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特朗普大嘴一张,F-35可能从单发变为双发了。他连名字都想好了:F-55。
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必须说,这个想法并不新颖,早在F-35还在EMD的泥潭里翻滚的时候,就有人提出,要是双发,比如采用两台F414,可以解决很多问题。
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' h+ e# { Q9 q: Q4 eF-35因为STOVL要求,必须单发。双发比单发更可靠是有条件的,条件就是有时间从单发失效造成的推力不平衡中恢复控制。战斗机在中空以上巡航时,单发失效或者战损,是有时间恢复控制、马上返航的。低空就不好说了,完全看情况,不行就只有跳伞。在起飞和着陆时单发失效比较麻烦。在着陆时单发失效问题不大,反正不需要多少动力。在起飞时,如果速度不高,赶紧减速停止滑跑;如果速度已经太高,只有增加推力,强行起飞,然后找机会返航、降落。双发战斗机(还有民航飞机)的动力是考虑到起飞中单发失效的,当然,动力不足就需要延长起飞滑跑,所以民航机永远在还有好长的跑道时就拉起,不可能用足跑道,就是担心万一单发失效、跑道长度不够减速停下或者继续起飞。战斗机就要看了,和平时和民航机一样,战争时未必有这个条件。
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但是STOVL最大的危险是在悬停时。悬停的最大挑战当然是提供足够的垂直升力,次大挑战则是平衡,在极低的高度上,任何歪歪扭扭都可能来不及恢复姿态而机毁人亡。在双发里,只要任意一台发动机故障,就是致命危险。所以STOVL战斗机都避免双发。这是指主发动机。单独的升力发动机可以有很多台,实际上也必须有很多台,互相之间提供备份。但由于可靠性问题,现在一般还是趋向于使用单台STOVL发动机,不仅包括升力喷口(如波音X-32),也包括机械驱动或者燃气涡轮驱动的升力风扇(如洛克希德X-35),而不是单独的升力发动机。
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6 i% v$ a" i `6 j" l由于STOVL要求,F-35只能用单发,那也决定了进气道、机内武器舱的基本构型:Y形进气道、两侧武器舱。Y的双叉之间是升力风扇的位置,机内武器舱在“支柱”的两侧。 m4 r; E* i3 a
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这个基本设计带来很多问题:
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+ l/ }) b9 C) X$ C1 B# l3 F1、中机身太宽,不符合跨音速面积律要求,阻力较大
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2、机内武器舱的空间利用率受到分隔的影响,即使总面积一样,一间大房间比两间小房间“摆得开”是同样的道理
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1 X4 R# V8 b3 b" } s7 ~- ?2 qF-35要改双发的话,不是“改”的问题,而是重新定位、全新设计的问题。
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历史上,单发改双发的例子不多,法国“幻影2000”改“幻影4000”是一个,中国歼-7改歼-8是另一个。7 ]2 e& t+ B2 W( B R7 b- K' k
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两者都是轻型单发改重型双发,在速度、航程、载弹和火控上大大升级。 |2 z/ X1 ? r6 T* v' O
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F-35改双发的目的是什么呢?也是在速度、航程、载弹和火控上大大升级?那与F-22的关系如何定位呢?
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F-35的F135涡扇是F-22的F119增加涵道比、强化热工参数后的结果,推力大大提高,但高空高速性能下降。F-35人称肥电,起飞重量本来就直逼F-15,直接堆两台F135上去的话,F-55是大而无当的超重型战斗机,最大起飞重量可能直奔50吨去了,比F-22还要大一号。否则两台F135就是用力过度。% e Y$ |* c2 z9 Q5 {1 T# q
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这样的超级肥电是很有用的超级战轰,在气动上可以相对简单地从F-35放大,结构当然全新设计。美国航空工业今不如昔,但超级肥电的技术挑战是成熟技术放大,和F-18C/D放大到F-18E/F相似。这是白菜级技术,美国航空这点实力还是有的。当年F-18E/F成为项目控制的模范生,不是偶然的。
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0 Y2 [ i. H2 q5 F5 H2 D但放大后,天地就宽了。进气道估计依然是Y形,但在比例上可以“瘦”一点,而且双叉之间是很好的机内武器舱位置。8 \# J, ^" F% B9 n2 |2 X1 u( s
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F-35是单发,进气道弯曲的选项有限,只能水平弯曲为主,这也是“肥”的原因之一,另一个原因是升力风扇必须有一定的直径,Y的双叉必须得这么宽。
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U; i& v" y" t但双发而且取消STOVL要求后,进气道弯曲不仅可以在水平方向上,还可以在垂直方向上。复合弯曲在空间上更加紧凑,但达到同样的隐身效果。超级肥电在放大后本来就增厚的机体有条件在比例上“苗条”一点,降低阻力。两侧武器舱可以保留,但空战武器专用,可以“贴身”一点,不需要那么宽大。这也解决了现在F-35的机内武器舱里空战武器和对地攻击武器抢地方的问题。
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5 M/ f8 c N1 q$ ?& w有人畅想:要减少结构改动,发动机上下并排,这是不可能的。这样的结构改动一点不小,还没有气动上“简单放大”的好处,横滚的转动中心还完全变了。Y形进气道还格外别扭,每侧都要上下分流,preferential flow(不知道怎么翻译,同一流量进入到两个进口的时候,不同状态会导致两个进口的分别流量的差别,这就是preferential flow)的问题高度复杂。双发只有并列,两侧分别供气。
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这样一来,超级肥电和F-22很趋同了,只是更大。只是特朗普还要搞超级F-22,又拉不开差距了。
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* K, z- U) b6 Z$ \# k6 l超级肥电的最大问题是成本。这样一来,成本想不冲天都不行。“适当放大”但改双中推是另一个路子。中推的话,只有F414EPE了,比基本型F414增推25%,最大起飞重量控制在35-40吨样子,成本可望不那么“超级”。最大的好处是,在美国海军FA-XX可能下马的现在,这样的“比较超级肥电”可以相对较快地接替F-18E/F。F-35C实在是不能担当舰队防空重任,F-18E/F本来就是“临时户口转正”。不过“比较超级肥电”撑死了和歼-20比肩,南北六代已经不能视而不见了,但看见了又怎么办?
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不过在美国空军一方面推动F-47的EMD,一方面用F-15EX填补现有空缺的现在,还有精力和资金推动超级肥电和超级F-22吗?这些繁多的战斗机在体系中如何定位?( Y7 z- _1 ^$ [( S5 |4 B0 G- Y K( t
; f3 I& N. [$ `9 `3 g+ M4 h特朗普可能“灵机一动”,认定从现有设计改进比全新设计更省钱,而且出口前景更好。他或许没错,但美国空军已经过了新战斗机研发可以几条腿走路的时代了,现在一条腿蹦跶都费劲。这可能是特朗普的又一次大嘴而已。 |
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