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1 # 筆不意馳
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2 # 魑魅涅磐
機載制空導彈發射到今天已經是第四代了,雖然在四代導彈中導彈的氣動佈局發生了較大的變化,但是從整體來說,就算是現如今以美國F22為首的五代隱身戰機掛載的導彈,依然是圓柱形的非隱身氣動外形導彈。但是對於隱身戰機而言,受限於機身內部彈艙空間的限制,五代隱身戰機的載彈量極具下降到個位數,似乎和綜合作戰效能更強的隱身戰機所不匹配。
對於五代隱身戰機而言,載彈量少了以後有什麼缺點呢?首先同樣是雙發重型戰機,美國的F-15戰機可以掛載16枚不同型別的導彈,載彈量高達10噸以上,但是同樣起飛重量、同樣是雙發重型戰機的F22隱身戰機呢?整機內建彈艙卻只能掛載6枚中距彈和兩枚格鬥彈共計8枚導彈,更別說同樣已經一隻腳踏進重型戰機行列的F35隱身戰機了,其滿打滿算也就只能掛載2枚中距彈和兩枚900kg炸彈,這樣的載彈量別說在未來空戰中優先發射、先發制敵了,或許在近距離格鬥過程中連殲10這樣單發中型戰機都打不過。可以說五代隱身戰機自身最大的缺點不是其他,就只是相比前代戰機載彈量嚴重不足的問題。
那麼有沒有可能在不降低戰機隱身效能的同時大幅度提升戰機的載彈量呢?比如研發同樣具備隱身能力的外掛導彈來增強戰機的載彈量,其實這個想法是幾年前就有過,但是從戰機掛載的導彈型別來說,如果只是一些飛行速度不高、對機動性要求不高的導彈採用隱身外形還能提升導彈的突防能力,比如美軍裝備的AGM-158防區外巡航導彈就是一款採用隱身氣動外形的導彈,其可以藉助低空突防的方式突破很多國家防空圈,實現遠端防區外定點打擊能力。
但是對於五代隱身戰機掛載的制空導彈而言,這類導彈雖然體積小,但是對於導彈的機動性、最大飛行速度有很大的要求,因為這兩點直接關係到導彈的作戰效果。而導彈如果和隱身戰機一樣採用隱身氣動外形的話,首先是導彈外形呈現不規則的氣動外形後,會造成極大的空氣阻力,對於導彈的最大飛行速度不利,比如F22隱身戰機雖然發動機推力更大,但是其最大飛行速度反而不如前代F15戰機快;同時不規則的氣動外形產生的氣動紊流不利於導彈高機動格鬥作戰。所以導彈氣動外形雖然可以隱身,但是介於隱身後的導彈在最大飛行速度和格鬥機動過載上有很大的限制因素存在,所以時至今日五代隱身戰機掛載的機載制空彈依然是傳統的圓柱形氣動外形。
同樣還有一種間接提升隱身戰機載彈量的方式就是為隱身戰機掛載具備隱身能力的莢艙,這樣可以直接將不同體積的導彈內建其中,既提升了隱身戰機的載彈量,而且也沒有破壞隱身戰機的隱身效能和破壞導彈的飛行效能,看似是隱身戰機提升載彈量最好的選擇。比如波音研發的隱身版本的F-18超級大黃蜂戰機,不光加裝了能夠大幅度延長戰機作戰航程的保型油箱,而且在機身腹部還加裝了一個可以閉合的隱身外掛彈艙,這樣戰機在不改變氣動外形的前提下,透過掛載隱身吊艙增強了戰機隱身效能同時也提升了導彈的載彈量需求。
但是這種外掛隱身莢艙的方式卻不適合五代隱身戰機,首先是這些體型較大的彈艙同樣會產生較大的氣動阻力,而且這類彈艙都是後天研發的,在整機氣動匹配上還是有一定差距存在,繼而影響戰機的最大飛行速度和綜合格鬥能力。而且對於五代隱身戰機而言,最適合掛載隱身莢艙的機身腹部是主彈艙,根本不可能繼續外掛隱身莢艙,所以莢艙只能掛載在兩側翼下的過載掛點上,但是本來就較重的彈艙自身重量外加導彈重量施加在戰機機翼上,會大幅度增大戰機的翼載荷,不光不利於飛行安全,而且較大的翼載荷會嚴重降低戰機的機動過載飛行能力,繼而影響五代隱身戰機的綜合格鬥效能。
其實最好的方式還是想方設法縮小現有導彈的體積,比如這幾年美軍批次裝備的SDB小直徑炸彈,其體積只有傳統精確制導炸彈1/10,但是透過複合制導和滑翔增程設計後,其能夠達到後者不曾擁有的更遠射程和精準打擊能力,而且體積大幅度縮小後,意味著F22主彈艙內原本只能掛載6枚AIM-120D中距彈,現在可以掛載3枚中距彈+6枚SDB小直徑炸彈,提供製空和對地/對海多用途打擊能力。
當然介於隱身戰機內建彈艙不光載彈量降低外,同樣其空間也限制了五代隱身戰機掛載體積更大的導彈能力,所以如果不是執行綜合格鬥空戰的話,只是用於對地對海突防作戰的話,隱身戰機透過外掛隱身吊艙來滿足隱身需求的同時滿足體積超大導彈掛載能力還是非常不錯的選擇。
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3 # 武研社
五代機自從誕生以來,武器掛載採用機身內部的武器艙。無論是美國的F-22A還是F-35系列,亦或者中國空軍現役的殲-20,它們幾乎都存在一個問題:為了追求隱身能力,它們基本上只能透過機腹彈艙掛載空空導彈/空地導彈。在這種情況下,隱身戰鬥機根本不具備外掛導彈執行作戰任務的能力;除非摒棄最具優勢的隱身性。那樣,一架昂貴的五代機卻和不具備隱身能力的四代半戰鬥機所差無幾——無疑,外掛導彈對於五代機來說是相當不值當的,哪怕現代各國五代機都具備著極強的導彈外掛能力。
五代機必須具備機腹彈艙以攜帶空空導彈,這是世界各國戰鬥機設計師的共識。一方面,透過機腹彈艙將彈藥內建,可以在執行作戰任務時盡最大限度地保證隱身效能,在導彈需要發射的時候再開啟彈艙。儘管開啟彈艙的這段時間內對隱身外形有些許破壞,但這樣已經接近目前人類航空科技的極限了。
而現有的彈艙體積並不大,和現有的空空導彈相搭配更是讓載彈量急劇下降。最新的F-15QA可以實現同時攜帶12枚AIM-120D以及2枚AIM-9X空空導彈,而F-22A只能透過中置機腹彈艙攜帶6枚AIM-120D,側置格鬥彈艙各攜帶1枚AIM-9X。無疑,導彈外掛和導彈內建時載彈量相差是巨大的。研製隱身空空導彈,理論上可以增載入彈量。
(AGM-158空射巡航導彈)
目前空射巡航導彈也在追求隱身化。比如美軍的AGM-158A,它便採用了隱身外形。不過很直觀的是AGM-158A的隱身外形讓它的橫截面積極大,且呈幾何形——如果空空導彈要採用隱身化設計,那顯然必須要採用幾何形彈體。這樣,即便經過再多的最佳化設計,隱身空空導彈的正面空氣阻力還是不可避免地比傳統空空導彈的要大。
顯然,一旦將隱身空空導彈增加到機翼上,會不可避免地導致隱身外形的破壞。這當然是小事,但這對於導彈的飛行效能來說是個問題——相比巡航導彈,隱身空空導彈需要在4-6馬赫的超高速下運動,甚至還需要做出各種機動動作來實現擊落敵機。AIM-120D可以扛住50G的過載,如果採用隱身外形,恐怕這個最大過載耐受能力會不可避免地下降。而高速紊流也會在幾何體上產生,這更會導致導彈飛行效能的下降——至於它能否被解決、有無必要被研製,還要另說。
(F-35戰機外部掛架掛載比內部多,可是會犧牲戰機隱身效能)
而無論是哪種航空載荷,除了內建以外都需要透過掛架來攜帶。而掛架安裝和機翼之間產生的微小縫隙,都有可能造成雷達波的反射;而隱身空空導彈不可能只通過一個掛架攜帶,多個掛架暴露在隱身戰鬥機上,看上去外掛武器數量比內建彈倉還要多,勢必會造成隱身外形大面積地損失——這樣一來,隱身空空導彈失去了其應有的價值。
看到這裡可能又會產生了疑問:如果將導彈集中在一處攜帶呢?確實,隱身型外掛導彈莢艙曾經在殲-20的CG圖中出現過,它也被波音公司真正地測試過——為了能讓美軍現役的F/A-18E/F提升隱身性,波音公司曾推出一個可以攜帶4枚AIM-120D中距空空導彈的外掛導彈莢艙。
(這架F/A-18機腹的外掛導彈莢艙)
但在測試中不斷髮現它的弊端:它增加的隱身性程度並不高,卻增加了戰鬥機的重量導致機動性下降;而雷達波雖然發射到莢艙表面會被散射,但一旦發射到掛架上還會導致飛機被發現。雷達波對於細小的縫隙都極為敏感。
(外掛導彈莢艙結構圖)
就這樣,透過加裝隱身型外掛導彈莢艙以提高戰鬥機隱身效能的方案確實是個並沒被接受的“外掛”。不過在二代機時代,英美等國曾經試過將導彈半埋式掛載在機腹下,這種掛載方式會和導彈進行銜接、從而減小掛架和導彈暴露的面積,對於戰鬥機來說也略微優化了掛彈狀態下的氣動外形。可能這種方式比較適合隱身空空導彈的外掛,但這種設計在日後被擯棄。
(颱風戰機機腹的半埋式武器掛架,看樣子只能掛載AIM-120空空導彈)
為了適應這個半埋掛載,機腹下需要開設相應的凹槽,這會對機身內部管線的佈設造成影響。而五代機恨不得將機身內一點點空間都給壓榨乾淨,機身密度相當高不說,鈦合金大架和必須以鋸齒狀安裝的複合材料蒙皮也難以容許在機身哪處挖掘一個凹槽。更要命的是,這種凹槽基本上只能以“一個蘿蔔一個坑”的方式來掛載導彈:若非這個外形的導彈,便難以相容這個凹槽,更別提半埋式掛載。
(蘇-57的彈倉)
總體來說,五代機選擇將導彈內建一方面確實是為了強調隱身,另一方面導彈內建也有助於淨化氣動外形、保證戰鬥機的飛行效能。因此,無論是半埋式掛載、隱身莢艙還是隱身空空導彈,恐怕都難以在30年內再度出現——更何況要在極為強調隱身效能、機動效能的五代機上使用。
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4 # 麥田軍事觀察
現代戰機把空對空導彈作為主要的武器來使用,但是對隱身戰機來說,外掛一款可以隱身的空對空導彈用於空戰,這個首先不是一個技術問題,而是存在著一個思路問題,到底想幹什麼的問題啊?
制空作戰中,一直沒有多帶彈藥才能取制勝的理論,在空戰當中,關鍵的因素當中就從來沒有把加掛多少枚導彈作為重點,是否多掛幾枚空對空導彈對於隱身戰機空戰不是決定性的,值得非要這麼搞嗎?
再有,如何做到這一點呢?現在空對空導彈屬於一種通用性的武器,不是隻適用於某款戰機,強調通用性,如此就存在一個問題,現代空對空導彈已經是達到效能上的極致,簡單的去也追求隱身效能,那麼其他效能呢?這個要求似乎已經超出了空空導彈的設計要求,不符合技術發現的方向。
現代空戰到底需要什麼樣的空地空導彈,這才是一個更大的問題,空對空導彈有沒有隱身的必要是一個大問題,實際噹噹導彈發射出去之後,是否隱身已經毫無意義可言了。這個問題不在於能不能做,而是在於應不應該做。
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隱身的導彈掛在隱身飛機外面,還隱身麼?
飛機上所有翼面的幾何角度都是經過計算的,而且外形的整體特徵要儘量流暢。如果專門為一種飛機研製一款它專用的導彈,那麼導彈翼面的角度也要符合該隱身飛機的特點。這款導彈其他飛機則用不了,因為會增加被發現的機率。
而且,導彈和飛機的連線,需要導彈掛架,導彈掛架一般都是垂直於機翼下表面的,這本身就是一個巨大的訊號源。如果設計的掛架也符合飛機的角度,傾斜於機翼下表面,會造成掛架內外壓力不均勻,這樣需要加強掛架連線部位的強度,重量上升。如果把掛架做成左右對稱的三角形,巨大的內部空間,完全可以做成一個同樣大小存放導彈的“繭包”,像蘇57那樣。
導彈和掛架的連線,需要專門的螺栓以及電路連線口,一般也就暴露在外面了,為了隱身就需要重新設計,這麼麻煩下來,還不如做一個內部彈倉呢,至少省下了許多的專用配套裝置和武器,還確保了外形簡單流暢。