雜談 20240102,瘋狂的蜂群,LCA 和梟龍路線之爭,中美俄航空發動機爭霸
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很多年前,和一個在核工業的朋友聊過武器發展,總體覺得,武器越來越猛,未來是越來越不安全,后來2014年珠海遇到一個牛人,也談到無人機,他提到的假想百萬無人機轟平TD的夢想,誰都想不到,這一天來得這么快。
#蜂群
蜂群無人機現在是熱點,中美搞得最火熱,或許美國人在構思上會有天賦,但是性價比和批量,還是省省吧,中國這一窩蜂全民扎堆的習慣,誰都吃不消啊。
連蜂群都整隱身了,這還有沒有點禮義廉恥,偷襲有失天理良心,還好,我們打的不是人,而是妖魔。
一發導彈內置幾百無人機,這就太太太嚇人了,技術不行或者沒有合適防備的,分分鐘就悲劇了,戰爭的突然性和高傷亡快節奏越來越離譜,這就是新時代的大洗牌,誰都不能置身事外,科技發展使得大家都瘋狂卷起來,誰嫌累誰完蛋,這種格局和400年前開始的工業革命一樣,不加入就是死,要么被打死,要么活活氣死,這就是這個世界殘酷的一面,從來沒有改變,雖然另外一面變得更加文明,即使對千夫所指的禍害。
著名CG超級大V大包給99A坦克設計了天頂主動防御系統,加上炮塔的發射器,幾乎做到了無死角,但是這種套路也是聊勝于無,無人機在頭頂50米懸停投彈,這榴彈攔截器也是絲毫無能為力的。
#LCA和梟龍戰斗機路線
去年,印度人瘋狂吹捧了LCA,也有點道理,這也是全世界第一次同時推行多機改型的典范,空軍型,空軍教練型,海軍雙座型,還有無尾三角翼變鴨式改型,無人駕駛型,他們還把隱身改型AMCA加入,種類幾乎趕上了蘇-27的變體,確實是阿三想在航空技術上獲得勝利的寫照。
印度人對中國殲10的成就垂涎欲滴,MK1改型就是強行加鴨翼PK殲10,但是這種玩法,于事無補。
1983年到2023年,印度人完成了LCA戰斗機從啟動到83架飛機交付過程,同一時期,中國完成了殲10戰斗機,從啟動到交付600+,還順便完成了梟龍戰斗機和殲20戰斗機的研發和500-600架交付。
從對比來看,LCA和梟龍定位都是取代米格21,最終結果都比較輕巧,中國成飛梟龍的設計更偏向取代F-5,而不是米格-21,該機最大的特色是看中F-5機動性更好,掛載能力強,對空對地雙優,而且便宜,放棄了米格-21的高空高速能力,專注中低空空戰和對地對海攻擊。
上世紀70-80年代,東西方最牛逼的2款輕型戰斗機是美國的F-5,和蘇聯的米格-21,空戰來看,米格-21更好點,但是對地攻擊則是F-5全面領先,最大載重可以有4噸,米格-21就2噸。
造成這種差異,主要還是F-5戰斗機的發動機推力太小,飛機推重比太低,速度小,加速和爬升很差,解決辦法其實很簡單,換個推力大點的發動機,就好了,就這個角度而言,梟龍戰斗機可以算是一款推力加大的F-5,高度類似F-5原廠后續機F-20.
從氣動選型開始,阿三就被法國達索帶進了坑,在推力比較充沛的情況下,選用常規布局比較有優勢,比如F-15,他們假如在80年代引進F-20戰斗機生產,會比現在的LCA及早形成戰斗力,對周邊的威懾更大,但是沒有如果,按照法國人給的幻影2000縮小版本走,還是到了死胡同。
上世紀80年代,全世界飛機設計師都看到了F-16單發高推比的強悍,所以一窩蜂都跟進,巴基斯坦想把殲-7提高性能追趕F-16,來回折騰10多年,最終就是梟龍,而羅馬尼亞和蘇聯米高揚設計局都推出了類似梟龍的單發戰斗機設計。
就這個角度來看,印度人雖然左右逢源,東西方所有戰斗機都看個夠玩個夠,但是卻非常缺乏取舍的智慧,在關鍵的戰斗機氣動布局選擇上,沒有腦子,陷入了對法國人的無限崇拜中,盲目跟風走幻影2000的路子,最近些年或許清醒了些,最新的AMCA中型隱身戰斗機,走了F-35/FC-31的路子,不算。
這是俄羅斯人假象,單發米格29模擬F-16,還有修改氣動布局的設計,但是設計很粗糙,都是機腹進氣,米格局的設計,方案很粗糙,阻力很小,但是細節不是特別好,對我們啟發最大的還是羅馬尼亞70年代設計的IAR95方案,我們的設計師也去看過。
IAR95戰斗機是羅馬尼亞在70年代末期,參考美國F-5和F-16戰斗機自主研發的一款單發輕型戰斗機,要求采用一臺9噸推力的發動機,隨著時間的流逝,推力要求增加到12噸,但是這種量級的發動機,幾乎拿不到,最終不得不取消。
我們的梟龍借鑒羅馬尼亞的方案更多一些,但是保留了從格魯門公司A6攻擊機學來的傾斜進氣道5度提高大迎角性能的做法,后來繼續升級,直接抄了洛馬公司的DSI進氣道,就這個角度來看,我們的設計師哪個時候也是學習為主,嚴重缺乏設計經驗,自主研發的力量主要集中在鴨式腹部進氣的殲10戰斗機,對于巴基斯坦的超7,并不算是特別用力。
巴基斯坦最初的想法要F-86佩刀的后繼型號佩刀2,原來就是一款簡單殲7簡單增強版本殲7CP,不斷增加要求最后升級為超7,然后是FC-1/JF-17梟龍,原來殲7換設備,后來換機頭進氣道,然后換機翼提高機動性,最后連發動機也換了,全機最后和米格-21一毛線關系都沒有。
80年代初期折騰的超7,還是保留了殲7的渦噴13瘦長發動機,氣動布局采用了類似IAR95的套路,隨著時間的推移,中美翻臉,俄羅斯航空工業加入該項目,最終米格設計局和RD-93發動機的引入,很快使得超7項目很快獲得重大進展,最終就是FC-1戰斗機
經過梟龍戰斗機研發,中國設計師特別體會到減阻的重要性,尤其是飛機尺寸控制,達索公司飛機尺寸那么小,性能非常高,這不是簡單看看就學得到的。
但是梟龍戰斗機也有不少遺憾,最終設計師還是覺得機身設計肥了一些,阻力比較大,假如機頭和機身縮小3cm直徑,阻力會有相當程度的消減,高速能力會有很大的提高,但是這一切是不可逆轉的,一動就卡死,1999年中巴簽署研制合同,2005-2006年梟龍戰斗機開始交付,但是在這個節骨眼上,中國雷達技術開始第一波爆發,雷達尺寸重量大量減小,探測距離瘋漲,飛機還是設計早了一點,框架都定死了,退不回去。
雖然法國人給陣風的RBE2雷達拍了很多大圖,本質上,還是一款小雷達,直徑不如梟龍的。
陣風戰斗機的雷達口徑,還沒有梟龍戰斗機的大,梟龍使用了600mm的平板縫隙陣天線脈沖多普勒雷達,加上活動空間,雷達罩口徑將達到650mm左右,但是陣風戰斗機的RBE2雷達采用相控陣技術,雷達口徑只有535mm,比我們的小了整整一圈,這就是設計師沒辦法的事情,部件技術提高太快,在1999年根本預料不到,假如預料到的話,將雷達尺寸縮減到500mm,將是一個特別牛叉的雞雞,飛機和F-16相比幾乎沒有啥短板,但是沒有如果,人生就這樣,當年全方位無死角仰望美帝,確實到處都差很多,不是一點點。
#航空發動機
隨著時間的推移,中國也漸漸有了些辦法,最大的變數不在雷達,而在萬年難題:航空發動機,目前梟龍3的KLJ-7A有源相控陣雷達的能力已經超越法國836個TR的RBE2-AA有源相控陣改型,最大變數在貴州發動機公司新造的RD-93改型,可能叫渦扇19或者渦扇21,據稱推力增加20%,達到10噸,有這個發動機做底子,梟龍3或者梟龍4的爬升和加速將得到飛速改善,追上F-16沒啥問題。
就這個角度來說,中國航空發動機的井噴比機載雷達晚了20年,投資更多,見效更慢,這航空發動機的自身特點所決定的研發難度局限,全世界都如此,一臺雷達幾千萬上億美元可以搞定,但是航空發動機要幾十億美元,比例極度懸殊,不僅僅是投資的問題,因為缺乏經驗暴斃的比比皆是,在三代航空發動機上,幾乎大家都暴斃過,中國太行不說了,俄羅斯的AL-31F,美國的F-100,F-110,還有法國的M-88,印度的卡福利,所有這些發動機里面,都是暴斃重啟成功,除了印度的,最近印度人看不下去,又把僵尸拖出來暖熱,繼續上LCA繼續飛,不管推力小,不管振動大,牛逼了,我的老鐵。
PW的F100-100發動機暴斃,差點整死了F-15AB,美國空軍不得不從1975年忍耐到1985年等到F100-220,增重改進可靠性。
GE的F110看起來順風順水,還不是在前身YJ101坑爹坑夠了,最終小改才得到這個比較好的結局,這就是航空工業的特點,發動機項目研發難度居高不下,失敗風險難于避免,到了新世紀美國的F119,F-135基本走通了,沒有這種突然暴斃的情況,這還是上世紀70年代到2000年,30年的在三代發動機瘋狂的補救重新設計重新試驗得到的結果,沒有這個結果,F-119-F135不會突然輕松問世。
在這一點上,中國航空工業對航空發動機的投資和失敗,做的準備還是不夠,部件試驗偏少,測試科目也偏少,也導致性能和可靠性一直不如人意,領導對于航空發動機的巨大投資一直心理準備嚴重不足,批準的樣機數量一直少得可憐。
當然,研制廠家在經費不足的情況下,某些做法也比較無語,拿到幾十億的項目經費,不是瘋狂做測試,而是立即搞高大上無比的大樓,價格昂貴無比,按照正常來看,航空發動機的技術,就藏在實驗室,測試項目,各種數據才是核心,門面蓋得再好也是枉然。
航空發動機真的很難,這是大國的核心吃飯家伙,最近些年,中國的戰略需求擴大,不僅僅是傳統的軍用加力渦扇發動機,也面臨民用大涵道比大推力渦扇發動機,新型渦槳發動機,甚至活塞發動機,大馬力渦軸發動機全面開花的局面,這時候就發現各種問題,積累太少,故障無數瘋狂爆發,這種到處抓狂的階段,美國從上世紀50-80年代經歷的最早最多,也給世界留下來幾十款經典發動機。
中國殲10和殲20的成功,除了自己努力外,還有一個極其重要因素是:俄羅斯AL-31F發動機的成功引進,沒有這個重頭戲支援,殲10只能安裝悲劇的渦噴15(米格23發動機安裝的P29-300),重量大,油耗低,推力小,性能全面縮水,接近美國80年代給F-16換J79渦噴發動機給我們出口的的猴子版本F-16-79。
沒有俄羅斯的AL-31F發動機,中國的殲10和殲11以及殲20都會遭遇重大挫折,就這個角度來看,先進的噴氣發動機,就是國之重器,也算是一種非核的戰略武器,控制了它,就能左右很多東西,至少可以掐死很多不自量力的國家的自主研發先進戰斗機計劃,假如這些國家要發動機,那就必須拿出足夠的誠意,而且最多拿到發動機的現貨,在多多加錢可以給發動機的制造工藝,剩下的設計技術,那是給錢誰都不可能的,別做夢了。
冷戰后,中國航空工業最幸福的就是拿到了蘇聯最重要的2款航空發動機,AL-31F和RD-93,前者生產線引進遭到10多個專家阻礙,后者引進卻很順利,經過20年的努力,開始自主改進型號。
RD-93/RD-33在中國航空發動機界,口碑并不好,某些某家非常鄙視,從參數看,基本就是一款二代發動機,拒絕承認是一款三代航空發動機,主要原因是推比太小,但是該發動機的很多設計還是不錯的,可靠性也湊合,比AL-31F好多了,在巴基斯坦梟龍戰斗機上表現還可以,總體來看,就是推比差點,但是高空高速能力很強,這是特別增強的地方。
RD-93發動機目前支撐了沈飛的FC-31戰斗機,和利劍無人機,以及成飛外銷多國的梟龍戰斗機,對中國航空工業貢獻還是很大的。
蘇聯底子很雄厚,能搞出AL-31F和RD-93這種大殺器,但是冷戰結束后,俄羅斯就完犢子了,后續的型號遲遲出不來,30年時間一直沒啥拿得出手的型號,和美國F-119發動機對應的AL-51F現在還在苦熬,和中國晚了10 多年起步渦扇-15做難兄難弟,就發動機研制這個角度看,30年干不出來一款,俄羅斯算不上大國了,能力快速退縮到英法的水平,還繼續萎縮。
在民航發動機的上,俄羅斯開始了PD-14發動機為核心的發動機家族研制,PD-14發動機研制順利,推力大約14噸,PD-8也行,用于替換SSJ100客機上的俄羅斯法國合作的SAM-146發動機,和中國合作的CR-929飛機配套的PD-35發動機,不知道他們還繼續不繼續,投資很大,未來他們多個型號也用得上。
PD14發動機和中國的CJ-1000A發動機性能類似,都是支持全新的150座級別國產客機的,俄羅斯是MS-21,中國是C-919,進展的話,中國C-919更快點,現在交付3架,俄羅斯飛機試飛還沒有完成交付0,目前還在努力想辦法彌補西方全方位制裁造成了大量材料設備和發動機空缺,原定采用PW的齒輪發動機和國產發動機并重,現在美國發動機沒了就靠自己血拼。
在航空發動機技術上,中國和俄羅斯基本在同一水平線,而且趕超速度比他們更快一些,幾乎所有類型發動機都有自研項目,這是非常恐怖的,這僅僅是航空發動機一個項目。
在機載設備航電上,俄羅斯已經被中國遠遠甩開,更不用說雷達和機載導彈,在航空材料研發上,俄羅斯的優勢項目越來越少,最近些年,大量進口中國制造的超高強度碳纖維,用于本國的新飛機。
有個比較熟悉的朋友,對俄羅斯航空航天有點缺德的評價,他認為,俄羅斯僅存的優勢,現在僅僅在攝影和宣傳上,拉中國好幾條長安街,擴展一點,唱歌跳舞攝影繪畫數學,這是他們的傳統強項,中國難于短期內趕超,長期也很懸。
最近幾年,俄羅斯人終于承認這個現實,中國接替了冷戰時期蘇聯的位子,全方位領先,而且開始向美國發起沖擊,而且快速接近成功,將美國推下神壇也就是肉眼可見的未來。
在航空發動機領域,美國還是遙遙領先的巨無霸,PW和GE的產品性能還遠遠不是中國或者俄羅斯可以企望,戰斗機用的先進發動機方面,他們現在開發六代變循環發動機,基本成功,而中俄剛剛開始研發,差距還有一最少一代。
在民用大型發動機領域,美國開發成功推力61噸的GE9X發動機,中國目前開始折騰的CJ-2000A發動機推力只有35噸,差距太大不能比,但是從滿足近期C-929的需求來看,基本夠了,未來繼續再追,但是GE9X發動機也沒有多少市場,差點就差點。
就CJ-2000A推力不太行的事實,某些朋友對此進行了批判,該發動機的推力雖然并不特別大,但是趕上了國際潮流,民航發動機的推力,重量,油耗,壽命,可靠性,所有這些指標實現對誰都是超級的困難,能成功,就是實打實的超水平發揮。
對于中國航空發動機研發進度緩慢,有的朋友不以為然,他認為這是一個高度依賴經驗的行業,初期經驗不足,所以慢,未來會越來越快,這是一個逐步加速的過程,所以,在未來10-20年,未來可以看到更多的牛逼飛機和牛逼發動機。
未來作戰,國外朋友會不斷放棄美制俄制或者歐制武器,開始采用中制武器,乘坐的飛機也會換成中國造。
今天就這些,頭有點昏有點累。
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