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過去“遠轟”的夢想與勉強“遠轟”的現實 如此強悍

時間:2019-10-09 23:18:25        來源:

 對于關注航空工業的人來說,如果要選出一個數字能夠代表當前的中國航空工業的果的話,那么“20”毫無疑問是最合適的。從殲擊機到運輸機再到直升機,一系列以“20”為序號的新型裝備不僅填補了我國一系列軍事裝備領域的空白,也迅速將我國的航空工業跟蹤模仿的第二集團提升自行研制世界先進戰機的第一集團。

目前殲-20和運-20都已經批量生產并交付部隊列裝使用,直-20也已經制造出多架原型機,并開始進行覆蓋全國的適應試飛工作。唯獨幾個“20”中的轟炸型號轟-20至今仍然未見“實錘”。雖然從空軍高層到航空工業相關科研單位的科研人員,都在不同場合提到過空軍下一代遠程轟炸機的蛛絲馬跡,但是這種被稱為轟-20的戰機究竟會是什么樣,只有仔細分析中國空軍需求和航空工業的能力之后,才能大致得出準確的結論。

過去“遠轟”的夢想與勉強“遠轟”的現實

中國空軍建軍60多年來,總共只裝備過兩款可稱“遠轟”的戰略轟炸機,即早年的蘇制圖-4和現役轟-6K。其中前者是蘇聯仿制美國二戰末期的B-29轟炸機而來,上世紀50年代交付我國時就已經落后,因此雖然經過多次維修,中國航空工業部門卻從未動過仿制的念頭;后者則是中國西安飛機工業(集團)有限公司在此前基于蘇制圖-16基礎上仿制生產的轟-6系列轟炸機基礎上進行大規模改進而來。新中國有關自行研制戰略轟炸機的故事,就幾乎全部與轟-6有關。

我國1958年從蘇聯引進圖-16全套生產技術和2架原型機由于當時美蘇已經開始研制音速轟炸機,中國空軍和航空工業部門都認為圖-16在技術上已經落后,因此只打算以仿制作為練兵,為自行研制超音速轟炸機做技術鋪墊。哪知中蘇關系于1960年全面惡化后,稚嫩的中國航空工業不僅完全沒有自行研制超音速戰略轟炸機的技術能力,連圖-16的技術和裝備資料都不齊。整個20世紀60年代的10年,中國航空工業在轟炸機領域的最大成就就是勉強掌握蘇聯50年代的中程轟炸機。

圖-16

隨著中國核武器在上世紀60年代取得突破和武器化,戰略轟炸機在上世紀70年代不再變得可有可無,加上中國當時的彈道導彈技術尚只有中近程導彈,研制遠程轟炸機就成了延長戰略核打擊力量重要手段。這一時期的中國航空工業在掌握轟-6制造技術的基礎上,借助從西方引進和本國自行研制的新產品和新技術,在這一時期做了兩個重要的嘗試:轟-6I和轟-8。其中的轟-6I是一種改型,將轟-6原有的兩臺渦噴發動機換成四臺英國進口的“斯貝”渦扇發動機,從而同時提升了飛機的載彈量航程,成為一種航程8000公里左右的“準”遠程轟炸機,后者則可以看做是轟-6的按比例大型,使用4臺國內自行研制的910甲渦扇發動機,是一種真正的戰略轟炸機。

不過在那個技術和資金嚴重不足的年代,這兩個型號注定都難以取得重大成果。轟-6I只制造了一架原型機,便因引進發動機成本過高無法負擔草草終止;轟-8則因為其各項技術都超出了中國航空工業的能力上限始終沒有真正走下繪圖板。隨著1980年我國洲際彈道導彈的研制成功,戰略轟炸機一下子顯得不那么重要,加上之后以經濟建設中心的“忍耐期”,戰略轟炸機的研制就全面擱置。雖然對轟-6的升級改造還在繼續,但也都局限于對機載武器、航電設備的改進升級,對于基礎的飛機平臺則沒有太多的改變

至于目前中國轟炸機力量的中堅——轟-6K,最初只是轟-6生產廠自籌資金在轟-6基礎上進行的一個改進嘗試。雖然這一改型取得了極大的成功,將一款航程不足6000公里的中型轟炸機變成了一款最大航程近萬公里的遠程戰略轟炸機,同時讓其具備了使用新世紀水平的遠程巡航導彈打擊關島的能力,但限于轟-6本身的結構水平以及相對有限的研制經費,其整體性能在全世界現役戰略轟炸機里仍然只能忝陪末座。

轟-6K

2016年中國空軍赴俄參加“航空飛鏢”比賽時,曾接待了1959年擔任中國赴蘇轟炸機飛行員教官的安德列維奇老人。當老人感慨時光荏苒和中國經濟軍事實力的飛速發展之時,無意間提到的一句“你們現在已經不使用圖-16了吧?”卻讓中國空軍莫名尷尬。雖然中國空軍已經裝備了幾十架轟-6K,并在此基礎上進一步研制轟-6K戰略核打擊型號,但沒錯,無論他們哪一款,本質上仍然是一種改進型的“圖-16”而已。

不同的技術路線與中國的戰略需求

當下除了中國,全世界只有美俄兩國還在生產和研制戰略轟炸機,而縱觀這兩國的轟炸機研制生產史。亞音速——超音速——隱身飛翼幾乎是兩國共同遵循的技術路線。在冷戰初期航空技術不甚發達時,戰略轟炸機首要的目標是在一定飛行速度攜帶重磅的核彈執行長途飛行,因此常規布局的大型化飛機就是兩國第一代戰略轟炸機的代表,無論是B-52還是圖-95(甚至我國夭折的轟-8)都是這樣的常規飛機,由于這些飛機皮實耐用,加上機體巨大升級空間大,不少至今仍然作為巡航導彈載機發揮余熱;而隨著大型飛機超音速技術的突破,美蘇從上世紀50年代就開始研制超音速戰略轟炸機,美國歷經不成功的B-58和失敗的XB-70、B-1A之后,列裝了以超音速超低空突防為核心戰法B-1B戰略轟炸機,蘇聯也在圖-22系列中程轟炸機和失敗的T-4基礎上,研制并裝備了圖-160超音速的戰略轟炸機,后者目前仍然是羅斯空軍最先進的轟炸機型號,俄軍至今還在該機的基礎上改進更新型號的轟炸機;至于隱身飛翼的戰略轟炸機,則是冷戰末期美國在B-2轟炸機上使用的設計,盡管原本這看來是獨此一家,但從現在的消息看,俄軍研制中的下一代戰略轟炸機PAK-DA和美軍下一代的B-21也將采用隱身飛翼構型,可算是殊途同歸。

其實不管選擇哪一種,戰略轟炸機的核心需求都是類似的,即首先保證足夠的航程和載彈量,并在此基礎上盡力提升突防能力。無論是超音速還是隱身,根本上都只是突防手段。而對于當代中國空軍來說,由于本國航空工業仍然不像美國那樣“無所不能”,選擇什么樣的構型,不僅要考慮本國的需求,還要考慮本國的技術水平。

B-2隱形戰略轟炸機

從需求上看,既然是戰略轟炸機,加上中國的主要戰略假想敵需要轟炸機進行跨洋洲際飛行,單次任務的往返距離達到2.3萬公里甚至更遠。因此一方面,具備空中加油能力是戰略轟炸機必然的基本要求之一;另一方面,由于在接近敵方的空域實施空中加油可行性很低,轟炸機本身也需要有至少1.5萬公里左右甚至更長的航程;與此同時,戰略轟炸使用的彈藥在體積和重量上都很大,因此充裕的載彈量十分必要(B-1B和圖-160載彈量都在40噸以上,B-2的載彈量也超過20噸),而且為了防止外掛彈藥帶來的空氣阻力影響航程,彈藥掛載彈艙化也是必然的。以上要求,必然在設計上走向一款使用4臺以上大推力渦扇發動機的遠程轟炸機方案

與此同時,當代防空系統的性能發展已經大大提高了轟炸機突防的難度傳統的2-3馬赫超音速轟炸機已經很難實現有效的突防,相比之下,隱身技術反而是當代戰機實現突防的有效手段,并且已經成為新一代戰機的“標配”。從這個角度上說,無論采用什么樣的構型,隱身性已經成為未來戰略轟炸機的標準要求。當然,這并不意味著中國戰略轟炸機的研制就必須和美俄下一代轟炸機一樣采用飛翼構型。當代空氣動力學技術的進步、隱身技術的進步以及超級計算機在內的應用,已經能完成多種不同氣動構型飛機的隱身設計。相比之下,超音速的指標在提升戰機的戰役戰術機動能力的同時,也對更大推力的戰機發動機提出了更高的要求。

從我國的航空工業技術水平角度看,我國長期以來缺乏研制和使用大型飛機的技術和經驗,但隨著運-20的定型,我國在這一領域已經有了相當的技術積累;在隱身技術的設計開發上,隨著殲-20等一系列隱身戰機服役投入研制,目前我國已經在這里領域有了相當深厚的積累,足以完成戰略轟炸機的隱身化;至于最為關鍵也是我國長期以來令人堪憂的發動機,盡管中國在這一領域距離英、美、俄等一流航空發動機生產國還有距離,但以“太行”為代表的第三代航空發動機的研制成功和穩定推廣,表明我國在加力推力12噸級別的渦扇發動機領域已經有了堪用的產品。至少已經越過了遠程轟炸機所必須的及格線。

運-20

隱身的誰是轟-20未來的關鍵?

由此看來,一款隱身化的戰略轟炸機,不管其是否超音速,基本上都能滿足中國空軍執行戰略轟炸的需求,而至于其氣動布局,以目前的情況看來,其實仍然存在著相當大的變數

如果需要戰略轟炸機具備超音速飛行能力的話,毫無疑問飛機的整體設計需要向這一領域傾斜。目前服役的超音速戰略轟炸機無論是B-1B還是圖-160,使用的都是細長機體加變后掠翼,并在翼身之間盡量圓滑融合的結構。這種構型在上世紀70年代確實是前沿的先進設計,但時至今日,借助先進的飛行控制系統和氣動手段,許多結構設計不需要復雜的變后掠翼也能實現類似的性能。因此從這個角度看,如果中國戰略轟炸機對超音速性能有追求,那么在也必然存在的全面隱身化設計之外,長得像圖-160或者長得像協和,都是可以預期的。當然,超音速對于發動機的高要求對于基礎并不堅實的中國航空工業而言,確實是一個不小的挑戰

而如果不考慮超音速飛行的要求,發動機上的挑戰就不會那么嚴峻,配備4臺以“太行”為基礎的無加力渦扇發動機就能滿足其基本需求。轟-20的氣動布局也就可能出現更多變化。當然,這些氣動布局中,類似B-2那樣的純飛翼布局無疑是“看起來”最先進的,此前中航工業多家有關企業進行的研究中,也都不乏與B-2類似甚至看似相同的飛翼布局,不過純飛翼本身雖然升阻比性能好,但不僅操縱系統極端復雜,其實際操作效果也不是很好,美軍的B-2在實際使用中也一直抱怨該機操作響應遲緩,之所以使用飛翼布局既有諾斯羅普個人的執念,也有在當時計算機輔助設計尚不發達的情況下,飛翼布局在隱身設計計算上相對簡單的考慮。相比之下,在飛翼上添置上一些輔助的氣動翼面,不僅能夠很大程度改善飛機的表現并簡化飛行控制程序的復雜度,對隱身性能的影響也能通過調整得到較好的控制。

至于傳統的常規遠程轟炸機布局,在技術上幾乎沒有難度,中國的航空工業也能夠基本滿足其各項需求,只要相關力量到位,研制一款具備部分隱身能力的轟-8顯然是風險最低,進度也最快的選擇。不過這種設計在隱身性上想要達到全面隱身難度較大,而且考慮到戰略轟炸機是一種需要滿足未來至少20-30年甚至更久需求的長期投資產品,在技術上必須具備一定的前瞻性和先進性,從這個角度來說,這可能也不是最理想的設計方案。

從目前掌握的情況來看,中國研制戰略轟炸機的決心已定,但仍然處在選擇技術方案的階段,距離真正制造原型機乃至進行試飛還有相當的距離。不過從中國在戰略轟炸機論證和預先研究角度看,中國航空工業在研制過程中既講性能又照顧可行性的思路無疑是正確的,而我們也因此可以拭目以待,若干年后中國的遠程轟炸機將以超出我們想象的身影與國人見面,成為保衛中國戰略安全的重要基石。

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