帶「刀」亮相,殲-20隱身戰機彈艙有何奧秘

2020-12-06 百家號

澎湃新聞特約撰稿 黃國志

珠海航展最後一日,中國空軍派出4架殲-20隱身戰鬥機編隊亮相航展,以慶祝自己69歲生日。最令人印象深刻的是,有2架殲-20隱身戰鬥機首次在公眾面前打開了全部的機腹彈艙和側彈艙,展示其內部掛載的2枚霹靂-10近距格鬥空空飛彈和4枚霹靂-15中遠距攔射空空飛彈。

殲-20與F-22A彈艙設計比較

在殲-20隱身戰鬥機首次公開內置彈艙後,也有不少軍迷表示有些失望。之前殲-20隱身戰鬥機的原型機就曾經在試飛中打開過彈艙,在機腹主彈艙的載彈量就是4枚。相比之下,機體尺寸比殲-20小得多的美國F-22A隱身戰鬥機機腹主彈艙就可以掛載6枚AIM-120中遠距攔射空空飛彈。因此,很多軍迷認為殲-20隱身戰鬥機的服役型號也應該能夠在機腹主彈艙掛載6枚中遠距攔射空空飛彈。總之,因為少掛載了2枚中遠距攔射空空飛彈,外界擔心殲-20隱身戰鬥機空戰能力不足。其實,無論是在機腹主彈艙掛載6枚還是4枚中遠距攔射空空飛彈,最根本的還是要從這兩型戰機的內置彈艙設計說起。

F-22A作為第一款研發成功的第四代隱身戰鬥機,其兩個側彈艙和一個機腹主彈艙的布局設計,自然也會成為後來者,包括中國航空工業借鑑和學習的範本。所以,通過目前公開的殲-20內置彈艙高清圖片,可以發現不少與F-22A的相似和相近之處,特別是機腹主彈艙。兩型戰機機腹主彈艙設計的相似點很多,包括主彈艙空間被分隔為兩個各自獨立的分彈艙,每個分彈艙內預設3個掛點,主彈艙的艙門都是兩端摺疊設計(帶支撐杆),就連艙門前緣的鋸齒數量都是一樣的——3個。

殲-20帶「刀」亮相,殺氣騰騰。本文殲-20照片由高瀚 圖

不過,在內置彈艙的具體設計以及相對機身的位置等方面,殲-20和F-22A還是有很多不同之處。這也很正常,雖然中國航空工業可以通過公開渠道了解F-22A的一些技術資料,但是到具體的設計上還是要依靠自身的智慧和創造力。

首先,我們可以看到,殲-20的內置彈艙相對座艙的位置較遠,而F-22A內置彈艙與座艙間距更近。這主要是受制於兩型戰機前機身和進氣道設計不同的影響。F-22A前機身較短,而且採用了常規設計的Caret進氣口,因此進氣道可以在進口初始段就進行水平和垂直方向上的偏轉,以便為側彈艙和機腹主彈艙讓出空間。而殲-20前機身較長,再加上採用DSI進氣口設計,其進氣道內側的三維鼓包要深入到進氣道內,所以側彈艙和機腹主彈艙位置只能向後延長。不過,這也帶來一個好處,那就是殲-20的內置彈艙更接近於機身氣動中心位置。這樣,在內置彈艙掛載的彈藥發射後,隨之而來的重心變化對機身穩定性的影響比較小。而且,得益於更長的機身設計,殲-20的機腹主彈艙長度也會略大於F-22A。

在殲-20機腹主彈艙的細節設計上,可以看到採用了與F-22A相同的6個預設掛點,而且現有4枚中遠距攔射空空飛彈之間的間距也比較大。這也從一個側面證明了殲20同樣可以掛載6枚中遠距攔射空空飛彈,根據不同的作戰需求來進行調整。因為不同第三代戰鬥機的常規掛架,其實殲-20和F-22A機腹主彈艙所採用的是經過特殊設計的垂直彈射發射型掛架,其最主要的功能在於將中遠距攔射空空飛彈彈射出彈艙,之後飛彈再進行點火。因此,殲20機腹主彈艙掛載4枚中遠距攔射空空飛彈,既可以滿足空對空作戰的最低需求,也可以減少2具垂直彈射發射型掛架的重量,對於目前服役狀態來說是比較明智的。

殲-20和F-22A機腹主彈艙所採用的是經過特殊設計的垂直彈射發射型掛架。圖為F-22A打開彈艙。

此外,殲-20的側彈艙設計也是很有特點的,與F-22A完全不同。因為側彈艙內一般都掛載近距格鬥空空飛彈,而這類飛彈所採用的紅外熱成像導引頭需要實現「發射前鎖定」,所以最初美國洛馬公司在F-22A上經過權衡,採用了開艙發射的模式。並且,為了避免飛彈的火箭發動機火焰燒蝕彈艙內部,還特別設置了擋焰板。當然,為了配合近距格鬥空空飛彈的開艙發射,F-22A戰機的火控系統可以利用機載火控雷達預先為飛彈的紅外熱成像導引頭指引目標,使得飛彈在側彈艙打開的一瞬間便截獲目標、發射,之後彈艙的艙門迅速關閉。

這一設計可謂是有利有弊,特別是在近距格鬥空戰時,我方戰機與敵機都在進行劇烈的機動,位置交換非常頻繁,事實上並不能保證近距格鬥空空飛彈一開艙就能截獲目標,而即便一開始截獲,一旦目標擺脫導引頭視場,也無法發射。這時,F-22A戰機要麼收回飛彈,要麼繼續開艙,直到再次鎖定目標。而殲20側彈艙設計就很巧妙地避開了這個問題,其旋轉掛架可以保證側彈艙艙門關閉後,依然讓近距格鬥空空飛彈保持在機身外側,持續對目標進行跟蹤鎖定,直到滿足發射條件。

當然,目前也有人提出殲-20的這種側彈艙設計其實早在50年前,美國共和公司就曾經在編號為D-24的大型截擊機方案中採用過。不過,筆者更相信殲-20側彈艙是我國航空工業技術人員完全自主研發和創造的成果。其艙門開合以及旋轉掛架上填補缺口的端板設計,要遠比美國人當年的設計巧妙得多。

F-22A可攜帶6枚中距空空飛彈。

殲-20配裝機載彈藥展望

從目前對於殲-20機腹主彈艙載彈量的爭論,也可以反映出外界對於該型戰機機載武器的關注度很高。從目前來看,霹靂-10近距格鬥空空飛彈和霹-15中遠距攔射空空飛彈是已經公開的兩款殲-20主用空空飛彈型號。而霹靂-15中遠距攔射空空飛彈雖然射程更遠,能夠與美國AIM-120C,甚至最新的AIM-120D比肩,但是彈體尺寸的差距確實很大。

其實,我國中遠距攔射空空飛彈的尺寸一向都要大於美國AIM-120系列,但是射程有時還不及後者。比如,我國空軍主力中遠距攔射空空飛彈霹靂-12A的彈徑為203毫米,彈體長3930毫米,最大射程70公裡,而美國AIM-120C-5的彈徑僅為180毫米,彈體長3700毫米,最大射程卻可以達到105公裡以上。因此,殲-20戰機現階段掛載霹靂15中遠距攔射空空飛彈,就是為了在減少2枚掛彈的前提下,獲得與美國F-22A戰機基本相當的遠程打擊能力。

當然,我國空空飛彈的發展一直在追趕歐美國家,並力圖通過後發優勢予以超越。在後續發展中,殲-20戰機將進一步配裝外形尺寸、毀傷威力以及射程與美國AIM-120D相當的霹靂-16中遠距攔射空空飛彈。這樣,從目前殲-20機腹主彈艙的空間容積來看,完全可以掛載6枚霹靂16中遠距攔射空空飛彈。

殲-20側彈艙設計非常有特點,比F-22A更優秀。

第四代戰鬥機載彈量的另一個意義

在空空飛彈,特別是中遠距攔射空空飛彈的發展上,美國也並沒有放鬆腳步。美國軍方以及軍工企業也在加緊研發新一代體積、重量更小,但是射程更遠的新一代中遠距攔射空空飛彈,同時進一步加大紅外熱成像制導空空飛彈的射程,以便通過機載彈藥的進步,大幅提升F-22A以及F-35戰機的空戰能力。

不過,我們不妨從另一個角度來看待第四代隱身戰機的載彈量問題。其實,正如地面作戰中的偵察兵和狙擊手對敵方重要目標定位,來實現最大程度的對敵殺傷一樣,具有良好隱身能力的第四代戰鬥機同樣可以作為引導者而非直接的攻擊者,來發揮其自身的巨大作戰潛力。事實上,美國空軍、海軍以及海軍陸戰隊都在做這方面的研究和探索,也就是說由第四代隱身戰鬥機進行目標識別和定位,由遠在後方的海基打擊平臺(發射「標準」-6艦空飛彈)或者空基打擊平臺(目前各種設計方案的所謂「武庫機」,掛載大量AIM-120D中遠距攔射空空飛彈)提供強大火力支援。這樣,即便作戰空域只有1架第四代隱身戰鬥機,也很有可能徹底瓦解敵方一次大機群的空中進攻作戰行動。當然,這其中所需要的高速網絡化一體指揮控制體系,並不是一朝一夕能夠建成的,追趕者可以認真跟蹤這些技術,若真的有利於增強奪取制空權的能力,應毫不猶豫向著這一目標前進。

(「講武談兵」是由現代兵器雜誌社資深編輯黃國志為澎湃防務開設的個人專欄,以客觀嚴謹的態度,輔以活潑精煉的語言,力圖「破除防務迷霧」,為讀者更好地認識我國與國外在裝備技術上的差距提供參考和借鑑。)

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