F-35C部署在即,数据推演中美舰载机,重型制空机成中国未来首选

自美国海军F-35C隐身战斗机于2019年形成初始作战能力(IOC)以来,美军航母舰载机保持了较快的换装速度,其中卡尔·文森号(CVN-70)航母将于2021年携F-35C前往西太平洋进行战斗部署,进入隐身时代的美国海军将会游荡在全球热点地区。

作为美国海军未来空中力量的中坚,F-35C的服役期将长达30年,至少会生产到2030年前后。可以预见的是,在未来数十年里,F-35C将与中国周边海空形势息息相关,也必然会影响到中国航母舰载机的发展。

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上世纪90年代,五角大楼在制定下一代战斗机替代机JSF计划时,肯定没有预测到美国航母在新世纪面临如此重大的军事技术革命和新兴军事力量挑战。对于诸多技术的先行者美国而言,当时迈进新兴军事装备的“无人区”,尽管小心翼翼,却也无法摆脱茫然无措的反复尝试。回望过去这段进程,F-35C体现了美国军工的强大科研实力,却也在不断的试错摸索中留下了不足甚至问题,给后来者创造了难得的赶超机遇。

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几年前,在中国第一艘航母服役之际,很多航空界人士曾就辽宁号航母上的战斗机选型问题展开了广泛讨论,讨论的焦点之一就是:航母究竟是携载战斗/攻击机好,还是搭配制空战斗机和战斗/攻击机?有的专家认为:在对强国的战争中,大型航母如果条件允许,携载专门的制空战斗机和战斗/攻击机,在海空作战效能上要比全部使用战斗/攻击机好的多。当然,在已经夺取制空权的情况下,对地/舰打击时全部携载战斗/攻击机又会好很多,这就是另外一种情况了。

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实际上,美国也正是在对抗激烈的冷战时期,研制了专司空战的F-14“雄猫”战斗机。冷战结束后,美国海军认为:在可预见的未来,已经没有国家可以威胁到美国航母战斗群和战斗机,随即放弃了这种专门用于夺取制空权的战斗机。也是基于这种想法,美国在后来的新一代航母战斗机选型中,又放弃了海军版的NATF战斗机,也就是AFX F-22变后掠翼战斗机,而是选择了缩水版的三军通用JSF计划,也就是后来的F-35“闪电”战斗机。

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对于中国而言,当前发展航母面临的形势与美国完全不同。在可预见的未来,中国航母及舰载机将与美国航母及F-35舰载机相映成趣,成为相互对标的“伙伴”。虽然与AFX F-22相比,F-35的空战能力有明显差距,但对于诞生不久的中国航母和歼-15而言,F-35突出的隐身、短距起降、雷达电子性能,依然拥有巨大的压倒性优势。正式由于这种强大对手的空中压力,中国航母首先要解决的是夺取海上的制空权,其次才会考虑对地打击能力。

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目前,中俄两国已经陆续突破了四代隐身战机的门槛,歼20和苏-57都已列装部队,中国隐身舰载战斗机项目虽然尚未现身,但歼-20的研制服役、FC-31的不断进化,都为我国隐身战斗机登上航母打下了良好的基础。那么,什么样的舰载战斗机才符合中国的需求呢?

前面已经说到,我们的航母编队长期面临的老朋友将是美国的超级核航母以及F-35舰载机,因此这里先看看舰载型F-35空战性能到底如何。在JSF项目设计之初,五角大楼提出的任务和性能需求是:70%的对地攻击能力和30%的空战能力。按照这个性能设定,将F-35称为攻击战斗机更适合一点。F-35C除了不具备F-35B的短距起降能力,其他作战性能都比F-35B高很多,因此中国的新型舰载机的目标必然是压倒F-35C。

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按照美军构想,F-35A很多时候需要在F-22夺取制空权的条件下遂行对地攻击,F-35A显然不是用于争夺制空权的主力战斗机,最多扮演为F-22辅助空战的角色。那么,在海军层面,谁为F-35C夺取制空权?美国海军除了F-35C也就只剩下F-18E/F了,但F-18E/F在技术上至少比F-35C差了半代,空战性能还比不上F-35C,因此海军夺取制空权的任务,只有F-35C亲自上阵,F-18E/F顶多算是辅助角色。到了2030年前后,随着F-18E/F的陆续退役,美国航母舰载机将以F-35C和X-47B无人攻击机为主,空战方面也只有F-35C自己独挑大梁了。

F-35C于2010年6月首飞,后因海军各种需求更改设计,由最初设计空重的13.6吨增加到15.8吨,这个重量已经超过双发重型制空战斗机F-15C的14.6吨。虽然经过减肥在最终服役时可能要轻一点,但考虑到为提升起降气动性能,在F-35A/B基础上增加了2.4米的翼展和50%的机翼面积,并强化了机翼结构和起落架强度,因此空重不可能减少到15吨以下。

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我们假设F-35C空重为15吨,机内油箱满油推重比为0.77,即便以6吨燃油算也不到0.9,为了保持隐身肯定不会外挂副油箱。由于设计时考虑对地任务需携带比较多的弹药,内部弹舱空间不能太小,造成了F-35C外型臃肿肥大,也被戏称“肥电”。在布置机内大弹舱、增加了空重,并造成了外型臃肿肥大后,F-35C不得不舍弃了五代机的一个重要指标:超音速巡航能力。

虽然F-35C存在种种问题,但不可否认的是,F-35C仍是目前以及可预见的未来最优秀的舰载战斗机。具备第五代战斗机典型的隐身设计,其正面的雷达截面RCS只有零点几平方米,可以将被发现的距离降低50%甚至更多。而且自身采用了先进的APG-81有源相控阵雷达,对RCS为1.0的目标发现距离可达150KM以上。

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为了进一步探讨舰载机性能优劣,我们将战斗机分成两组,分别用J-15、设想的未来舰载机J-xx与F-35C做个粗略的空战对比。

先看J-15和F-35C空战对比。J-15正常起飞重大约24吨,发动机使用涡扇10H,全加力推力为2×125.4千牛,超过俄罗斯AL-31F的2×122.5千牛,起飞推重比大约1.07,最大速度2.4马赫,RCS面积大约10平方米,配装的国产脉冲多普勒雷达对RCS为1.0的目标探测距离约为120KM,但发现F-35C这种隐身目标的距离会缩短到60KM。

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J-15和F-35C发生空中遭遇,J-15凭借自身优秀的机动性能,配合头盔瞄准显示器、大离轴角攻击能力的R-73改或者国产PL-10格斗导弹,能在近距离格斗时占据较大的优势。对于F-35C与三代改战斗机近距空战时的窘迫,美国人自己也很清楚,F-35擅长的是隐身超视距空战,对三代机和没有强化隐身能力的三代改战斗机的优势在于抢先发现、率先攻击。

假定J-15进入AIM-120D有效射程时,F-35C首先开火,而自身凭借隐身能力还不会被发现,我们可以粗略计算中距空战效能:超视距空战效能=(本机发现敌机距离÷敌机发现本机距离)×[(本机巡航速度×本机最大速度)÷(敌机巡航速度×敌机最大速度)]。这样算来,F-35C对J-15超视距空战效能=(240÷60)×[(0.9×1.8)÷(0.9×2.4)]=3.0。这里的240是指F-35C发现J-15的距离为240KM,60指J-15发现F-35C的距离为60KM,0.9为两机的巡航速度均为0.9马赫,1.8是F-35C的极限速度1.8马赫,2.4为J-15的极限速度2.4马赫。

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看得出来,F-35C对J-15在超视距空战中具有明显优势,原因是J-15属于典型的第三代战斗机,整体没有使用隐身设计,F-35C凭借隐身能力获得了超视距空战的碾压优势。当然,这里面并没有考虑空空导弹的性能差异,而且F-35采用隐身模式时导弹全部内挂,造成导弹基数不足,对空作战模式下弹舱最多可载6枚空空导弹。为了防止漏网目标靠近从而陷入近距格斗,F-35C必须携带2枚AIM-9X,那么中距AIM-120D只能携带4枚,完成一轮攻击后弹药就会告急,但使用机身外挂又破坏了最重要的隐身性能。因此,在隐身性能和空空弹药基数上,美国海军将面临艰难的选择。这就是当初设计F-35时过度强调70%性能用于对地打击,而仅有30%性能用于空战的后果。

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由于中国海军未来隐身舰载战斗机J-xx尚无准确消息,有关J-20舰载型或FC31舰载型的猜测也缺乏具体支撑,我们这里选择参照已经服役的J-20隐身战斗机,毕竟从中国远洋海军建设目标和大型航母规划来看,中国未来隐身舰载机大概率仍然是类似J-15的重型机。

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J-xx与F-35C空中遭遇时,J-xx各项性能暂以J-20的指标代替,我们再做个计算。J-xx对F-35C超视距空战效能=(120÷80)×[(1.4×2.0)÷(0.9×1.8)]=2.6。也就是说,J-xx对F-35C有明显的优势,这主要是由于J-xx隐身能力和F-35C相当,但探测能力、超音速巡航能力比F-35C有比较大的优势。

从以上对比可以看出,F-35C在与三代机的超视距空战中处于明显的优势,但在对抗四代重型隐身战斗机时,将面临非常被动的局面。我们假设J-xx具备与F-22相当的空战能力,以制空为主,对地打击为辅,即便F-35设计目标颠倒过来,以70%的性能用于对空作战,30%用于对地攻击(携带小直径弹药对地打击,大型弹药由战斗/攻击机完成)。由此,在可预见的未来,J-xx挑战美军航母的制空霸权不是不可能。

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不过,美国海军拥有我们缺乏的体系优势和航母战斗群使用经验、实战经验,即便装备相对更优秀的舰载战斗机,也只是压缩了美军航母战斗群的制空优势,而中国航母的性能和实际运作上还有不少短板和技术瓶颈,需要大量资金、时间持续进行升级和磨练,这些对于中国海军而言并没有什么捷径可走。

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总的来看,F-35C的出现似乎给了中国一个契机,使得中国海军有更充足的时间进行准备,从而打造更加完备、更加强悍、更符合未来战场需求的新锐空中力量。勾画这种未来舰载机的大致轮廓,应该是“四代隐身战斗机为基本标准,以空战为主的重型战斗​机”,而不能选择象F-35C那样的通用型隐身战斗机。

实现这个目标,还需要军工领域持续努力、创新突破,毕竟亟须解决的关键问题和瓶颈仍然是重重关山,唯有强大的财力支撑和先进的科技引领,才能加快追赶并最终到达世界军事技术的最前沿。

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