保证起码的作战半径，燃油系数至少需要达到 0.30。要在采用常规布局的前提下实现飞行性能向 F-22 看齐，该机发动机推力与起飞重量的比例必须与 猛禽 相当，因此发动机系数为 0.12。这样共计重 3500 千克的航电+武器+飞行员+装具占起飞重量的比例为 14%，飞机正常起飞重量达到 25000 千克，载油 7500 千克。若将作为热汇的燃油量固定为 1200 千克，则该机可用燃油系数为 0.252，比 F-22 的 0.239 略胜一筹，作战半径可望达到或稍稍超过 F-22A 和 F-35B 的水平，沦为机场篱笆墙保卫者的命运算是躲过去了。问题是该机尽管飞行性能达到重五标准，超视距武器的数量却只有重五的 2/3，且任务航电重量只有重五的 75% (假设飞控，发控等基本航电总重在 1000 千克级)。与航母吨位与战斗力的关系类似，任务航电的重量与战术性能间的关系是非线性的，性能增长的速率明显高于重量增长的速率 (由于航电重量的限制，中五很可能无法配备先进的被动射频传感器系统，或即使安装了，性能与重五相比也大幅度缩水，从而无法有效地监视敌方辐射源，最大限度地发挥本机的隐形性能；中五功率孔径较小的雷达也将影响其远战能力和隐形性能)。即使按照对中五最为有利的计算方法，假设任务航电性能与重量成线性正比例关系，且忽略重五的电子对抗能力优势和 2 枚自卫格斗导弹，中五的整体空战性能 (飞行性能 x 航电性能 x 超视距武器性能 x 超视距武器数量) 也只有重五的 50%。这样的豪华级中五即使乐观估计，空战能力较重五也缩水达 1/2，而成本与正常起飞重量 30 吨级的重五相比却没有本质的区别 (就算按照传统的战斗机价格与重量成正比的方法计算，该机的单价也将达到 F-22 的 85%)，效费比之悲剧可见一斑。通常认为大规模空战适用兰开斯特平方律，性能上 1:4 的差距可以靠数量上2:1 的优势拉平，14 架假想中五因此大致可以匹敌 10 架 F-22 (再强调一次，这是按照对中五最为有利的假设计算出来的)，但代价是装备采购投资增加至少 20%，飞行员训练成本增加至少 40%。(相对) 低端机型的所谓经济性因此是骗人的。有趣的是，本文假想的中五，正常起飞重量与设计阶段的骡马先进战术战斗机 (Advanced Tactical Fighter, ATF)，即后来的 F-22，异常相似。MD 空军为将 ATF 的单价控制在 3500 万美元 (大致等于今日的8000 万美元)，最初将其正常起飞重量限定为 22680 千克/50000 磅级。骡马的技术团队经过深入研究，认为军方的重量指标过于乐观，讨价还价后将 门槛 提高到了 24948 千克/55000 磅级，与笔者在这里 YY 出来的中五几乎是孪生兄弟。当时 ATF 的空战武器配置是 4 枚 AIM-120 + 2 枚 AIM-9L + 机炮炮弹，总重与本文 YY 的中五携带的 4 枚 PL-12 相差不大，但假想中五 0.3 的燃油系数远低于 MD 空军对 ATF 的期待，完全无法保障设想中的 600+ 海里级亚巡/400+ 海里级超巡作战半径。要满足 MD 空军的航程指标，ATF 的结构+航电总重最好能控制在正常起飞重量的 45%，至多不得超过正常起飞重量的 50%，而 F-22 的结构+航电实际上达到了 (增加后的) 正常起飞重量的 55%。显而易见，无论是 MD 空军还是骡马，均对 ATF 的结构和航电重量过于乐观。外形尺寸类似于 F-15C 而正常起飞重量比 F-15C 高出 45%，密度惊人的 F-22，本质上是挤进豪华版中五躯壳内的重五，靠牺牲航程和飞行性能指标 (反正其超音速性能已然天下无敌了，缩点水也无妨，但如果 F-22 没有大幅度增肥，则其翼载将从今日的 375 千克/平方米降至 320 千克/平方米，推重比从 1.08 上升到 1.27) 换取了重五级别的航电和火力配置 (仍被迫放弃相对而言不甚重要的红外传感器)。本文假想的中五采用与 F-22 相同的基本布局是为了确保比较的公平性。如果中五采用先进常规 (蝶形尾) 单发设计，起飞重量可大幅度降低，经济性明显改善 (假定单价与重量成正比)，在使用对中五有利的假设时，可能出现中五的效费比超过 猛禽 的结果。鉴于先进常规布局比 F-22 先进半代，单发中五需要的发动机单台推力也明显超过双发重五，这样比较显然是不合理的。本系列的第二篇将对先进常规双发重五与先进常规单发中五进行比较，看看采用结构重量较轻的单发蝶形尾是否能改善中五的效费比。2. 先进常规蝶形尾，空优型中五YF-23 的外形尺寸明显超出 YF-22，但使用空重却低了 1361 千克/3000 磅。这固然有 YF-23 原型机 偷工减料 (完成度比 YF-22 要差些，且未采用较为沉重的二元推力矢量喷管) 的因素，但主要应归功于蝶形尾的减重效果 (而且 YF-23 的发动机舱是按照配备反推力装置的要求设计的，结构重量超出实际需要，尾喷管红外抑制系统也是有重量代价的)。采用先进常规布局的重五因此有可能将结构系数压低至 0.40，若放弃机炮，还有进一步改善的空间。一般而言，单发飞机结构重量低于双发飞机，然而由于体积较小的飞机将面临相对较高的航电支持负担，单大发先进常规中五的结构系数事实上很难比双发蝶形尾重五更低。例如围绕白昼格斗设计，几乎没有像样航电的早期版 F-16A 结构系数约为 0.35，结构重量占正常起飞重量的比例低于同样专业空战，但采用双发布局的 F-15A，但航电大幅度升级，具备了超视距空战能力的 F-16C 的结构系数则增长到大约 0.40，比 F-15C 的结构系数还要高，这还是 F-16C 继续配备轻盈的固定进气道，采用翼身融合体减重，而 F-15C 沿用沉重的变截面进气道，未使用电传操纵，结构设计也十分常规的情况下出现的结果。全新设计的中五当然不至于如旧瓶新酒的 F-16C 一般悲剧，但结构系数低于双发重五的可能性也实在是微乎其微。遵循保守估计的原则，可假设裁撤机炮后的单发先进中五结构系数为 0.40，发动机系数为 0.11 (蝶形尾布局横截面分布优于常规四尾，超音速波阻低，能够以较低推力实现相同超音速飞行性能)，这样燃油+航电+武器+飞行员及装具总共可占起飞重量的 49%。如前文所述，中五的燃油系数至少应达到 0.30，故而其 3500 千克的航电+武器+飞行员及装具占起飞重量的比例最多是 19%，飞机正常起飞重量为 18421 千克。如果乐观估计，假定先进中五的结构系数可低至 0.39，则航电及武器+飞行员与装具总系数为 0.20，飞机正常起飞重量为 17500 千克，与 AVIC 放的粽子卫星相当。但是沈粉们不必得意的太早，17500 千克重量是单发蝶形尾情况下乐观估计结构系数的结果，可谓制空型中/轻五正常起飞重量的绝对下限。粽子采用的是沉重的双发四尾布局，以地球上能搞到的材料和发动机不可能将起飞重量压到 17500 千克。在 17500 千克的超巡机体上实现内置 4 枚超视距武器也绝非易事，很可能需要采用瘦长的串列武器舱以维持较小的横截面积，从而严重限制内部武器载荷的灵活性，这在战术飞机价格不断膨胀，多用途化大势所趋的今日实在不是什么好消息。不管怎样，按照最为乐观的估计，先进中/轻五将能以 猛禽 60% 的单价实现其 50% 的空战能力 (价格按与重量成正比计算，参见前文)，且超音速续航力不亚于后者 (若将作为热汇的燃油量固定为 1200 千克，先进轻五的可用燃油系数为 0.231，略逊于 F-22 的 0.239，但前者的超音速波阻较低，超巡燃油经济性较好)，根据兰开斯特平方律，这样的先进轻五执行制空任务时的效费比确实可能超过 F-22 (14 架先进轻五的采购成本为 10 架 F-22 的 84%)。问题在于，首先，在航电和软件主宰战斗机成本的今日，单价与重量成正比的假设无法成立，先进轻五的实际采购成本很有可能达到 F-22 的 3/4，就算其单机战斗力能达到 F-22 的 1/2，足以匹敌 10 架 F-22 的 14 架轻五，采购成本亦将与 10 架 猛禽 并驾齐驱，这里还未考虑额外的飞行员训练费用。其次，YY 版轻/中五战斗力相当于半架 猛禽 的假设如前文所述过于乐观，由于航电重量与战术性能间的非线性关系，航电重量较轻的轻/中五的超视距空战能力实际上无法达到重五的 50%。再次，以先进的蝶形尾轻/中五与常规四尾的 F-22 比较对重五是不公平的，蝶形尾轻/中五与蝶形尾重五对比才能真正说明问题。上面说了，17500 千克级轻五的设想过于乐观，且多用途性能不佳，续航力与 F-22 相比不过五十步笑百步。为提高工程可行性，增大作战半径，不妨在维持 0.40 级结构系数和 0.11 级发动机系数的基础上，将燃料系数提升至 0.33，航电及武器+飞行员与装具重量降低至起飞重量的 16%。这样先进中五的起飞重量为 21875 千克，仍大大低于常规四尾双发版的 25000 千克，且可用燃料系数达到 0.275，超巡航程将比 F-22 高出约 30%，超巡作战半径将攀上 MD 空军原本要求的 400+ 海里级水平。明显优于 猛禽 的超音速耐久力将大幅度提高该型中五的作战效能，其效费比完全有可能高于超重而短腿的 F-22 (长腿飞机的 on-station time 即滞留于战区的时间在起作用)。为与该型中五比较，假想一型蝶形尾双发重五，其结构系数如前所述设定为 0.40，发动机系数为 0.11，为保证远程超巡性能，将燃料系数调高至 0.35，占起飞重量 14% 的航电及武器+飞行员与装具向 F-22 看齐，共重约 4500 千克。该型重五的正常起飞重量因此在 32000 千克左右，携带燃油 11200 千克和 6 枚各重 225 千克的超视距武器 + 2 枚格斗导弹 (由于假想的冲压弹较重，该机武器总重会比 F-22 的略高，但对于重型机而言基本可以忽略不计)，远战火力是中五的 150%，任务航电是中五的 133% (假设基本航电重 1000 千克)，可用燃油系数达 0.3125，超巡航程比 21875 千克先进中五高出大约 20%，全超巡作战半径有望站上 500 海里。如果战区与基地/空中加油区的距离是 21875 千克中五超巡作战半径的 75%，即 300+ 海里，则全程超巡情况下，先进重五的 on-station time 将是先进中五的 180%。按照对中五最为有利的计算方法，假定中五空战效能为重五的 1/2，则 14 架先进中五能与 10 架先进重五相匹敌，但先进中五的单价是先进重五的 68%-80%+ (较小数字按照价格与起飞重量成正比计算，较大数字按照航电重量主导价格的原则计算)，14 架先进中五的总采购成本实际上已接近或超过 10 架先进重五，且由于在 300+ 海里超巡作战半径上先进重五的 on-station time 为先进中五的 180%，在这个距离上 24 小时持续交战时每个重五架次等于 1.8 个中五架次 (按战区内滞空飞机数量计算)，即使按照对中五最为有利的假设计算战斗力和单价，重五也占据着明显的效费比优势 (同样采购成本时，重五不仅拥有单机战斗力的优势，而且拥有等效架次数量的优势，在质量和数量两方面均彻底压倒中五)。将战区与基地/空中加油区的距离压缩至中五超巡作战半径的 1/2 时，每个重五架次仍相当于 1.4 个中五架次。显而易见，蝶形尾单大推中五在某些条件下效费比可望优于 猛禽，但无法与同样采用蝶形尾布局的双大推重五竞争。PS1. 即便是最小化版轻/中五也需要 189 千牛级的发动机。合理版，起飞重量 21875 千克的先进中五更需要加力推力高达 236 千牛的大功率涡扇方能确保有竞争力的机动性。如此怪兽级涡扇对于目前的 TG 而言，既不可望，更不可及。而起飞重量 32000 千克的双发先进重五，则只需配备 172 千牛级涡扇即可。2. 采用小型全动垂尾和面积较小的主翼，鸭式布局，且空间较为充裕的 J-20，重量分配预计类似于双发蝶形尾重五，因此不再专文分析。3. 粽子的画像 (1)AVIC 宣传粽子的武器燃油全内置状态作战半径是 1250 千米，最大平飞速度为 M1.8。如果维持四尾双发常规布局，要达到上述性能指标，粽子需要有多大呢?显然，F-35 那样悲催的空战能力绝对是不可容忍的。作为国外客户的主战装备，粽子的空战能力即使不能向重五看齐，至少也必须足以压倒以欧洲双风为代表的所谓三代半/四代半战斗机，这就要求较高的推重比和较低的翼载。较低的翼载意味着较大，因而也较重的机翼。较高的推重比同样意味着较重的发动机。明显优于 F-35 的超音速机动性能也要求粽子的气动承力表面需要相应强化。F-35A 的结构系数是 0.40，发动机系数为 0.08，本系列第 1 篇中假想的常规四尾双发制空中五结构系数为 0.44，发动机系数为 0.12。飞行性能要求介于二者之间的粽子可取结构系数 0.42，发动机系数 0.10。根据现有型号的数据判断，即使放弃超巡，配备涵道比较高，亚音速燃油经济性较好的加力涡扇，要实现 AVIC 宣称的 675 海里作战半径，粽子的燃油系数仍至少需要达到 0.33-0.35，不妨按照中庸原则将燃料系数定为 0.34。这样共计重 3500 千克的航电+武器+飞行员+装具占起飞重量的比例为 14%，飞机正常起飞重量达到 25000 千克，与常规双发制空中五相同，但载油量增加到 8500 千克，将作为热汇的燃油量固定在 1200 千克时，可用燃油系数达到 0.292，明显优于 F-22A 和 F-35B。较高的燃油系数与亚巡经济性优于 F119/F135 系列的 高 涵道比涡扇相结合，大致可以保证 AVIC 为该机设定的 675 海里级作战半径。这样搞出来的粽子，飞行性能比上不足，比下有余，在维持制空中五级别航电与武器总重时，以牺牲超音速飞行性能为代价，换取了大约 2/5 的额外作战半径。由于从一开始就按照武器内置设计，粽子空战挂载时的横截面分布要显著优于深度升级版 “超级大黄蜂”，“阵风” 等三代半/四代半战斗机，超音速波阻小。因此尽管推重比偏低，空战挂载时的粽子的超音速飞行性能仍将不弱于典型的第三/四代制空战斗机，能够利用隐形优势，依靠远距狙击，打了就跑的战术，有效压制西方现役及生产中的主流战斗机。至于挑战制空型五代机，就不是相当于隐形版 “超级虫” 的粽子所能奢望的了。如果粽子按照制空型设计，且作战半径要求不低于 F-22，则如篇 1 所述，其正常起飞重量需达到 25000 千克，使用空重 16500 千克。如果粽子按照多用途型设计，作战半径达到 AVIC 宣传的水平，则其正常起飞重量仍需达到 25000 千克，使用空重则下降到 15500 千克 (结构和发动机各节省 500 千克)。不管是哪种情况，粽子的使用空重都将与 J-11B 相当，比 F-15C 要重得多，称为 中型机 实在太勉强了。制空型粽子的发动机需以 1500 千克净重提供 147 千牛加力推力，并必须能够忍耐长时间干推超巡的巨大热负荷，多用途型粽子的发动机则需以 1250 千克净重提供 122.5 千牛加力推力，都不是省油的灯，而又无法兼容现役/在研的 TG 战斗机涡扇 (目标推重比 10 的 WS-15 太重，传说中的新中推推力太小，围绕 MD 核心机构建，本质上是 学习机 的 TG 第一代大推力战斗机涡扇 WS-10 系列则重量偏高，推重比不足，且可靠性不理想)。如果空优版粽子选择降配版 WS-15，则将实质上变为沈重五的阉割版，就算飞行性能与沈重五类似，航电，武器，作战半径却皆大幅度缩水，而价格又便宜不了多少，鸡肋的程度只怕会超过骡马的第二道闪电。出口客户就算对重五存在需求，也完全能够从猴版的 J-20 得到满足，没有道理花大价钱帮 SAC 弄出个太监版沈重五。如果粽子搞成多用途型，起飞推重比要求下降到 1.0 级，如上文所述在正常起飞重量 25000 千克时，方能实现 AVIC 鼓吹的 675 海里作战半径 ，而且需要适配 F414-400 级别的发动机。换言之，假定性能数据必须雷打不动，则 AVIC 的粽子卫星起飞重量放水达 30%，发动机推力放水达 24% (按新中推 9500 千克力计算)，重量上的水分已经超过了 JF-17 的使用空重!作战半径达到 675 海里的多用途版粽子的正常起飞重量，将比携带保形油箱和隐形武器吊舱的 F/A-18E Block III (上) 还高。4.粽子的画像 (2)本篇根据 TG 未来中推可能达到的性能水平 (乐观估计)，YY 一下粽子的基本技术参数。粽子的机翼前缘后掠角比 F-35 略高，但不如 F-22，与 猛禽 相比其机翼面积也明显较小，据此可以认为粽子的定位是隐形时代的 大黄蜂，博而不专的中档多用途战斗机。这样的 1 架飞机，如上 1 篇所述结构系数可取为 0.42，发动机系数则适当提升至 0.11 (考虑到 TG 中推性能滞后的现实，发动机需重些以确保飞机性能)，燃油+航电及武器+飞行员与装具占飞机总重的比例因此是 47%。要保证马马虎虎过得去的作战半径 (500 海里级)，该机燃料系数应在 0.30 级水平 (参考 F-15C 和 F-35B 数据)，航电+武器+飞行员+装具 3500 千克时，正常起飞重量约为 20600 千克。40 平方米的机翼面积似乎是按照全长 16 米推算出来的，既然官方长度数据是 16.9 米，那么实际机翼面积大致应该按比例放大，达到 45 平方米级。以下数据按 MD 喜欢的英制计算，看能不能流毒无穷，忽悠住 MD 的情报部门。上面已经算出粽子的起飞重量为 20+ 吨级，为了凑英制整数，此处假定其翼载为每平方米 453.6 千克 (1000 磅)，则粽子起飞重量是 20412 千克，与 F-15C 相似，携带燃油 6124 千克，与 F-15C 和 F-35B 接近，发动机总重 2245 千克，使用空重 13288 千克，几乎与 F-35A 如出一辙。F-35A 受三军通用和携带内置机炮的拖累，且需要按 9 g 机动强化的油箱比粽子多装 2156 千克燃油，重量相应增加，但粽子采用的是结构重量较大的双发构型，发动机比 F-35A 重出数百千克，为优于 F-35A 的超音速性能而相应加强的气动承力结构也势必造成重量的增长，空重控制在 F-35A 的水平已经是比较不错的结果了。这样的粽子空重轻于 F-35B 而比 F-15C 略重，内置燃油容量则与这两个 MD 型号大致相当，亚音速作战半径达到 450 海里级应该没有问题，马马虎虎还算过得去，对于安全环境不太糟糕的二流强国而言可以接受。总重 2245 千克的 2 台新中推能提供 19000 千克推力 (推重比 8.5，比 WS-15 初期型号的目标水平低，理论上可以办到)，使粽子的起飞推重比达到 0.93，半油推重比达到 1.095，均较 F-35A 略胜一筹。粽子比 闪电 苗条，超音速波组较低，以接近 1.1 的半油推重比全力冲刺，勉强可以跑到马赫 1.8。如果现在连影子都还没有，性能向 F414-400 努力的未来新新中推的推重比能达到 10，则粽子的起飞推重比和半油推重比将分别上升到 1.1 和 1.29，比 F-35A 高出 0.2 以上了。这样的粽子虽然在空战中缺乏与重五竞争的能力 (粽子的翼载比同样采用常规四尾布局，且使用二元喷管，尾阻较小的 F-22，要高出 20% 以上，气动布局和发动机设计又非针对超音速性能优化，想与重五在超音速飞行性能方面竞争纯粹是做梦)，但超音速性能至少还能与典型空战挂载的三/四代制空战斗机拼一下，大可使用冲压发动机超视距导弹，依靠隐形性能优势，远距狙击，打了就跑，避免进入对己不利的格斗空战，欺负欧洲双风之流是办得到的。考虑到 F-16 和 F-18 同样无法与 侧卫 和 鹰 竞争 (假定相同航电技术水平)，此处 YY 的这个粽子倒也有资格号称低端第五代战斗机 (F-35 则是披着战斗机皮的轻型前线轰炸机)。粽子的靠谱版 官方 技术参数 (乐观估计) 因此修正如下:机长 16.9 米，翼展 11.5 米，机高 4.8 米，机翼面积 45 平方米，正常起飞重量 20412 千克/45000 磅，最大起飞重量 27216 千克/60000 磅，机内燃油 6124 千克，武器燃油全内置状态作战半径 450 海里/833 千米，最大平飞速度 M1.8。5. 粽子的 官方 性能参数是怎么算出来的SAC 和 AVIC 那帮人到底怎么玩的咱们当然不知道，不过可以依照本系列的计算方法猜测一下。粽子的作战半径要达到 675 海里，即与 JH-7A 相当，即使不考虑航电冷却所需热汇燃油的因素，燃料系数也需要达到 0.33 级水平，这样留给其它 部门 的重量系数就是 0.67。乐观估计，将 9500 千克力新中推的推重比设为 9.0，则粽子的发动机系数是 0.12，结构和航电+武器+飞行员及装具还剩 0.55 的重量系数。再次乐观估计，将粽子的结构系数定到与 F-35A 相同的 0.40，航电重量假定与 F-16C 相当，大约 2000 千克，武器为 2 枚 PL-12 + 2 枚格斗导弹，空战武器与飞行员总重 600 余千克。2600 余千克的航电等占起飞重量的 15%，17500 千克的正常起飞重量和 675 海里的作战半径这不就出来了吗? 小菜一碟！但是且不提 SAC 如何能在空重不高于 台风 的机体中塞入体积并不算小的内置武器舱，靠什么绝世神功可以把体积明显高于 台风，采用了结构重量更大的常规四尾布局和整体式座舱盖，配备内置武器舱，隐形涂料重量代价数百千克，发动机比 台风 重 100 余千克，多带 1275 千克燃油的粽子的使用空重，压到与 台风 相当的水平，光是热汇燃油储备的存在，就意味着粽子即使拥有 0.33 的纸上燃料系数，仍不可能实现 AVIC 宣称的 675 海里作战半径 (参见本系列其它 4 篇)。而且航电与 F-16C 等重，超视距武器数量仅为 台风 的 1/2，F-22 和 J-20 的 1/3 的粽子，空战能力之悲催简直无法用语言加以形容. SAC 和 AVIC 这回实实在在地放了个大卫星，大象国喜曰 咱多年的熏陶总算没白费啊!6. 超巡 准隐形 制空版中五如果大幅度放宽对隐形性能的要求，以机体表面开槽的保形外挂代替内置武器舱，则单发蝶形尾中五的结构重量系数可望降低至 0.35-0.40 之间，在维持 0.30+ 级燃油系数和 0.11 级发动机系数的前提下，航电+武器+飞行员及装具的重量系数能达到 0.20 级，超巡战斗机正常起飞重量 17500 千克的目标终于得以实现 (现实中最为接近的案例是 F-16XL)。问题是这样一架飞机充其量能达到以 F/A-18E/F 为代表的 准隐形 信号控制水平，面对隐形超巡战斗机时很容易小命玩完。F/A-18E/F 干净构型下的前向 X 波段雷达反射截面积为 -10 分贝级，携带隐形吊舱是为了避免外挂武器过度削弱其雷达隐形性能。如果放弃隐形要求，粽子卫星重量水平的超巡战斗机是可以搞出来的，F-16XL (上) 便是现成的案例。准隐形 战术飞机的代表F/A-18E/F 超级大黄蜂，其干净构型时的前向X波段雷达反射截面积为 -10 分贝级，而所谓的 Block III 版本为了尽可能在隐形性能方面拉开与常规战斗机的差距，加强挖 F-35C 墙角的效果，将配备隐形化武器吊舱，以将超视距武器和 INS/GPS 制导炸弹隐藏在威胁雷达视线之外。粗制滥造，前向 X 波段雷达反射截面积很可能 高达 -20 分贝级的毛熊 T-50 则采用了机腹超视距武器舱+内翼下方格斗导弹舱 (未经证实，待观察) 的设计。不管是隐形外挂武器舱还是内置武器舱，重量代价皆相当可观，F/A-18E/F Block III 和 T-50 的做法充分显示了机身开槽的保形外挂方式对雷达隐形性能的严重伤害，超巡 准隐形 制空版中五的前向 X 波段雷达反射截面积将不会低于 -10 分贝。-10 分贝级雷达反射截面与超巡性能相结合，足够让无法超巡，雷达功率孔径偏低的 F-35 和欧洲双风喝一壶的，但对手是深度升级版重三/四时，准隐形 超巡中五则难以占到上风。配备先进 AESA 雷达的 侧卫 和 鹰 能在冲压动力超视距导弹的射程远界烧穿 准隐形 中五的隐形屏障，且重型机燃油系数高于中五，武器载荷和电子对抗能力占据明显优势，至不济也能与中五打成平手。执行防空拦截任务时，雷达功率孔径显著高于中五，携带导弹数量多，滞空时间长的常规重战远比中五好用。执行对地/舰打击任务时，外挂重型武器的 准隐形 中五的雷达反射截面积与常规重战没有本质区别，燃油系数却低得多，作战半径大打折扣。制空，防空，打击三大任务类型中，准隐形 中五仅在制空一项上能与升级版常规重战竞争，其它两项的能力皆远不及常规重战，却必须付出全新研制型号的 R & D 和生产线建设成本，效费比惨不忍睹 (因此 J-15 比所谓舰载 J-31 要靠谱得多)。面对重五时形势将更加糟糕。F-22/J-20 的雷达能在 60-70 海里外锁定 准隐形 中五，而中五的雷达却必须逼近到离前向雷达反射截面积 -40 分贝级的 F-22/J-20 仅 8 海里时才能烧穿对方的隐形屏障。就算中五能够依靠己方传感器网络的警报，利用 F-22/J-20 发射武器时造成的短暂雷达信号 足迹 开火还击，对方毕竟已经占了先手。依赖第三方情报发射导弹可不是轻而易举的事情，时滞不可避免。假定中五比重五发射导弹只晚 10 秒钟，则来自重五，以马赫 4 巡航的超视距导弹将中五炸成碎片时，中五发射的导弹离目标尚有 6+ 海里距离，而能在 20 千米外锁定 0 分贝级目标的超视距导弹，必须逼近至离重五只有 2 千米，即 1 海里出头处，才有 投篮得分 的可能，若于 6 海里外即失去发射平台引导，后果可想而知。况且中五须逼近至 8 海里以内方能实现对重五的雷达锁定，而如果双方战斗机以马赫 1.6 超巡相互逼近，导弹以马赫 4 巡航飞向目标，重五在 70 海里外开火射击，则中五中弹时，对抗战斗机距离间隔仍高达 30 海里，隐形重五对于中五雷达而言，依然是虚无飘渺的鬼魂。换句话说，即使中五自身雷达持续开机，在重五发射导弹的瞬间即引导本机开火还击，中五的超视距导弹依然没有击中重五的希望。光电/红外制导超视距导弹的情况要好些，但其寻的头极易遭到定向能激光装置压制，况且实战中重五显然不会在发射武器后继续直线前进 (靠发射导弹时的瞬间 足迹 来确定重五的速度，高度，航向等的精确数据本身就是极其艰难的任务，而重五发射导弹后只要略微调整航向，对方的临时火控解立马泡汤)，而超视距导弹光电/红外寻的头的有效探测半径充其量 20 千米，在作为发射平台的中五对幽灵般重五的行踪都一头雾水之时，导弹该如何设法逼近到重五 20 千米之内呢?如果中五依赖被动探测手段又如何呢? 由于航电重量的限制，中五难以携带具备快速精确地理定位能力的先进被动射频侦察系统，靠重五低截获概率雷达的主动辐射 嗅 出重五的行踪是不用想了。先进红外传感器倒是有希望在数十海里外发现重五，但其数据更新率远无法与雷达相比，又不能精确测距，在得不到雷达有力支持的情况下难以独立控制导弹完成远程截击。传感器和隐形性能上的巨大差距因此彻底剥夺了 准隐形 中五与重五进行超视距空战的资格，中五的唯一希望在于逼近到 格斗 导弹射程以内，与重五 拼刺刀。然而如上文所述，重五发射的导弹起爆之际，双方战斗机仍相距 30 海里，由于 流星 级别技术水平的超视距导弹能在 10+ 千米外锁定 准隐形 中五，重五事实上不用等到对手穿透 30 海里 隔离带 即可开始转向脱离。如果重五超巡速度为每秒 500 米，以 4 g 持续过载转向，则其回转半径不到 3.5 海里，可在 20 秒内完成 90 度侧转，对抗战斗机间的最小距离间隔仍高于 20 海里。在可以预见的未来，凭地球上弄得到的技术，格斗导弹攻击高机动超巡战斗机时，不可逃逸区的最大线性尺度也不可能达到 20 海里，中五根本没有机会去玩什么 刺刀见红，只有在远战中任凭重五宰割。7. 隐形性能 & 热量控制对中五而言，坏消息到目前为止已经很多，但尚未结束。将令 低端经济版 战斗机粉丝团沮丧不已的事实是:1) 相同技术水平时，中五的隐形性能必然弱于重五2) 中五作为冷却系统热汇，必须雷打不动的燃油储备的绝对值，事实上有可能超过重五与直觉背道而驰吗? 世界有时候就是这么奇怪。空间紧张的 F-35 的腹部鼓出来了好几块，机翼与机身的结合部位亦未实现平滑过渡，雷达隐形性能大打折扣。粽子的机腹比 F-35 平坦得多，翼身结合部也比 闪电 整洁，但中五内部空间紧张的现实仍迫使粽子在 腋下 长出两块 赘肉 以容纳主起落架，从而未能实现翼身平滑过渡。1) 无论是为 STOVL 构型所累的 闪电，还是受制于双发四尾构型的粽子，外形设计对隐形原则的遵守均无法向 F-22/J-20 级别的重五看齐，不管怎样涂脂抹粉，雷达隐形性能，特别是较低波段 (S 波段和 L 波段) 的隐形性能均不可能达到重五标准。但是全新设计的单大推蝶形尾中五理论上能够实现较为完美的外形处理，中五隐形性能的最大弱点是其传感器系统。通常讨论雷达隐形时，平台自身的雷达反射截面积备受关注，而传感器系统的性能和主动辐射控制则经常遭到忽视，这不能不说是一个巨大的误区。隐形是庞大的系统工程，任何一环掉链子都会造成其它方面的努力几乎前功尽弃。那么，为什么说中五的传感器系统是其隐形性能的最大弱点呢?A. 被动射频传感器:隐形技术仅是降低了飞机的雷达反射信号特征，而非使其变得无影无踪。此外，隐形飞机的雷达反射截面积在不同的方向上各不相同，被不同波段的雷达照射时也大小各异。受到目前技术水平的限制，由于要保证出色的飞行性能，第五代隐形战斗机的雷达反射截面积在高波段 (譬如战斗机雷达常用的 3 厘米波段) 普遍呈现 领结 式分布，即轴向反射信号极低而侧向反射信号较高。面对分米波雷达时，配备二元喷管的 F-22 仍维持着 领结 式 RCS 分布，而长着猴子屁股的 F-35，T-50，以及当前版 J-20 的 RCS 均呈现 吃豆人 式分布。威胁源波段达到米级时，即使目前战斗机隐形性能之王的 F-22 也滑落至 准隐形 区。要想避实击虚，充分利用平台隐形性能，从而穿透敌方的防空系统，隐形战斗机就必须配备强大的被动射频探测系统 (如 F-22 的 AN/ALR-94)，以精确测定威胁源的强度，方位，波段等信息，相应规划出最佳突防轨迹。F-22 由于超重和成本因素，放弃了原本计划安装的红外传感器，却丝毫不肯在 AN/ALR-94 系统上放水，足以表明这类系统对需要穿透先进 IADS 的隐形战斗机何等重要。空战中，配备此类传感器的隐形战斗机可利用对方战斗机的雷达辐射锁定目标，悄无声息地实施偷袭。如篇 1 所述，中五受到航电重量的限制，若要维持 AESA 雷达起码的功率孔径，被动射频传感器系数不可避免地将大幅度放水，导致本机隐形性能得不到充分发挥。理论上中五能够依靠第三方传感器提供的数据进行威胁规避，但在瞬息万变，电子对抗强度极高的现代战场上，第三方传感器并不总是靠得住的。领结 式 RCS 分布示意图。 吃豆人 RCS 分布示意图。B. 雷达:中五的横截面小于重五，雷达孔径势必相应减小。工作波长一定时，雷达的增益与天线孔径成正比，例如 Su-27 系列战斗机的雷达天线增益，即高于 MiG-29 系列 3 分贝之多。换言之，重五的雷达天线增益，大致可达到中五的 2 倍。天线灵敏度较高，完成同样任务时需要的发射功率便相应降低，从而减少战斗机遭到敌方射频传感器被动探测的概率。此外，波长一定时，天线越大，波束聚焦水平越高，主瓣锥角越小，而副瓣能量也越低。主瓣锥角小意味着敌方射频传感器截获主波束的概率降低，副瓣能量水平低则降低了敌方利用副瓣辐射能，被动定位隐形战斗机的可能。2) 下面再来简单讨论一下为什么中五可能需要比重五更多的热汇燃油。原因很简单，又是体积紧张惹的祸。液体冷却的效率比空气冷却高得多，而 AESA 雷达等新型航电的发热量又相当可观，因此从 F-22 开始，新一代战斗机普遍引入了以燃油为热汇的航电液冷系统。但是用燃油吸收峰值热负荷可以，要保持整个飞机的凉爽，最好还是再安装一套功率相对较低的气冷系统，利用航电低负荷工作的时间，将多余的热量从燃油系统里排出去，否则燃油温度过高，将可能出现理化性质变化，影响发动机正常工作。隐形飞机的气冷系统当然不能在机体表面乱开进排气口，否则隐形性能就泡汤了，而必须从发动机引气 (bleed air)，走机身内部的管道。空间紧张的中五显然很难找到足够的空间来安装这样一套气冷系统，即使装上了，功率也不可能太高，而重型机要配备气冷系统，空间和功率选择就要宽松得多。因此燃油本来就比较少的中五，可能反而需要比重五更多的热汇燃油，这对于其本已偏低的作战半径而言，无疑是雪上加霜. 8. 单大推