南拳北腿

文摘   2024-12-28 18:55   加拿大  

原本不打算单独再写北六代的,因为图片、视频都太少了,几乎没有细节,或者等写歼-35的时候一起写。不过今天又看到了几张新照片,下午在知识星球上写了点理了理思路,既然那么多读者都说赶快把北边的也写一下,那就谈谈我的看法吧,真的是加班写的。

所有资料都来自公开网络,所有分析均为个人观点,如有不实不妥之处敬请指正。

这是目前北六代最清晰的一个视频,和南六代相比视觉感观上就差别很大。南六代的第一感觉是飘,真的像那片银杏叶一样从各个角度看都是扁扁的一片,很飘逸。

北六代的第一感觉是沉,各个方向看都显得很厚重,给我的印象是ATACM这类粗壮战术弹道导弹弹体上装了两个翅膀。

> 左为诺斯洛普1958年生产的SM-62蛇鲨巡航导弹,带助推器重达27吨,射程1万公里,携带W39热核弹头。用这个图没有任何技术对比的意思,只是表达视觉观感。

造成这样差别的主要原因是南北六代选择的气动布局不同,分别走了后五代机时代最典型的两条路线。南边的昨天写了,用的是菱形飞翼构型,波系更少,隐身性能更好,机体容积更大,但飞控难度极大。北边的构型也不算创新,用的是90年代就已经出现的W型兰姆达翼。

兰姆达翼因为形似希腊字母λ(Lambda)而得名,相当于F-104那种传统梯形翼将后缘切掉一个三角形,形成外段后掠翼和内段梯形翼的组合。和常规梯形翼相比增加了展弦比,提高了气动效率,平行外沿有利于隐身,机翼布局位置更灵活。缺点则是凹凸的后沿结构降低了结构效率,增加了机翼重量。

> 洛马一份研究报告中的示意图,题为先进翼型平台 - 兰姆达翼,左边是兰姆达翼,右边是梯形翼

兰姆达翼设计的风险较低,唯一风险是结构重量是否会过大从而降低飞行器性能。波音在参与1994年启动的JSF联合打击战斗机竞标时研制的X-32验证机就采用了兰姆达翼,不过翼尖后掠部分相当短。

> 由F/A-18C伴飞的X-32

因为无尾三角翼设计无法达到美国海军对机动性和有效载荷的要求,波音不得不修改设计,增加了传统的平尾,兰姆达翼设计也被取消,改为传统的后掠翼,最后还是输给了洛马的方案,也就是今天的F-35。

> 左为修改后的X-32生产型,右为最初设计

洛马在2001年设计的一种技术研制机方案也采用了兰姆达翼,以及另外4项先进技术:无尾技术、保形流体喷管、连续气动控制面和创新控制效应器(似乎是指可转动翼尖)。

之后兰姆达翼广泛应用于隐身无人机上,例如美国的X-45C、X-47B、替代全球鹰的RQ-180,中国的云影-5000T、X70B、攻击-11(参见碎片 (2024年9月号-中)),它们普遍对机动性的要求不高,但对隐身和航程的要求很高。

有人战斗机方面,BAE系统公司在90年代为英国空军的FOAS未来进攻空中系统研制了Replica战斗机方案。因为BAE加入过JSF竞标中的麦道/诺格团队,其设计继承了麦道的JSF方案,两者都采用了典型的兰姆达翼。Replica后来发展为“暴风”战斗机,不过十几年过去了从来没达到实机阶段,只造过全尺寸模型。

> JSF的麦道方案,是三巨头竞标中最先出局的,没有进入验证机制造阶段

> 左边最下是Replica,和麦道的JSF非常相似,只是改为双发。右边是FCAS计划的不同概念方案,最右灰色的是“暴风”,扩大了机翼面积,位置更靠后。

> “暴风”战斗机渲染图

当然今年展出的最新英意日联合研制六代机方案已经更改为和南六代类似的大三角翼了,但只要垂尾还存在,就只能算是五代+。

达索公司为法、德、西班牙空军研制的下一代战斗机NGF也不约而同地运用了类似设计,和四代半时台风与阵风都选用鸭翼布局的情形一样。

> 德国空军涂装的NGF

美国六代机方案众多,有用菱形翼的,也有用兰姆达翼的:

> 洛马的菱形翼方案

> 洛马臭鼬工厂的兰姆达翼方案,其尾部构型和北六代相当接近,只不过是单发矢量喷管

>诺格的NGAD方案之一,兰姆达翼

所以从西方的各种六代机方案看这些构型各航空大国都探索过出现过不少相当优秀的方案,但都还没走出PPT。翼型选择基本就是欧洲“暴风”NGF为代表的兰姆达翼和美国NGAD的钻石翼这两种,美国海军的F/A-XX则在这两种构型中反复横跳。

可以看出一个规律,欧洲、日本等航空实力不算最强的国家以及研制经费相对有限的无人机都选择了气动难度较低的兰姆达翼。

回到北六代,它和上面提到这些兰姆达翼方案比最大的进步是取消了垂尾、平尾或者二者合一的V尾,但翼身融合、隐身方面和南六代比差距还比较大。

首先从这个后掠翼看我总能感到一点苏-27机翼的影子。北六代绝对不是飞翼,因为独立的前机身非常粗壮,没有融合到机翼中。

从正面下方视角可以看出尾部的两个外露尾喷管和中间的尾椎,说明没有做到尾喷管整体布置在上翼面由机体遮挡,还是苏-27家族的传统布局,只不过侧面有尾撑进行局部遮挡,这个设计对尾部隐身的优化和南六代相比差距在半代以上了,无法达到全向隐身。

目前看不清进气道怎么布局,似乎是在机翼前缘下方的两肋部位有DSI进气道,甚至是苏-75那样的下颚式进气道。下图从侧视角看这个位置竟然有种米格-25进气道的感觉。北六代机体中部非常厚,向后迅速变薄,机头、机身、尾部的过渡似乎有些突兀。

>米格-25的大型斜切矩形进气道

看到一些自媒体文章把下图红色箭头所指的部分看成是翻起的垂尾,因而断定北六代采用了可竖起/放倒的折叠式垂尾。实际上这是尾喷管前部的机体斜面,左侧是高亮部位,被误认为是后面的天了。

以伴飞的歼-16(机长21.9米)为参照,北六代的机长大约在23米左右,翼展可能达到20米,这个体量起飞重量估计也要达到40吨级了,用的是双前轮和大直径主轮。

目前能从有限图片中观察到的信息就这么多,还有很多细节藏在迷雾中,所以也不好对飞行性能、隐身能力、设计意图等方面妄下结论。上面采用了一些老飞机、导弹的图片进行对比,但完全没有任何贬低北边的意思,只是想表达一南一北两个主机所在六代机的设计思路上走了两条不同的道路。这就好比南拳北腿,各有特点和优势,谁更优秀还有待于对比试飞、实际运用来检验。百花齐放,才是真正的繁荣!

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