达索公司公布欧洲六代机方案,六代机真没你想的那么科幻

达索公司公布欧洲六代机方案,六代机真没你想的那么科幻

兵工科技(微信ID:binggongkeji)

图注:达索公司在欧洲海军展上展出的NGF第六代战斗机模型

2018年10月23日,在巴黎举办的欧洲海军展上,法国达索公司展出了法、德两国联合研制、作为"阵风"和"台风"战斗机后继机的"新一代战斗机"的缩比模型。至此,美国三家航空巨头洛克希德马丁、波音和诺斯罗普格鲁曼,以及英国的BAE系统公司,已经有5家航空企业公布了其第六代战斗机的设计方案。纵观包括达索公司六代机在内的5个方案,设计趋同现象明显,说明六代机的基本设计轮廓已经比较清晰。看上去,六代机似乎并没有此前外界所畅想的那样科幻和先进。

图注:诺格公司第六代战斗机设想方案

从英法联合到德法联合

其实欧洲第六代战斗机的研制,最早始于2014年,其时英国与法国签署协议,打算以BAE系统公司和欧洲空中客车公司、法国达索公司等为骨干,一起联合研制被命名为FCAS的欧洲第六代战斗机。然而随后的英国脱欧公投通过,使得英法联合项目因政治原因流产。法国转而与欧洲内部的另一航空工业强国德国合作,提出了德法联合欧洲下一代战斗机项目。该项目作为一个大系统,被命名为FCAS(未来作战航空系统Future Combat Aviation System),该系统包括NGF新一代战斗机,还包括UCAS新一代无人飞行器、加油机、预警机和地面站等整个新一代作战系统。我们一般把其中的有人战斗机NGF单独拿出来,称其为"欧洲第六代战斗机"。

图注:英国"暴风"第六代战斗机

大胆取消平尾和垂尾,成为六代机共识

NGF新一代战斗机在气动布局领域最大的设计特点,是取消了垂尾和平尾,采用了无尾设计布局。从第六代战斗机目前公认的"4H"定义来看,其中超隐身指标要求战斗机比F-22等五代机隐身水平高出一个量级,而取消尾翼这几个飞机上最主要的大型舵面,是实现超隐身的重要手段,此前美国洛马公司、波音公司等展出的六代机设计方案,都不约而同选择取消垂尾,采用"无尾设计"。当然,无尾设计在气动上给飞机飞行控制带来极大挑战,对飞控技术进步要求极高。

综合世界上目前已经提出的几种六代机的设计方案,可以得出一个结论,简化或进一步彻底取消飞机的尾翼,以实现进一步高度隐身和减阻(提高飞机超机动和超声速巡航性能),已经是六代机设计的共识,波音、洛克希德·马丁、诺思罗普·格鲁曼、BAE系统公司和达索公司五个已经拿出第六代战斗机设计方案的世界航空工业巨头,其六代机方案形成了这个"惊人的一致"。由此可见,这一共同的设计趋向,是第六代战斗机更快、更隐身的理念,以及气动理论和飞机控制技术的进步作用下的必然结果,该共识,极有可能成为世界公认的第六代战斗机的设计特征之一。

图注:波音公司美国海军型第六代战斗机

机翼采用三角翼设计

在机翼设计方面,可以看到NGF新一代战斗机采用了达索公司非常拿手的三角翼设计,机翼前缘后掠角角度较大,后缘则有一定的前掠角,机翼翼尖切尖,为典型的"切尖三角翼"。众所周知,三角翼的拿手好戏就是超声速性能,在超音速飞行中,机鼻形成的冲击波到达三角翼的大后掠前缘时,会使三角翼产生非常高的气动效率。这种设计在更高速度的超声速巡航中,结构重量轻、刚度好,飞行阻力小,气动焦点移动较小。NGF采用三角翼,加上高度翼身融合的升力体设计,以及取消尾翼带来的减阻效果,组成了高升阻比、低阻力的高速设计方案,因此可以断言,如果匹配了推力规格足够的动力装置,NGF第六代战斗机将拥有极佳的超声速机动性能,不但最大飞行速度超过2.5马赫,超声速巡航速度很可能显著高于1.5马赫,与F-22相比,NGF战斗机的超声速机动和超声速巡航性能将占据显著优势,且其隐身性能也明显超出F-22。从这点看,六代机的"4H"特性,NGF战斗机至少已经满足了两个。

图注:NGF战斗机采用切尖三角翼设计

六代机总体设计布局标准已经定案

达索公司NGF第六代战斗机设计方案的问世,使我们不得不思考一个问题,第六代战斗机应该是什么样的?

此前外界普遍对第六代战斗机期待甚高,认为第六代战斗机与第五代战斗机之间的代差是极大的,从而认为六代机的"4H"指标应该非常高,比如高度低可探测性(超隐身,至少比现在低一到两个数量级)、高度超声速巡航(飞行速度要达到高超声速、超声速巡航起码超过2马赫)、高度超机动、高度传感器融合。因此六代机必然与五代机长得截然不同,肯定是异常"科幻"的。

图注:洛马公司NGAD第六代战斗机设计方案

而现在看来,目前对六代机过度的期望,比如"平台无人化"、比如"一两个小时打遍全球"、比如"全光谱隐身"、比如"激光动能武器完全替代机载导弹"等,都属于不切实际的期待。从现在来看,六代机很可能在2030~2040年前后陆续登上世界舞台,而从近一二十年技术发展的情况来看,以上那些期待恐怕都不会出现在第六代战斗机上。

现在。第六代战斗机正处于总体概念设计论证向原型机设计研制过渡阶段,六代机的技术标准和需求其实已经基本确定,原型机研制即将全面展开。一大证据就是目前已经公布了六代机初步设计方案的世界五大航空工业巨头企业,在飞机总体气动布局设计上思路几乎一致——都是无尾或者无平尾、机头前向进一步简化、进一步翼身融合,这恰恰是使用需求和技术水平等前提条件收束的必然结果。五大企业的设计方案如此,绝非是什么巧合,而是需求和技术相互作用下的必然产物。也就是说,根据美国、法国、德国、英国对于未来空战需求的想定,对于所具有技术进行研究分析,得出的六代机,就是NGF、NGAD、"暴风"这样的模样。即便未来中国、俄罗斯也推出基于自己独特需求和技术和六代机,也许在技术细节上会与以上五种方案有一定差异,但总体思路和样子,都会跟已经公布的西方六代机设计"差不离"。

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