高超音速飞行器尚无突破性进展
飞行速度与机动性,往往是矛盾的。最简单的例子,就是速度越大,越不容易转弯。速度与机动的矛盾,各代战机都存在,第四代战机只不过由于空气分离流理论的运用和矢量推力发动机的出现,而显得更有特色,更引起关注。
第一、二代战机主要运用附着流理论或层流理论。后期的第三代战机开始引进运用分离流理论或涡流、湍流理论。随着三元分离流理论的发展和运用,随着发动机推力的增加和矢量喷口技术的完善和改进,飞机的机动性还可能有大幅度的提高。如果必要,甚至可以为实现三“零”特技创造条件,即“零”半径斤斗、“零”半径转弯、垂直向上的“零”速度横滚。
F-35的垂直起降,就是“零”空速的起飞和着陆,不是靠空气动力和舵面,而是靠机体上的几对喷嘴(喷气舵)来控制飞机的平衡和姿态,难度很大,还要考虑陀螺效应。此外,对起降区的场面,要求也很高,必须能承受高温、高压气流的冲击。
从仿生学的角度来研讨,战机的机动性发展空间还很大。如苍鹰在空中搏击时,翅尖全都张开,充分运用了扑动后气流的涡动力;蜻蜓则能正着飞、退着飞、横着飞,其翅面不是流线型的,是折面,靠扑动和振动飞行,翅面上气流的运动十分复杂;苍蝇飞行中许多转动都是“零”半径的,如此等等,令人惊愕。
当然,这些动物的飞行速度都很低,而第四代战机的最大速度可达2.5倍音速,实施超高级的机动飞行就困难多了。
对于未来的空战,各国除了普遍重视隐形之外,速度和机动性一直都是关注的焦点。美军战机强调“先敌发现,先敌攻击”,速度上要求快,如SR-71可达3倍音速;对于机动性则强调“让导弹去转弯”。俄军战机更侧重空气动力和机动性,超视距攻击和近距格斗一个也不能少。
20世纪90年代初,俄苏-27战机应邀赴美与F-15对抗演习,两次获胜。其原因就是苏-27的垂直机动性强,在上升阶段就有能力加速,然后急转弯占据有利的攻击位置,而F-15需要平飞一段,才能强拉,垂直机动不占优势。
但是,在海湾战争中,米格-29升空后不到4分钟,就被F-16击落。因为,F-16有卫星、预警机、地面远程雷达的信息支持,先发制人。
目前关于F-22可能停产的消息屡屡见诸报端,姑且不论这消息的真伪,即便是真要停产也没必要大惊小怪。撇去战略布局、经济成本、自身技术等方面的原因,最主要的一条是美军还要开发更先进的战机(第五代、第六代)。他们认为独自控制了十多年的隐形优势,已经逐渐丧失,其他国家已经掌握了该技术,并且具有了应对隐形的探测系统。因此,必须创造新的优势。第五代、第六代战机很可能是高于5倍音速的高超音速战机,以便执行其“全球快速打击”战略。
飞行器以5倍音速以上的速度全程在大气层中飞行是很难实现的,推力、燃料、散热等技术目前都无法解决。这种既能在近地空间飞行,又能在大气层中飞行的飞机有一个全新的名字,叫“空天飞行器”。
未来的这种飞行器,最理想的飞行状态是在近地空间和大气层之间作“打水漂”似的跳跃飞行。在近地空间运动时高于20马赫,在大气层中运动时高于5马赫。由于其速度极快,所以,隐形、机动等等,也就自然而然地被淡化了。
目前世界各军事大国都在积极研发高超音速飞行器。但从近年X-30、X-37、X-47、X-51等试验来看,结果并不理想,尚未取得突破性进展。对此只能用中国的大诗人屈原的名句:“路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”
因此,我们必须用科学发展观来估计第四代战机和未来飞行器的总体发展方向和可能性。