沉默的战鹰解析美国波音F_15SE准隐身战斗机(3)
发布时间:2021-06-08
发布时间:2021-06-08
波音F_15SE准隐身战斗机
中作为F-22的低成本补充型号,在国际在很多国家眼中,F-35依然市场上也可以抓住重型隐身战斗机需求无法与F-15和F-22这样的双
和F-22难以出口的机会,实现在综合战发重型战斗机相提并论。因斗力上压制除四代机外全部战斗机的目F-22,但是它们终究无法跨标。波音开发F-15SE很有可能打开美国过美国国会这道槛。在这种空军对现役F-15E进行改装的市场,有助机进行隐身化改进,便成了于用低成本实现美国空军计划中的全隐一种“退而求其次的”可行身战斗机队的设想。F-15E隐身型在突防默鹰”前途命运的因素都将和超视距空战中都能够全面压倒可能遭归结到一点上,那就是它对
遇的对手,降低美国空军装备的F-22在力究竟有多大未来作战中对F-15E机队的护航要求。在
隐身要求,则F-15SE的改进模式也许会出口市场上,波音公司想要大规模出口F-15SE的可能性并不算大,但是对目前已经(或即将)交付的F-15I/K/SG等较新型号的改进却很有吸引力。已采购F-15各型号的国家可以投资改装服役中的F-15,或者在F-22无法出口时为市场提供一种性能最接近的“山寨机”,理想状态下可以用F-15SE满足旧机改装和新机采购两个范围的需要。
对其有所帮助。
如果要按照F-15SE的技术实现途径加强苏-27SK的隐身能力,根据技术实现的难度和成本,可以按从易到难的顺序提出三个方案。最容易的方案就是利用苏-27SK进气道之间的低压低阻区,通过在机腹增加保形转接平台将空空导弹进行半埋挂载,类似AIM-120的空空导弹可以采用并列两枚弹翼交错方式串列挂载4枚。半埋挂载的空空导弹虽然仍有部分弹体暴露在机体外,却可以明显降低外挂阻力,苏-27SK本身就低垂的机头部分还可以在正迎头方向对导弹进行遮蔽。这个方案技术上难度很小,也不需要修改机体结构,但是只能挂载弹射离机的雷达制导导弹,在不用转接梁的情况下还缺乏外挂载荷的灵活性。格斗空空导弹仍然需要利用机翼外挂架挂载,削弱了该方案的隐身能力,在整体隐身性能上只能达到三代半战斗机的平均水平。
难度中等的方法则是在进气道间采用带活动舱门的弹舱容纳导弹,这样就可以保证挂载的导弹完全隐蔽,其增加的阻力仍然处在可接受的范围之内。该方案存在的问题主要是苏-27SK的主起落
于美国及其盟国空军的诱惑之举。于是,所有关于“沉情况下,对现役F-15系列战此,日本等国强烈要求购买被定位为低端战机,其地位
架和起落架舱紧贴进气道外侧,因此机身上几乎找不到可以设置格斗弹舱的有利位置,只有进气道下方辅助进气口位置可设置机身格斗弹舱。但是,这个位置设置弹舱对飞机性能影响大且导弹视界不良,并不适合用来加装弹舱。中等难度方案如果不能有效解决在机上适当位置设置格斗弹弹舱的问题,那么该方案在技术上仍然难以达到与F-15SE相当的标准,相比低技术难度方案所获得的隐身性能改进也非常有限。这两个方案虽然在中距空空导弹的挂载条件上基本能够和F-15SE相当,但是在结构上仍然难以解决弹舱通用雷达空空导弹和红外格斗空空导弹的要求。
高难度的改造方式则是彻底抛弃苏-27SK的原始设计,修形成菱形的机头位置下移到与F-15类似的两侧进气道之间,将其原有的机腹进气布局调整为类似F-22的两侧进气布局,将原本进气道之间的下方空间作为机身固定的内部弹舱,上部剩余空间可作为油箱以补偿中央翼油箱降低的载油量。进气道可以根据前机身的变化调整为向外侧倾斜的CARET结构,并采用菱形机翼调整焦点位置。飞机气动布局变化造成的重心调整还有条件将主起落架后移,方便在进气道S型管道前方外侧空出的位置设置格斗弹舱。经过这样方式改进的苏-27SK事实上等于全新设计,成为与PAK-AF类似的气动布局,完全失去了利用现有飞机基本结构进行改装的成本和可靠性优势。通过以上各种苏-27SK隐身化改进的方法和难度的比较可以看出,如果要将苏-27SK改成F-15SE那样的隐身条件,至少在技术上更加困难,而且需要投入很大的资金。
沉 默 的 战 鹰
“鹰”对“侧卫”的启示
苏-35BM是俄罗斯采用先进技术发展的苏-27SK最新改进型,该机在设计思想上相比早期苏-35的调整幅度不大,仍然是改进雷达航电和武器系统的传统方式。苏-35BM的战斗力虽然相比早期的苏-27SK有明显提高,但是在隐身技术上所采用的措施仍然没有超过三代机的标准。苏-35BM在平台本身的技术水平上并没有真正达到三代半的标准,但是全新的电子作战系统和增推后的发动机使其具备与三代半对抗的能力,俄罗斯在宣传该机的时候也称其为4++代战斗机。苏-35BM和其他国家开发的类似改进型对隐身性能的考虑不多,如果在四代机完成前对苏-35BM和苏-27SK提出更高的
苏-35作为第五代战机服役之前俄罗斯最先进
的多用途战斗机,其改进项目中显然没有包括增强隐身性能这一项,这无疑是明智的。身为苏-27的研制者,俄罗斯人深知在不进行大幅度改动的前提下,苏-35的身上根本没有什么提高隐身性能的潜力可供挖掘
MODERN WEAPONRY17
波音F_15SE准隐身战斗机
“沉默”背后的喧嚣
波音曾经号称F/A-18/E/F是隐身性能接近F-35的准隐身多用途战斗机,俄罗斯技术人员也宣称将苏-35的雷达反射面积降低到1平方米的标准。但是,F/A-18E/F和苏-35的所谓隐身能力只是针对飞机本身,战斗状态下的外挂载荷和挂架都会成为破坏隐身条件的祸根。F-15SE机体可以采用与F/A-18E/F类似的吸波涂料、屏蔽和修形措施,内部弹舱的存在又使其在战斗状态下仍然可以保持低RCS的标准,其在低信号特征应用技术上的水平相比其他类似机型的进步是革命性的。波音公司宣称F-15SE的隐身性能可以达到F-35标准的说法确实有些匪夷所思,考虑到前者只是在现役三代机基础上进行改进和修形的产物,如此措施就能够达到后者的隐身标准,实在缺乏足够的技术上的依据。
麦道在被波音兼并前就曾经开展过F-15和F/A-18隐身改进的工作,参与JSF项目投标的工程开发也积累了较多的技术经验。F/A-18E/F的开发检验了将常规布局改进为准隐身布局的实力,多个无人机项目也实现了对全面隐身设计飞行器的工程发展。因此,波音军机科研系统目前在飞机隐身项目上的技术积累和实践经验都已相当成熟。F-15SE利用保形油箱进行隐身改进是一个适当且科学的思路。从展示样机上简单的弹舱和折叠导弹挂架的结构,以及从飞机结构设计上看起来很奇怪的那对外倾鸥形垂尾看,F-15SE展示样机在结构上并不属于真正意义上的原型机,其更大的可能是单纯用于技术实现途径的演示验证机。
“沉默鹰”样机目前状态看起来虽然有很多缺陷甚至是互相矛盾的问题,但是如果有用户(美国空军或其他国家)需要获得隐身性能更为完善的F-15SE,那么在采用内部弹舱和进气道屏蔽等技术措施的基础上,利用四代机的技术成果对气动外形进行适度调整是完全可行的。比如,使用AESA雷达的F-15SE完全可以根据隐身设计的要求修改前机身的外形。F-15SE如果用类似F-22的机头和进气道唇口设计对相应位置进行修改,同时对翼面和控制面进行必要的修形并采用F-35的喷管结构,
那么该机在低信号特征上完全可以达到非常接近F-35的标准,甚至在应用技术和综合战斗力上达到准四代战斗机的水平。而实现这个设想所需要的条件,仅仅是确定的用户和必要的资金。
F-15SE使用保形油箱弹舱(也包括其他使用保形油箱的其他F-15型号)后会增加飞机的阻力,必须获得更为充沛的动力系统才可以维持飞行性能的基本标准。不过,目前世界上确实只有美国不需要担心飞机推力不足的问题。也正是因为对航空动力有足够的信心,才使F-15在三代机中首先应用保形油箱,其他三代机直到强化多用途能力并改善动力性能后才陆续跟风,可见没有充分的动力基础则保形油箱就缺乏成功应用的实际价值。F-15SE相对其他型号的技术优势,就是其隐身改进不需要改动基本结构,用于改装的保形油箱本身就有足够空间并具备武器挂载/投放能力。这样就可以根据用户的需求进行组合调整,实现从准隐身布局到接近完全隐身设计之间的多种选择。该方案如成功,则可以在F-15C/J/E/I/K/SG改装或SE生产上捞足利益;即使该方案不幸失败,也仅是损失了投入有限的一个创意而已。
现役三代和三代半战斗机的设计开始时间大都在上世纪70~80年代,当时战斗机在结构和气动设计上并没有强调隐身这个概念,因此其设计都是按照突出气动性能为基础,尤其是空中优势战斗机大推重比和高加速性指标对设计的影响,导致这个期间设计的战斗机在结构方面非常精致甚至堪称完美。国外三代半战斗机中,即使是F/A-18E/F和EF2000这样的机型,在隐身设计上都无法避免外挂物和挂架对整体RCS的影响,即便使用半埋外挂方式,仍然是战斗机实现
隐身设计的“阿基里斯之踵”。
国外三代/三代半战斗机气动优先的设计要求导致其改进潜力虽然很大,但是在隐身性能上的改进却要受到基础气动和结构设计的严格限制。比如,虽然F-16、“阵风”、EF2000都能够采用保形油箱,但是这些飞机背负式保形油箱的结构特点并不适合改造为弹舱,外挂物上涂吸波材料或茧式包裹等方法也都存在体积和成本问题。虽然这些机型都可以采用座舱金属镀膜、吸波涂料、结构修形和进气道屏蔽等措施,但目前仍然只有刚刚出现的F-15SE能够设置具有实用价值的内部弹舱。这种设计思路得益于F-15系列战机特殊的保形油箱安装方式,该方式因为其结构特点无法复制,所以很难在其他机型上采用。由此可见,美国航空技术机构已经完全越过了隐身技术从探索到应用的这个关口,在航空隐身技术的开发和实际工程应用上已近随心所欲的程度。
F-15SE样机的推出,证明第三代战斗机在性能拓展和改进上仍有潜力可挖。如果可以按照装备的技术条件进行适当的改进和调整,那么很多看起来已经显得过时的装备很可能再度展现出其优秀一面。F-15E系列机型是目前综合战斗力最强的多用途战斗机,F-15SE的出现又使本来就爪尖喙利的“鹰”披上了隐身的外衣。虽然复制F-15SE隐身设计方法对其他三代机缺乏工程上的操作性,但却有利于开阔设计人员的眼界和调整思维方式,有助于在现役机型的改进设计中采用更为灵活有效的方法,更用事实证明了只有大量实践积累才能扎实推进航空技术的发展。
F-16 Block52加装的保形油箱,其他第三代战机也多采用类似的办法。显然,这种油箱不具备改装成保形弹舱的可能性
(编辑/一翔)
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