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從“臺風”史上最大的訂單說起

2016-12-22 17:23:41康琳
科學大眾(中學) 2016年6期
關鍵詞:發動機設計

康琳

俄羅斯衛星網2016年4月6日援引美國《防務新聞》網站消息,科威特與意大剩芬梅卡尼卡集團簽署了購買28架“臺風”戰斗機(22架單座和6架雙座)的合同,據芬梅卡尼卡集團稱,這是其史上最大訂單,合同金額高達90億美元。

如今世界上,能獨立研制戰斗機的國家并不多,其中一個重要的原因就是,現代戰斗機越來越復雜,造價越來越昂貴。所以要想獨立開發一種先進戰斗機將是一個十分漫長艱難而且充滿風險的工作,在科技上和經濟上都不是一般國家所能承受的,許多國家已經不再a行研制戰斗機。而是改為購買一些現成的戰斗機。打開電視機或者坐在電影院里,你常常可以看到大量戰斗機的畫面,這些外形各異的先進戰斗機都是些什么型號,它們的具體性能和技術水平如何?我們今天就來認識一下它們吧。

歐洲雙“風”

“臺風”是意大利、英國、德國和西班牙聯合研制的雙發多用途重型戰斗機,它采用三角翼加鴨式前翼設計,安裝兩臺EJ200渦扇發動機,每臺額定推力60千牛,加力推力90千牛。“臺風”最大起飛重量23.5噸,最大飛行速度超過2倍音速,可以進行超音速巡航,作戰半徑1400千米。“臺風”主要武器是一門毛瑟BK-27型27毫米航炮,翼下可攜帶各種中近程空空導彈、反艦導彈、反輻射導彈以及防區外巡航導彈。“臺風”戰斗機裸機價格較貴,每架達8000萬美元,現在先后裝備英國皇家空軍、德國空軍、意大利空軍和西班牙空軍。奧地利和沙特阿拉伯也購買了“臺風”。

“狂風”戰斗機是英國、原聯邦德國和意大利聯合研制的多用途戰斗機,它最大的特點是采用了變后掠翼設計,使它能兼顧高低速性能,但這一設計也帶來了結構和維護的復雜性。“狂風”1974年首飛,先后裝備英國、德國、意大利、沙特阿拉伯等國空軍,參加過1991年海灣戰爭。“狂風”有三種基本型號,IDS對地攻擊型、ECR電子戰和偵察型以及ADV防空型。“狂風”采用雙座設計,機翼為可變后掠翼,后掠角可調整。最大起飛重量28噸,采用兩臺RB199-34R渦扇發動機,單臺加力推力77千牛,最大飛行速度2.3倍音速,作戰半徑1390千米。主要武器為一門27毫米航炮,最多可外掛9噸導彈和炸彈,具備優秀的對地攻擊能力。

法國“陣風”和“幻影”2000

法國人向來具有獨立精神。在歐洲各國聯合研制“臺風”、許多國家參加美國F-35項目的背景下,法國人仍然堅持獨立發展自己的“陣風”戰斗機。“陣風”屬于4代半戰斗機,由法國達索公司研制開發。它采用三角翼加鴨翼設計,裝備兩臺M88渦扇發動機,2000年開始服役,裝備法國空軍和海軍。

“陣風”的性能雖然不及第5代戰機,但也相當不錯,最大速度2倍音速,作戰半徑1800千米,最大起飛重量24.5噸。造價直逼“臺風”,大約每架8000萬美元。

“幻影”2000是上世紀70年代達索公司研制的戰斗機。該機使用一臺M53發動機,采用三角翼設計,性能良好,但在設計中沒有過多考慮隱身性能,也不具備超音速巡航能力。“幻影”2000可以攜帶各種導彈和炸彈武器,參加過伊拉克戰爭和科索沃戰爭。1996年希臘和土耳其沖突中,希臘空軍的“幻影”2000曾用空對空導彈擊落一架土耳其空軍F-16C。“幻影”2000曾出口到希臘、印度、阿聯酋、埃及、秘魯、巴西和我國臺灣。

美國F-35“閃電Ⅱ”

F-35“閃電Ⅱ”無疑是戰斗機家族中一把令人敬畏的利刃。它是迄今為止世界上最先進的戰斗機——具有頂尖的隱身性能,即使被敵方的雷達捕捉到,雷達屏幕上也只會顯示為一個高爾夫球大小的物體。此外,它還能干擾敵方雷達,讓雷達誤認為天空中不過出現了臉盆大小的物體。F-35的速度可達到1.6馬赫,配備一門25毫米加農炮,數枚空對空導彈和兩枚900多千克的制導炸彈,外掛4枚激光制導炸彈。F-35真正獨到之處在于它的大腦,由800萬行縝密的程序代碼構成,集導航、通信和目標追蹤系統于一身,超過歷史上任何戰斗機。單座F-35將幾十個傳感器融合在一起,實現了自動化,能協助駕駛員做很多工作。舉例來說,如果熱量傳感器探測到一枚來襲的敵方導彈,警報聲便會響起——用試飛員的話說:就像是門鈴。此外,電腦還會報警:“有導彈,左側,9點鐘方向”。當駕駛員的視線轉到9點鐘方向時,頭盔面罩上會出現一個綠圈,圈出導彈的位置,同時給出速度和命中時間等信息。只需要盯著這個綠圈,駕駛員便可以讓武器瞄準敵人并開火,而后擺脫導彈。6個外部攝像頭能夠拍攝艙外的360度影像并將其投射到面罩上。如果駕駛員往下看,他能“看穿”座艙地板,直接看到戰機下方的一切。從先進的自動化技術與聯網功能到最頂尖的隱身性能和武器裝備,F-35可謂應有盡有。未來空戰,F-35戰斗機將不可阻擋地崛起。但其身價也貴得出奇,早已超過1億美元,正從經濟型戰斗機向奢侈品戰機邁進。

瑞典“鷹獅”

瑞典是歐洲為數不多的能開發戰斗機的國家之一。薩伯39“鷹獅”是一種輕型多用途戰斗機,其最大起飛重量約14噸,采用一臺沃爾沃航空公司生產的RM12渦扇發動機,額定推力54千牛,加力推力89千牛,最大飛行速度2倍音速,作戰半徑800千米。“鷹獅”可攜帶的武器較多,自動化程度還不錯,最大的弱點是作戰半徑太短,適合國土面積不太大的國家使用。“鷹獅”的價格很有競爭力,大約6000萬美元一架。它除裝備瑞典空軍,“鷹獅”還先后出口到捷克、匈牙利、南非和泰國等國家。

俄羅斯T-50

在2010年1月29日,俄羅斯蘇霍伊公司研制的T-50戰斗機進行了首次試飛。這是一架第5代戰斗機,采用了隱身外形設計,雷達輕易難以發現,計劃采用兩臺新型渦扇發動機,能進行超音速巡航。所有的武器都采用內藏式掛載方式,降低了雷達反射截面。目前試飛的T-50樣機使用的還是老發動機,新型發動機還沒有研制完成。據估計,T-50完成試飛到開始服役還有很長的路要走。但不管怎么說,這種飛機成了俄羅斯空軍未來的希望。印度空軍也參與了該項目研究,未來也將裝備T-50戰斗機。

中國殲-20

2011年1月11日,殲-20在跑道上進行了數次滑行試驗后,終于離地升空,在機場上空以中低速度進行了18分鐘的首飛。當飛機完成首飛再次著陸的時候,除了機場上的試驗人員,場外的群眾也沸騰了。幾乎每一個人都明白,中國航空工業已經豎起了一座具有重大標志性意義的里程碑。

殲-20的整體氣動布局讓人感覺既熟悉又陌生,它既不同于美國F-22和F-35,和俄羅斯T-50也有較大的差別。為了保持外形的平滑,最大限度減少表面突出物,殲-20采用了美國F-22和F-35那樣的內部彈艙。如果留心殲-20的起落架艙,我們可以看到,艙蓋的邊緣都做成了精致的鋸齒狀,這種設計能夠減少接縫處的雷達回波強度。

殲-20采用的是軸對稱發動機噴管,這不同于美國F-22那樣由上下兩片活動式調節片組-成的矢量推力噴管。雖然許多人推測殲-20未來很可能會換裝矢量推力噴管,但其形式可能仍然沿用軸對稱形式。軸對稱噴管的優勢在于,能減小機體和噴管的干擾阻力,對于實現超音速巡航貢獻較大,但對于隱身效果會有少許影響。我們可以判斷,殲-20的噴管設計也是基于我國現有發動機性能和隱身需求之間的折中,即殲-20追求的不是F-22那種全向或近全向的高效隱身,而是強調主要方向的隱身效果。

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