打印

[转帖] 中四定位及鹘鹰弹舱如何设计实现多用途[17P]

0

中四定位及鹘鹰弹舱如何设计实现多用途[17P]

一、中四该如何定位

中四一直是论坛热闹话题,其中很重要一点是中四的体积和内部容积都有限,弹舱、燃油、内部设备等都需要内部空间,所以这个空间安排对于中四更为苛刻,而中四到底需要什么样的弹舱,也与中四应该是什么定位有很大关系。而如何定位,恐怕得从战争发展趋势和技术能力等方面着手。在这方面,最近看了看《空军学术思想史》,这本书本身内容比较多,涉及到国内外从一战到2000年左右各国空军发展以及作战思想发展的过程,有以下个人看法,隐身技术和信息化技术深刻的改变着作战模式,一些新的探索手段也影响作战,下面简单说说这几方面的东西。

1、制空权很少是绝对的,空军需要进攻、也需要防空
  由于飞机无法长久停留在空中这个特点,所以某个空域的制空权通常都是有时限的,即便是空中力量弱势的一方,利用飞机能够从多个机场集中到一个空域的办法获得局部制空权,这就使得整个作战都是攻防兼备的,尤其是空域范围广,作战规模大更是如此。所以我们自己得考虑好如何攻,也得考虑好如何防。

2、精确制导武器发展、空战武器发展以及战术飞机的发展也深深改变作战模式

   精确制导武器是从越南战争后期发展起来的,在海湾战争开始比较大规模使用,再到美国空袭南联盟和攻打伊拉克开始广泛使用,逐渐成为战场主角,这是因为再攻打具有一定工业基础的国家时,精确制导武器具有更高的性价比,攻击重要的目标耗费弹药少而作战效果好,这就使得战术飞机可以去攻击战略性目标而不一定要用轰炸机去干(以前通常由所谓战略轰炸,其实就是靠大量的弹药去打击敌人的作战潜力,譬如轰炸工业和电厂等),而精确制导武器的使用也可以让轰炸机可以去攻击战术目标,所以后来美国空军就改变以前的战略空军、战术空军合并称为空中作战司令部。
   另外中距空战也是从越南战争后期开始逐步实用,后来在利比亚和中东战争中逐步展现威力,这就好比士兵将手上的武器由弓箭改为步枪带来的变化:感知能力的重要程度在提升,机动性相对下降(倒不是不要机动性,而是那个更为重要),譬如马岛战争时海鹞是亚音速飞机,依靠更好的格斗弹在空战中获得很好的交换比。

3、信息化、隐形技术和新的探测手段也影响作战模式

   信息化的威力其实大家都多少知道,以色列空战能获得很大交换比很重要一点就是掌握战场态势,加上飞机代差,所以空战优势很明显是自然的。隐形技术发展是针对当前探测手段主要依靠雷达而来,的确由于技术上的代差获非常不错的不对称优势。当然针对隐形技术的扩散,也发展出一些其它探测手段来弥补雷达探测的弱点,譬如新的红外探测等手段的引入,也深刻改变着作战模式。


由于必须是有攻有防,而精确制导武器也可以让战术飞机攻击战略目标,而空战导弹的进步让感知能力比机动能力优先级更高,这就使得战术飞机越来越多用途化,包括以前的F-15、F-14这种空战飞机在后来也多用途化,而F-16和F-18更是从一开始就是多用途定位。对于优先考虑空战的F-22后来也改为F/A-22,然后再改为F-22A,开发了小直径炸弹,也能内挂500公斤精确制导炸弹,而F-35则从一开始就是联合攻击战斗机,更是多用途定位。

综合这些因素,中四还是多用途定位更为合适,这是因为单纯的空优定位效费比不高,而现在的机载设备的发展已经能够兼顾空优和对地,所以多用途定位更为合适。

二、多用途对弹舱的挑战和弹舱与弹药的互相适配性

四代机多用途自然希望是内置武器能够多用途。而内置武器多用途则会碰到空空武器和对地武器对弹舱的不同要求,然后要综合这些要求一起来考虑弹舱如何设计,的确是个不容易的事情:攻击弹直径大、长度长,需要更深的弹舱;空空武器翼展大但弹体直径小,相对可以用较薄的弹舱。另外由于内置弹舱的缘故,而且战斗机的装备量远大于轰炸机等的装备量,那么就需要考虑弹舱与弹药的互相适配性,个人认为应该在这方面进行总体的规划,建立一个弹药的标准化体系,来综合弹药与弹舱的关系,从而让弹药和战斗机更好的匹配。

   在弹药与弹舱的匹配关系上,其实老美走在前面是付出一定代价的:譬如F-22最早考虑的是大弹翼的AIM-120A装4枚和2枚AIM-9(早期版本也是大弹翼),而为了省空间在弹舱中布置了大量的管线和部分设备,而这些管线和设备本身占据着AIM-120A的弹翼以外的空间。后来AIM-120C这种小弹翼发展出来后,能够将中距弹数量提高到3枚,但是攻击弹药只能挂500公斤的弹药,1吨的弹是挂不了的,而其实从宽度上来说是可以的,在长度和深度方向上,则由于管线和部分设备让这些空间无法挂攻击弹药,而之所以能够挂500公斤炸弹,是因为弹舱中部的深度足够,如下图:

   

  

  

  

  F-22弹舱可以平行放下三枚导弹,而F-35将攻击弹换成两枚中距弹则如何发射中距弹仍然是个问题,原因是宽度不够,这说明F-22弹舱宽度对于装1吨弹是可以满足的,但是长度和深度有问题。

   

  

  

  而F-22的侧弹舱付出的代价更大,AIM-9X弹翼大大缩小,但并不能将节省的空间给别的设备去用,从AIM-9系列产品可以看出弹翼的变化,相应的AIM-9X对侧弹舱空间要求大大减小,但是F-22侧弹舱设计已经固定,即便装了AIM-9X,仍然有空间浪费难以派上用场,如下图:

   

  

  

  下图可以看出F-22侧弹舱占据的空间有多大。

   

  所以,F-22的侧弹舱可以说是浪费了空间,如果能够把这部分空间给主弹舱,让后增加主弹舱深度,那么F-22挂载1吨攻击弹并非完全不可能,当然在长度方向上的考虑是不是要稍微加长一些。  

到F-35上,由于三种机型需求统一到一个机体去实现,其结果就是弹舱设计也和局促,满足挂载大的攻击弹了,但是挂载空空弹却比较麻烦:现在内置弹舱的空间是可以挂载3枚中距弹,但是在弹舱宽度上,内侧弹舱门转轴上挂的中距弹是斜向下弹射导弹,在横向上占据空间较大,这使得挂载攻击弹的地方挂空空弹相当困难。 下图的PS图可以看出,F-35弹舱将攻击弹换装成2枚中距弹在宽度上的紧张情况。

   

  

  所以,我们中四也好,重四也好,在这方面要汲取经验教训,及早安排好弹药与弹舱的适配性,建立标准化体系,从而让内置武器发挥更大效用。

三、类似鹘鹰布局弹舱设计的建议

对于体积较小的飞机来说,要更好的规划才能让体积小巧的同时还能容纳足够的东西,这方面F-16算是一个很好的例子。F-16的设计师讲到,F-16的不可用的空间浪费只有几个立方英尺,而在F-15上则有几十立方英尺,所以借鉴前面设备和弹药的经验教训,后来的飞机是可以做到更节省一定空间的。

就中四要实现攻击弹药和空空武器挂载多用途来说,长度和深度要考虑攻击武器的要求,但是为了节省空间显然都是同样深度会占据空间较大,这个的确不可取。而在空空武器方面,格斗弹要不要内置也是个问题,因为如果带格斗弹,这有利于隐身,但是由于隐身机互相发现和锁定距离短的话,中距弹构不成发射条件时就已经进入格斗距离,那么这个时候又格斗弹就会占据优势;而如果将格斗弹外置,那么会增加雷达反射截面,对手就有可能在更远距离发现从而用中距弹进行攻击,那么也处于一个劣势,这样来看格斗弹还是能够内置比较好,另外格斗弹和红外探测系统配合可能更合适。所以如何将攻击弹、中距空空弹、近距格斗弹都能内置且占据最小的空间就是个挑战。   

从目前鹘鹰结构来看,发动机间距较大,而机身厚度却不够厚,那么想要内置较深的攻击弹,就要考虑如何与进气道相互协调。F-22的进气道是往中间靠拢的,如下图:



  F-22做这样设计的主要原因是要配置一个尺寸要求比较大的侧弹舱,那么进气道就应该向中部靠拢,而如果要增加弹舱深度,考虑到与进气道的相互干涉,那么能够增加深度的地方对于鹘鹰来讲,更合适的位置可能是弹舱中部,因为弹舱前部就是进气道,进气道靠近机身外侧,如果将增加深度的地方放到外侧,那么前部就会和进气道干涉,相对而言放到机身中部则这方面问题较少。     

在空空弹方面,个人希望是能够内置格斗弹,但如果只有一个主弹舱,那么虽然格斗弹以前个人设想过放在机身中部主弹舱中也可以实现,但是导弹视线还是受到影响,最好还是侧弹舱,但需要考虑怎样更节省空间。而要节省空间,侧弹舱和主弹舱之间就需要考虑相互协调。  主弹舱中间如果深度深,那么主弹舱外侧基本就是只能装中距空空弹,那么这个中距空空弹就考虑和侧弹舱一体化设计来节省空间。个人设想是在主弹舱和侧弹舱的容纳弹翼等位置的隔离隔板去掉,这样格斗弹的弹翼和主弹舱的中距弹形成交关系,从而能够节省空间占用,同时承力的主要框架还在,并不影响强度。示意图如下:



  如上图所示,进气道则不像F-22那样靠拢在一起,而是有一定距离,这样可以让中部深度较深,挂载攻击弹。另外不设置中部隔断,减少隔断占用宽度以及在装弹时与隔断之间的安全间隙,从而提高空间利用。

在侧弹舱内部结构设计上,采用类似起落架的伸缩挂架,而不是J-20的旋转挂架,由于挂架本身收拢后占据的空间较小,所以侧弹舱的空间比较节省,示意图如下:



  三、小结  
现在空军的攻防定位以及的技术发展趋势使得多用途飞机大行其道,所以中四最好是多用途定位,而这个多用途在弹舱设计上,则需要考虑好如何优化和安排弹舱结构。通过减少隔断、利用更紧凑的挂架设计,可以比较少占用空间,从而让较小的体积也能容纳更多的弹药,而这样的设计思路并非不可行,因为有F-22和F-35的前车之鉴,另外在F-16战斗机的空间浪费较小说明节省空间的设计是可以实现的。这里希望通过更为紧凑的设计来让中四能够实现多用途话。

需要指出的是,这里只是给个初步的思路,上面的示意图并不是严格按照比例来画的,真正按照比例画并且考虑到结构强度要求来做的话,上面的想法就可能未必可行。这里提出只是供参考,也算是在珠海航展前给鹘鹰加把火,升升温!

[ 本帖最后由 n2460402 于 2014-10-26 17:20 编辑 ]
本帖最近评分记录
  • 脱裤子放屁 金币 +17 感谢分享,论坛有您更精彩! 2014-10-26 22:47

TOP

0
J31就别指望内挂载了。。即使有也不适用——F35B同理。。
F22目标是空优,制空用的,也许可以对地打击。但是只要是个正常人,绝对不会放着别的机型不用(比如F15对地攻击版)而去搞对地打击。这东西的多用途,更多的是显示其“可以有”而已。。
隐身战斗机最重要的是隐身,不是载弹量。而作战使用中最常见的用法大概是作为攻击集群的护卫前出,消灭防空雷达,或者依据现代空战理论,打乱对方防空机群阵型以占有先手优势。
所以弹药配置要么中远程空空导弹+自卫格斗弹,或者自卫格斗弹+反辐射导弹。。。反辐射导弹一般比较重,所以大概一架也就1~2枚。
假如全对地攻击挂载,F35跟F22都需要外挂——外挂对机身隐形的破坏,大家都懂的。。而失去了隐身性能,F35F22面对3代半又有多大的优势?完全是拿瓷器碰瓦罐。
至于J31,31的机长摆在那里,而国内的导弹水平。。不是我想打击大家,目前看来也就90年代先进水平罢了。。而且还是仿制。个人估计31最多2中2近就打发了。。而且这2中还需要专门设计。。毕竟31的身长。。所以什么31上舰什么的。。。除非海军NC。。总共没几架飞机,还分攻击/防空。。绝对NC不是么?
同理,F35上航母也很艰难,除非海军陆战队的两栖舰。毕竟F35一个目标就是替换AV8B的。至于F35B垂直起降带来的重量反而无足重轻——毕竟隐身不能发挥全载重的。而上航母,如果舰载机不能发挥全载重,则攻击手段大减,加上F35就一个发动机。。看来未来F18还要支撑很久。
本帖最近评分记录

TOP

0
估计歼31服役的时候隐身机可能没作用了,大家的雷达都可以探测到对方了,,,

TOP

0
增加深度的关键是进气道剖面到底能否修改

TOP

当前时区 GMT+8, 现在时间是 2025-3-20 16:07