那片眾所周知的“銀杏葉子”又一次飛上了天空！相比去年年底的首飛，在此次的飛行中這片“銀杏葉子”收起了起落架，關(guān)閉了機(jī)翼翼尖的開(kāi)縫式機(jī)動(dòng)襟副翼，整體線條看起來(lái)流暢了許多。當(dāng)然，咱們能說(shuō)的也就這么多了，關(guān)于沒(méi)有公開(kāi)的裝備，我們的態(tài)度一以貫之：一切以官方公布的為準(zhǔn)。

所以，今天我們主要來(lái)研究具體的技術(shù)問(wèn)題。咱們都知道，相比前幾代戰(zhàn)斗機(jī)，新一代作戰(zhàn)平臺(tái)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的配備上，出現(xiàn)了重大的技術(shù)革新。

原先的幾代主戰(zhàn)機(jī)型基本都采用了單發(fā)或雙發(fā)的設(shè)計(jì)，除了極少數(shù)未能走到量產(chǎn)階段的技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，幾乎沒(méi)有采用三發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型的戰(zhàn)斗機(jī)。而新一代作戰(zhàn)平臺(tái)則獨(dú)辟蹊徑，使用了一個(gè)極其特殊的三發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型。

NGAD想象圖

這還不算，從美國(guó)的NGAD的部分流出的設(shè)計(jì)（可能已經(jīng)成為廢案）看，美國(guó)的NGAD在概念研究階段甚至很認(rèn)真地考慮過(guò)使用四臺(tái)F-414型中等推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、兩臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)并聯(lián)共用一個(gè)進(jìn)氣道/噴口的構(gòu)型。

這讓新一代作戰(zhàn)平臺(tái)，在動(dòng)力系統(tǒng)的選擇上，越來(lái)越像是一架轟炸機(jī)。三/四發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)型，更是超過(guò)了我們絕大多數(shù)軍迷，對(duì)于戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)通常的認(rèn)知范疇。

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美國(guó)也曾嘗試過(guò)三發(fā)構(gòu)型，例如NR-349截?fù)魬?zhàn)斗機(jī)項(xiàng)目

那么，新一代作戰(zhàn)平臺(tái)為何會(huì)選擇三發(fā)/四發(fā)動(dòng)機(jī)這種特殊的構(gòu)型？為何在先前的戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)里少見(jiàn)此類(lèi)設(shè)計(jì)？

以往的飛機(jī)設(shè)計(jì)

先說(shuō)前幾代戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)的設(shè)計(jì)取舍和性能選擇。從航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展來(lái)看，在上世紀(jì)70年代到80年代，軍用小涵道比中等推力渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)、大推力渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)各自出現(xiàn)了幾個(gè)代表：

F-404航空發(fā)動(dòng)機(jī)

前者的典型代表是美國(guó)的F-404系列，蘇聯(lián)的卡莫夫RD-33，最大軍推60千牛一級(jí)，最大加力推力90千牛一級(jí)，發(fā)動(dòng)機(jī)重量在1.2噸左右。

后者的典型代表是美國(guó)的F-100/110，蘇聯(lián)的AL-31F，最大軍推80到90千牛一級(jí)，最大加力推力120到130千牛一級(jí)，發(fā)動(dòng)機(jī)重量1600到1800千克，這就是典型的第三代大推的基本技術(shù)性能。

F-15與蘇-27

而當(dāng)時(shí)，典型的幾種第四代作戰(zhàn)飛機(jī)中，比如F-15C戰(zhàn)斗機(jī)，空機(jī)重量12.7噸，典型空戰(zhàn)構(gòu)型下起飛重量20噸左右，最大起飛重量30.82噸，在使用兩臺(tái)F-100型發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，就可以確?？諔?zhàn)最大加力時(shí)推重比過(guò)1。

比如蘇-27型戰(zhàn)斗機(jī)，空機(jī)重量16.8噸，典型空戰(zhàn)重量（5噸燃油，1噸彈藥，0.5噸給飛行員、滑油等）23.3噸，使用兩臺(tái)AL-31F也可以確?？諔?zhàn)時(shí)最大推重比過(guò)1了，配套飛機(jī)的翼載荷和升阻比性能等，足以確保這兩種戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)的超音速性能，包括高空最大速度，加速性能等。

所以，對(duì)于第四代戰(zhàn)斗機(jī)來(lái)說(shuō)，中型戰(zhàn)斗機(jī)使用雙中推/單大推，重型戰(zhàn)斗機(jī)使用雙大推，完全能夠滿(mǎn)足相應(yīng)的空戰(zhàn)性能的需求了。

六代機(jī)的難題

但是等到新一代作戰(zhàn)平臺(tái)出現(xiàn)的時(shí)候，完了，壞菜了。

F-16與蘇-30同框

首先是飛機(jī)的機(jī)體重量出現(xiàn)了極大的提高，我們都知道從第四代戰(zhàn)斗機(jī)到第五代戰(zhàn)斗機(jī)，飛機(jī)的機(jī)體重量是呈現(xiàn)出遞增趨勢(shì)的：如第四代中型戰(zhàn)斗機(jī)代表（F-16、殲-10）等，空機(jī)重量是8到9噸這個(gè)級(jí)別，第四代重型戰(zhàn)斗機(jī)空機(jī)重量就普遍是13到16噸這個(gè)級(jí)別。

而到了第五代戰(zhàn)斗機(jī)上，中型戰(zhàn)斗機(jī)（如F-35等）空機(jī)重量已經(jīng)達(dá)到了12噸以上，達(dá)到了第四代重型戰(zhàn)斗機(jī)早期型的水平，重型戰(zhàn)斗機(jī)（如F-22A）空機(jī)重量甚至接近20噸，還好第五代航空發(fā)動(dòng)機(jī)基本做了性能上的兜底。

但是新一代作戰(zhàn)平臺(tái)，它的空重相比第五代戰(zhàn)斗機(jī)又有了更大的提高，如果說(shuō)第五代重型戰(zhàn)斗機(jī)基本上是空機(jī)重量18到20噸，最大起飛重量35噸到38噸這個(gè)區(qū)間。

那么，新一代作戰(zhàn)平臺(tái)的重型型號(hào)，空機(jī)重量不會(huì)低于25噸，最大起飛重量加上12到15噸燃油和3到4噸的彈藥妥妥的突破40噸，這一點(diǎn)在美國(guó)的NGAD設(shè)計(jì)設(shè)想中，已經(jīng)不止一次被明確了。

畢竟，新一代作戰(zhàn)平臺(tái)所要求的大航程、尤其是超音速巡航條件下的大航程性能，配備有極其完備的大孔徑相控陣?yán)走_(dá)和光電雷達(dá)，甚至要求搭載機(jī)載算力中心，以支持CCA機(jī)型作戰(zhàn)等性能等，都要求這架飛機(jī)的體量絕對(duì)小不下來(lái)。

最典型的，要求大航程，那么機(jī)內(nèi)燃油就要多，機(jī)內(nèi)燃油多，在燃油系數(shù)一定的情況下，機(jī)體重量就下不來(lái)，就是這么簡(jiǎn)單。

如何解決難題

新一代作戰(zhàn)平臺(tái)的空機(jī)重量、最大起飛重量提升巨大，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的升級(jí)卻沒(méi)有相應(yīng)跟上。

F-119航空發(fā)動(dòng)機(jī)

如今堪用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，第四代小涵道比大推力航空發(fā)動(dòng)機(jī)以F-119為代表，基本上還是維持在最大加力推力160千牛這個(gè)級(jí)別上。這個(gè)數(shù)據(jù)相比第三代小涵道比大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)，但是繼續(xù)往上堆推力難度就有點(diǎn)大了。現(xiàn)有的材料和渦輪前溫度在現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)工作體制下，快要堆到極限了。

目前，F(xiàn)-135發(fā)動(dòng)機(jī)堆到190千牛這個(gè)級(jí)別的推力靠的是擴(kuò)大涵道比，推力確實(shí)提高了，但是相比小涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，它的超音速性能下降了，難以滿(mǎn)足新一代作戰(zhàn)平臺(tái)對(duì)超音速性能的要求。

美國(guó)YF-23驗(yàn)證機(jī)

而如果不惜成本維持小涵道比設(shè)計(jì)繼續(xù)堆推力，反過(guò)來(lái)的問(wèn)題是，發(fā)動(dòng)機(jī)耗油率上去了，那新一代作戰(zhàn)平臺(tái)的超音速巡航條件下的航程性能，又達(dá)不到要求了。所以，航空發(fā)動(dòng)機(jī)就變成了新一代作戰(zhàn)平臺(tái)研發(fā)上最大的攔路虎。

按照現(xiàn)有的第四代大推力航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能，兩臺(tái)小涵道比的第四代大推力航發(fā)最多可以確保320千牛左右的最大加力推力，200千牛以上的軍推推力。如果新一代作戰(zhàn)平臺(tái)的空戰(zhàn)重量為40噸吧，那么它的加力推重比只有0.8，軍推推重比0.5，這個(gè)性能指標(biāo)甚至已經(jīng)已經(jīng)落后于大部分第四代戰(zhàn)斗機(jī)。

即使新一代作戰(zhàn)平臺(tái)的減阻和升阻比性能更為優(yōu)異，也難以完全挽回推重比上的劣勢(shì)。而要在雙發(fā)的情況下，確保新一代作戰(zhàn)平臺(tái)的推重比性能和第五代戰(zhàn)斗機(jī)持平，單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)加力推力不會(huì)小于20千牛，按照舊技術(shù)體制研發(fā)的航發(fā)已難以達(dá)成。

所以，新一代作戰(zhàn)平臺(tái)的動(dòng)力組選擇，使用雙四代大推已經(jīng)難以滿(mǎn)足需要，而五代大推現(xiàn)在又搞不出來(lái)。經(jīng)過(guò)性能權(quán)衡后，使用三大推甚至使用四中推就是自然而然的選擇。

相比之下，三大推還是比四中推要好一些。畢竟，假設(shè)單發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)可靠性為95%的話(huà)，那么4發(fā)可靠性只有81%，3發(fā)可靠性為85.7%，二者之間的差距是存在的。而在使用三大推的情況下，基本可以確保整機(jī)有300千牛的軍推推力，基本上可以確保其軍推推重比在0.75左右。

這個(gè)數(shù)據(jù)其實(shí)已經(jīng)超過(guò)典型第四代戰(zhàn)斗機(jī)的水平了，和第五代戰(zhàn)斗機(jī)的水平旗鼓相當(dāng)，足以在超音速飛行性能和超音速巡航能力之間達(dá)成均衡。

新一代作戰(zhàn)平臺(tái)的內(nèi)構(gòu)想象圖

所以，對(duì)于新一代作戰(zhàn)平臺(tái)來(lái)講，在新體制大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)暫未出現(xiàn)的情況下，目前的選擇就是最佳選擇，使用三臺(tái)第四代小涵道比大推力渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)足以確保新一代作戰(zhàn)平臺(tái)能夠達(dá)到相應(yīng)技術(shù)性能。

從技術(shù)發(fā)展的角度看，現(xiàn)有體制的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)也并非發(fā)展終點(diǎn)，一些新體制的航空發(fā)動(dòng)機(jī)也在逐步涌現(xiàn)。比如目前最有希望的變循環(huán)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，就有可能在大推力、涵道比可調(diào)、不同速度范圍下的工況改變上，達(dá)成均衡。

最近網(wǎng)上瘋傳的新一代作戰(zhàn)平臺(tái)起飛畫(huà)面，大概率是CG圖

當(dāng)然，目前的新一代作戰(zhàn)平臺(tái)肯定是用不上了，無(wú)論是中國(guó)還是美國(guó)，還是歐洲，下一代作戰(zhàn)飛機(jī)基本確定還是會(huì)以第四代渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)和其技術(shù)改進(jìn)型作為動(dòng)力組。變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)以目前研發(fā)進(jìn)度分析，應(yīng)當(dāng)會(huì)在2035年到2040年左右成為第七代戰(zhàn)斗機(jī)的動(dòng)力組，離現(xiàn)在還遠(yuǎn)得很。