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美国海军第六代喷气式舰载战斗机前瞻1

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IP属地:浙江1楼2021-09-11 22:29回复
    美国海军舰队航空兵是世界一流的战术航空力量,其实力之强即使正规岸基空军也罕有其匹。自二战以来,海军舰队航空兵一直是美国全球作战体系的重要组成部分,扮演着美国对外干涉急先锋和危机处理救火队的角色。与醉心于推进技术前沿的美国空军相比,时刻身处军事对抗最前线的美国海军对战术飞机的发展方向有着更为清醒理性的认识,在其主导下研制的 F-4“鬼怪”II,F-8“十字军战士”,F-14“雄猫”等型号在航空史上声名煊赫。然而耀眼的光环下是巨大的隐忧,美军现役的F/A-18E/F “超级大黄蜂”及计划于 2015 年开始服役的 F-35C “闪电”II 舰载战斗机均有着极大的性能缺陷,难以适应先进军事技术日益扩散的多极化世界格局。美国海军要保持其耗费不菲的大甲板核动力航空母舰的战斗力,研制更为先进的第六代喷气式舰载战斗机势在必行。于 1999 年加入舰队的第一批 F/A-18E/F 将在 2024 年前后耗尽结构寿命,也需要由新型飞机换代。相应地美国海军提出了“下一代空中主宰” (Next Generation Air Dominance, NGAD) 项目,将研制集纵深打击,空中优势,战场遮断,近距空中支援,战术侦察等任务于一身的新型多用途舰载战术飞机。该项目的方案论证预计将于今年晚些时候开始。


    IP属地:浙江2楼2021-09-11 22:30
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      尚未进入方案论证阶段的美国海军第六代喷气式舰载战斗机的身影仍笼罩在迷雾之中,但是通过对未来威胁环境和技术发展水平的分析,可大致勾画出其基本轮廓。战术飞机的技术特征可以根据升级能力的强弱分为三大类,其中升级最为快速便捷的是大量使用民用电子技术的电脑软硬件,座舱界面,红外/光电传感器成像元件,战术数据链,导航设备,雷达信号处理软件等;难以搭乘非军事工业便车的战斗机发动机,雷达吸波材料,燃料和液压系统,结构材料,环境控制和航电冷却系统,主动电扫描雷达,飞行控制软件,电力供应系统等的升级速度就缓慢得多;而飞机的基本尺寸和重量,机内燃油容量,气动布局,低可观测性外形设计,内置武器舱容量,雷达孔径,红外/光电传感器孔径,发动机进气道适用速度范围和最大空气流量,座舱布局等一旦设计冻结后便无法更改。很显然,分析下一代战术飞机设计方案时,应将重点集中在落子无悔,没有升级可能的技术特征上。


      IP属地:浙江3楼2021-09-11 22:31
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        尺寸和重量
        作为舰载战斗机,美国海军第六代喷气式战斗机的尺寸和重量上限由航空母舰的支持能力决定,而下限则取决于其性能指标,特别是作战半径和有效载荷。作战半径指标不是领导拍脑袋拍出来的,而是受到威胁环境和作战任务两大因素的驱动。就威胁环境而言,重型远程战斗机在亚太地区的广泛列装给美国海军的航母编队造成了日益严重的空袭压力,研制中的F-35C和未来可能出现的深度升级,加装保形油箱的F/A-18E/F作战半径均在600海里左右,与作战半径达 700 海里上下的“侧卫”和“打击鹰”系列对抗显然有些力不从心。在敌方岸基战术飞机覆盖范围内活动的航空母舰为了保证自身的安全,将被迫以绝大部分舰载战斗机执行舰队防空任务,作为力量投放平台的效能大打折扣。如果航母后撤,舰载机通过空中加油延伸航程,则航母的安全虽然得到了保障,空中加油机却将暴露在对手携带超远程空空导弹执行游猎任务的远程战斗机的打击之下。潜在敌的超音速巡航隐形战斗机在 2020 年前后形成战斗力后,信号特征强烈,缺乏自卫能力的空中加油机如果冒险前出,就更是自寻死路。不仅如此,由于航母甲板上缺乏停放专业空中加油机的空间,舰载战术飞机执行远程作战任务时主要依赖空军的加油机,而美国空军在亚太战区的一线基地距离对手本土太近,极易遭到战术弹道导弹,巡航导弹,空袭飞机等的轮番攻击而无法运行,且如果得不到驻在国的使用允许便形同虚设。处于相对安全的位置并掌握在美国手中的基地如关岛等寥寥无几,离战区又太远,所能进驻的加油机支持美国空军的作战行动便已十分吃力,难以兼顾海军的需求。


        IP属地:浙江4楼2021-09-11 22:32
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          因此,要有效地执行其所谓维持西太平洋军事实力平衡的任务,美国海军的下一代舰载战术飞机必须在作战半径这一性能指标上决定性地压制住“侧卫”系列和J-20。“侧卫”的作战半径在700海里上下,可预见的时间尺度上所能配备的超远程空空导弹和高性能反舰导弹的射程可达200海里左右,两者相加给出的是900海里级的反介入/区域拒止作战覆盖范围;J-20的亚音速作战半径据估计可达800海里,其弹舱内携带的反舰武器和冲压发动机空空导弹由于体积受到限制,射程当不超过 100 海里,因此全系统覆盖半径也是900海里左右。假设为确保航母和加油机的安全,以对方打击兵力的 900海里覆盖半径为基准,取 25% 的安全余量,则美国海军第六代喷气式舰载战斗机的理想设计作战半径应为 1125 海里。


          IP属地:浙江5楼2021-09-11 22:36
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            潜在敌由“侧卫”系列等重型战斗机组成的空中反介入/区域拒止兵力,是驱动美国海军第六代喷气式舰载战斗机作战半径指标的重要因素


            IP属地:浙江6楼2021-09-11 22:40
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              打击幅员较为辽阔的地区性强国纵深目标的需要是驱动美国海军下一代舰载战术飞机作战半径指标的另一主要因素。如果在距离对方海岸线200海里处建立空中加油轨道/航母飞行作业区,战术飞机全程沿最短距离航线飞行,覆盖伊朗全境也需要大约1200海里的作战半径。若舰载战斗机为了规避对方的战斗机巡逻区和地面防空火力,蛇形前进,额外增加飞行距离,显然需要更大的航程方能实现对伊朗境内军事目标的全面打击。假定离海岸线最远的20%目标由巡航导弹和空军的远程轰炸机负责,舰载战术飞机承担歼灭其余80%目标的任务,则六代机的作战半径至少需要达到1000海里,如果规避敌方防御兵力增加25%的飞行距离,作战半径就必须增加到1250海里。综合以上分析,要有效执行西太平洋战区“维稳”和弹压中东地区“不听话”国家的任务,美国海军新型舰载战斗机的作战半径应达到1000-1250 海里,这也正是美国军方给出的性能期望值。


              IP属地:浙江7楼2021-09-11 22:41
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                伊朗的国土面积为165万平方千米,在距离其海岸线200海里处加油的战术飞机,作战半径需要达到至少1000海里方能覆盖其境内80%的军事目标


                IP属地:浙江8楼2021-09-11 22:42
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                  作战半径设计指标确定下来之后,便可计算出相应的机内燃油容量,进而得出正常起飞重量的大致范围。战术飞机的作战半径受到燃油携带量,发动机耗油率,任务剖面,武器载荷,飞机气动效率等诸多因素的影响,千头万绪,难以精确地进 行量化分析,但仍可依据实际使用中收集到的经验数据和以往型号的技术参数加以估计。美军新世纪以来在阿富汗和伊拉克的实战经验显示战术飞机不论大小,每飞行小时耗油量均在 2722 千克左右,原因是挂载大量武器和副油箱时,战术飞机阻力构成中居于首位的是由累赘的外挂物造成的寄生阻力,而非与飞机重量成正比例关系的诱导阻力。轻型战术飞机如果投弹后抛掉副油箱,则回航时不再受外挂物拖累,诱导阻力成为阻力构成中的主要因素,耗油量将明显低于重型战术飞机。然而美军经年累月地执行作战任务,若战术飞机频繁地抛弃副油箱未免过于浪费,且为地域狭窄的欧洲战区设计的中轻型战术飞机普遍机内燃油容量偏低,航程不足,至少需要携带 2 具大型外挂油箱才能保证在空中加油失败的情况下,有足够的余油飞往备降机场,因此多年来美军和盟军战术飞机从不抛副油箱。再加上阿富汗战场上目标稀少,战术飞机经常携未曾用完的精确制导武器返航,全程处于高阻力状态,无怪乎轻型战术飞机的耗油量与重型机相差无几。与常规型号相比,武器内置的隐形战术飞机挂弹状态下并不产生额外的寄生阻力,整体阻力较小,对减少燃油消耗有利,但由于要容纳大型内置燃油舱和武器舱,飞机尺寸加大,使用空重大幅度上升,轻载状态耗油率明显增加,一增一减之下,平均耗油水平与常规战术飞机不相上下。亚音速巡航战斗机每小时的飞行距离大约是 450 海里,按每小时耗油 2722 千克计算,每 100 海里的航程耗油量约为 600 千克,与 1000 海里作战半径相对应的燃油消耗大致在 12000 千克,加上10%的燃油储备余量,美国海军第六代舰载战术飞机需要的机内燃油量应在 13200 千克左右,若储备燃油水平取为30分钟余油,得出的机内燃油量则是大约13350千克。


                  IP属地:浙江9楼2021-09-11 22:43
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                    中轻型常规战斗机执行打击作战任务时,通常需要携带2具大型外挂油箱


                    IP属地:浙江10楼2021-09-11 22:44
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