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【原创】龙目,冷观海天:论鸭式舰载固定翼预警机

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发表于 2012-9-29 20:32 | 显示全部楼层 |阅读模式











        作  者:灵云ら苍月版权归本人所有,未经许可不得转载,否则后果自负。









        最近一段时间,中国航母再次成为世人关注的焦点。在中国众多国防工程中,可以说再没有比航母更能牵动国内广大军迷网友神经的了。而在这其中,尤其以目前正在大连改装的“瓦良格”号航母备受关注。2012年9月25日,正式命名为“辽宁”号航空母舰正式加入中国海军作战序列。“辽宁”号航空母舰的服役,终于圆了中国百年航母梦。关于他服役后究竟能有多大效能,可以发挥多大作用,开始在军迷网友中引起热议。这其中,一个重要热点就是“辽宁”号航空母舰的早期空中预警—指挥问题。受先天条件制约,“辽宁”号航空母舰无法使用传统固定翼舰载预警机的。这势必严重影响其综合作战效能的发挥。那么,作为中国海军第一艘航母,“辽宁”号航空母舰这一痼疾究竟能不能改变呢?灵云认为能——突破传统思维,换向思考。在飞机而不是战舰上寻求突破,这就是鸭式布局的预警机。在此,灵云欲以自己所知和网友们就此进行一下分析。因为灵云能力有限,所写的肯定有不足之处。还请网友们多多指教。  



        作为中国历史上第一艘航母,承载着无数人几代夙愿的“辽宁”号航空母舰的服役,标志着中国从此正式进入航母时代。中国海军向远洋化迈出了至关重要的第一步。理论上,“辽宁”号航空母舰满载排水量超过6万吨,属于典型的现代化大型航母,可以搭载数十架歼-15重型舰载战斗机和各型直升机。加上众多护航舰船和中国海军其他兵力,整个编队将拥有强大的海—空立体化作战能力。但灵云认为,这种其实际作战效能非常值得商榷。



        这是“辽宁”号航空母舰自身特性决定的。众所周知,现代化海战是海—空立体化战争,其中制空权的争夺和保持将直接关系到整个战争的胜败。而随着技术的发展,信息战已经成为现代空战最重要的因素。这其中,尤其以预警机最为关键。历次局部战争如目前正在进行的利比亚战争都证明,预警机是整个空中力量的绝对中枢。发挥着其他机种绝对不可能取代的、最关键的核心作用。现代化战争中,空中早期预警-指挥控制能力至关重要。尤其是对海—空作战更是如此。现代化海战中,战机和反舰导弹造成的空中威胁,已经成为水面舰艇的头号杀手。传统水面舰艇的雷达受诸多条件限制,对低空—超低空尤其目标,尤其是“压浪高度”高速掠海飞行的反舰导弹,其探测距离往往不超过100公里甚至更短。而且对战区海域和空域无法做到大范围长时间覆盖,因此会造成很多漏洞。这必然会对己方舰艇构成致命威胁。其中阿根廷“超军旗”攻击机和“飞鱼”反舰导弹这一组合,对英国“谢菲尔德”号导弹驱逐舰的狙杀,成为了最经典的范例。这就直接需求舰载预警机。



        舰载固定翼预警机诞生于二战的烽火中,美国的AD-4W“空袭者”,是世界上第一种真正实用化并大批量服役的舰载固定翼预警机。他相当于一部空中远程雷达站和指挥所,极大的延伸和增强了航母编队的探测和指挥控制能力。二战后历次海-空战争都证明,舰载预警机尤其是舰载大型固定翼预警机,对于远洋海军具有无与伦比的极大意义!尤其是英、阿马岛战争中,英国特混舰队正是由于丧失了固定翼舰载预警机的支援,严重缺乏空中早期雷达预警能力,造成其远征舰队的防空预警网不仅距离短而且千疮百孔。频繁遭到阿根廷战机利用其漏洞从超低空的突袭,导致蒙受了巨大损失险些战败。



        与英军相比,在美国和法国海军强大的一体化远洋作战体系中,E-2“鹰眼”系列舰载固定翼预警机发挥着核心作用。E-2可以在离航母400公里远的空域持续执勤4小时以上,机载雷达可以在600公里内探测敌方飞机、导弹或舰艇,同时指挥、协调己方舰载机或其他兵力作战。正是由于E-2的巨大功效,美军远洋海军尤其是航母,才能充分发挥其最大潜力。尤其是E-2强大的远程早期预警侦察能力,对保护航母和编队内其他舰艇免受敌方反舰导弹和飞机攻击极为重要。可以说,E-2“鹰眼”系列舰载固定翼预警机是整个美国海军航母的灵魂所在。而灵云之所以说法国海军的舰载航空兵实力仅次于美军,也正是由于他的“戴高乐”号中型核动力航母,以及之前的中型常规动力航母可以搭载和使用E-2“鹰眼”。法国早期的的舰载机如“超军旗”,在性能上都不如俄国的苏-33,他的中型航母吨位也不如俄国。但是,正是由于他的中型航母能使用E-2,因此其综合作战能力远强于俄国的大型航母。当更先进的“阵风”舰载机服役后,法国海军舰载航空兵的综合作战能力已经远远超过了俄国、英国和印度,成为仅次于美国的世界第2强。



        美国研制生产的E-2“鹰眼”系列,是目前世界上唯一一种大规模实用化的舰载固定翼预警机。法国海军使用的也是直接从美国进口的。可以说,目前美国人已经垄断了舰载固定翼预警机技术。能否搭载并使用舰载固定翼预警机,直接关系到航母甚至整个远洋海军的战斗力。航母使用固定翼预警机的条件是非常苛刻的,尤其是对航母的起降条件要求非常高。航母起飞甲板的距离很短,舰载固定翼预警机体积大、重量重,俄国和英国航母采用的滑跃起飞方式是无法满足起飞需求的。目前,只有一种起飞方式何以适应他,这就是弹射起飞,目前最成熟的就上蒸汽弹射器技术。同时,使用蒸汽弹射器的航母还有一大优势,就是其舰载机可以满油、全挂载起飞,航程、作战半径和载弹量等性能都不会受到影响。可以将舰载机的性能充分发挥出来。



        做为与俄国“库兹涅佐夫”号同一种族的俄系航母,中国“辽宁”号航空母舰长302米,舰宽70.5米,吃水10.5米,满载排水量67000吨,是现今世界上仅次于美制“尼米兹”级的大型航母。动力系统为4台蒸汽轮机,航速31节,续航力7000海里,最多可载60架各类飞机。“辽宁”号航空母舰虽然属于典型的大型航母,但却又是典型的“另类”。首先是作为大型航母,却采用了舰艏滑越式起飞方式。这是由于前苏联在蒸汽弹射器制造技术上无法满足需要,而采取的一种折中方式。滑越起飞虽然满足了重型舰载机的起降要求,却也导致战机不能全挂满油起飞。尤其是不能使用更大、更重的舰载固定翼预警机。



        作为未来中国第一代远洋海军的核心,“辽宁”号航空母舰必须拥有一定的空中预警指挥能力。但目前,没有任何权威资料可以证实现阶段的“辽宁”号安装了蒸汽弹射器。因此基本可以断定,他服役后将只采用滑跃起飞方式。而正是由于采用滑跃起飞方式,导致无法搭载舰载固定翼预警机。因此,目前唯一合适的解决方式就是采用预警直升机。根据可以证实的公开资料,“辽宁”号服役后能采用的预警直升机有两种。一种是从俄国进口的卡-31,另一种则是国产改进型直-8预警直升机。其中,直-8预警直升机是在国产直-8中型直升机基础上改进而来的。灵云认为,从外形推断,其母体很可能是直-8系列目前已经服役的最新改进型直-8F。主要是换装了新型大功率低油耗发动机、新型航电系统和复合材料桨叶。该型机在雷达的布置方式等方面,都与法国陆军的“地平线”预警直升机惊人相似。直-8预警直升机取消了原机身后的蚌式大型舱门和机头的黑色雷达罩,在尾部安装了一部可收方的雷达支架,以及一部可伸缩的条形相控阵雷达。不工作时,雷达收起在机身后部。工作时,放下雷达并沿纵向展开后做圆周扫描,天线长度达3.5米,宽度近500毫米,整个展开过程不超过20秒。天线可以进行圆周360度全方位扫描。通过对天线尺寸等方面对比,灵云估计其对空中低空、超低空小型目标探测距离不会小于200公里。同时由于增加了一个如此巨大的可旋转天线,必然会破坏原有飞行稳定性。所以,该机的控制操作系统,以及导航系统等肯定会进行相应的大幅度改进。


  
        直-8预警直升机目前正处于试飞阶段,该机一旦研制成功,必然会服役于中国海军航母或前期他大、中型水面舰艇上,同时极有可能会装备中国陆军航空兵,作为陆军自己的战术预警手段。该机出现后,很多人认定中国将停止从俄国引进同类产品。但就在今年7月权威消息证实,中国已经向俄罗斯正式订购了9架卡-31预警直升机。这说明该机极有可能会被部署在服役后的“瓦良格”号上。灵云认为,中国海军之所以在已有直-8改的情况下依然订购卡-31,最大原因极有可能是由于直-8预警直升机目前依然在研制阶段,很可能由于种种原因导致研制周期过长。因为毕竟中国此前从没有该型机的研制经验。而“辽宁”号的服役已经等不到该机服役。因此,引进成熟可靠的卡-31不失为一种有效的解决方法。



        卡-31预警直升机是著名的俄罗斯卡莫夫设计局研制的一款中型舰载预警直升机,一大特色,是在机腹安装有一部可收放的E801MOko相控阵空中和海上监视雷达。该雷达平时折叠收在机腹,战时则放下,可以360度旋转,探测110-115公里范围内的空中小目标和水面目标。除预警任务外,卡-31还可以执行反走私、空中交通管制甚至是战场运输等任务。卡-31在俄国海军主要装备在其唯一一艘航母“库兹涅佐夫”号,成为该舰上唯一一种空中预警手段。卡-31预警直升机性能虽然不如固定翼预警机,但作为一种非常成熟的装备,在引进后,毕竟可以在一定程度上填补中国第一艘航母空中预警力量的真空。而且可以迅速服役,以解决直-8预警直升机迟迟不能交付的难题。同时,引进计划的顺利进行也说明,俄国在舰载预警直升机项目上,对中国的封锁和防范要远比更尖端、敏感的苏-33舰载战斗机小得多。



       由于没有弹射器,直接导致中国“辽宁”号航母只能采用舰载预警直升机作为空中预警力量的主力。现在已经可以基本断定,“辽宁”号航母服役后将采用歼-15重型舰载战斗机加卡-31(今后将替换为国产直-8)预警直升机的组合。当然,还将包括其他一些辅助机型如反潜/运输直升机等。灵云认为,这个组合将严重制约航母战斗力的发挥。同时,也就基本可以通过这个组合大致推断出“辽宁”号服役后将具备的战斗能力,以及将发挥的作用了。



       当卡-31和直-8预警直升机开始在中国“辽宁”号服役后,由于其雷达性能无法作到大范围覆盖,而且续航时间少、作战半径短、升限低和雷达探测距离短,以及缺乏对中、高空远程目标的探测能力。将主要用于探测近程低空超低空和水面目标。那么中、远程中、高空目标的探测该由谁负责呢?灵云认为只能交给水面舰艇的雷达来负责。具体说,就是交给“辽宁”号上的国产重型四面阵固定式有源相控阵雷达。该型雷达改进自国产052C“兰州”级大型导弹驱逐舰上的产品,但体积和功率将更大。因此估计其最大探测距离不会小于500千米。由于缺少大型固定翼舰载预警机,“辽宁”号和护航防空驱逐舰上的这种重型有源相控阵雷达将担负起整个舰艇编队对中、高空目标的的中、远程早期预警探测重任。而卡-31和直-8预警直升机的任务,就是作为一种短程战术性“点状”早期雷达探测手段,作为这些大型舰基雷达一种补充。以航母或其他大、中型水面舰艇为依托,在中国航母编队200公里半径内,用来探测200公里范围内低空、超低空水面或空中目标,以填补海基雷达的不足。



       但远洋舰队又必须得到空中预警支援。没有固定翼预警机,“辽宁”号上的歼-15重型舰载机只能执行编队的自卫防空,无法进行远程攻击作战。所以,“辽宁”号编队必须依赖岸基固定翼预警机如空警-200H的支援。因此灵云认为,中国第一支航母特混舰队,他的最大作战半径将严重受制于岸基航空兵尤其是预警机。这种情况,只有装备弹射器、能够使用大型舰载固定翼预警机的国产航母服役并形成有效战斗力后,才会得到根本性改变。由此灵云可以大致推断,中国“辽宁”号服役后,其作战效能将是:依托预警直升机和舰载重型对空雷达,拥有充分、强大的自卫能力,足以确保己方500-600公里范围内的空中和海上、水下安全,并可以在这一范围内执行有限的对地/海攻击作战。因此,中国第一支航母编队,将属于一支最典型的远海/洋自卫型、防御型作战力量。说穿了,就是自保有余,攻敌不足。从严格意义上讲,由于自身基本不具备至关重要的远程空中预警指挥控制能力,严重缺乏远程进攻能力。因此除非可以得到外界其他力量如预警机或卫星的强大支援,否则他所具备的远海/洋进攻性作战能力将是有限的。“瓦良格”号这种覆盖500-600公里范围的自卫型海—空一体化作战能力,可以有效应对南沙群岛这一范围内,越南或马来西亚这样的3流国家的远海作战任务。而且在这一区域内,还可以得到中国空军陆基重型战略预警机等力量的支援。由此可以基本有效掌控整个南沙海域。但是,将很难适应印度洋这样远离中国本土的远洋作战环境,和印度这样强大对手的高强度作战。



       前段时间,网上暴光了中国自行研制的第一种国产舰载固定翼预警机JZY-01。根据公开照片基本可以断定,这是在运-7基础上研制的一种改进型。JZY-01的出现,标志着中国成为继美国、苏联之后,世界上第三个能独立研制舰载固定翼预警机的国家。运-7采用大展弦比的平直上单翼、低水平尾翼加4具垂直安定面气动布局。机身是普  
通半硬壳式结构,采用两台新型大功率的涡桨发动机。在背部有一具大型圆盘状雷达天线罩。灵云认为。考虑到其较小的体积和载荷能力等,他的机载雷达很可能采用了有源电扫描相控阵天线加传统机械旋转扫描相结合的方式。即所谓的“机相扫”。其载荷和航程等,基本与美国E-2相当。结合国内日新月异的航空电子技术如相控阵雷达技术,JZY-01的综合作战能力将能接近甚至达到美国海军最新兴E-2D“超级鹰眼”的水平。一旦服役,势必将从根本上极大的提升中国海军整个作战能力。但是,JZY-01的母体是运-7。运-7的机长达23.7米,空重达到14.9吨。已经超过了美军E-2。因此,他必须使用弹射器才能完成升空。这对“辽宁”号来说是不可想象的。



       可以说,“辽宁”号航母滑越起飞的天生痼疾,导致他无法使用“鹰眼”或JZY-01这样的常规方式的舰载固定翼预警机。作为一艘刚刚开始服役的崭新战舰,“辽宁”号航母今后还有漫长的服役期。而且他本身就承担着科研实验任务。而作为一艘满载排水量达6.7万吨的大型航母,没有固定翼预警机对他来说无疑是巨大的浪费和缺憾。那么,在没有弹射器的情况下,滑翘方式是否真的,就绝对无法起飞舰载固定翼预警机呢?答案当然是否定的。



       首先,滑跃起飞模式固然对固定预警机上舰极为不利,但这并不是绝对的。众所周知,大型固定翼预警机这样的大家伙在短甲板上起飞,需要的就是强大的动力或升力。弹射器就是在瞬间,向预警机提供外来的巨大的爆发推力。因此理论上,当满足某些条件后,滑跃起飞模式下一样可以升空大型固定翼预警机。这其中首推大动力。也就是说,当航母无法提供外界助推力的前提下,假如大型舰载固定翼预警机自身能拥有异常生猛大的力量,一样可以完成升空。而这就需要拥有强大的发动机做动力源!



       这点在前苏联已经得到证明。作为“辽宁”号航母的原始设计者,前苏联在研制“库兹涅佐夫”级航母时,本来是有配套舰载固定翼预警机方案的,这就是著名的雅克-44舰载大型固定翼预警机。他是与美军E-2“鹰眼”同一级别的装备。而雅克-44最初的上舰试验居然是在更落后的“基辅”级航母上进行的!这足以说明,俄国人当时确实是有解决滑跃起飞航母使用固定翼预警机能力的。而俄国人的方法很简单和直接——雅克-44拥有两台D-27共轴式样桨扇发动机。而一台D-27的功率居然达到骇人的13000马力,两台就是26000马力!一台D-27的功率就超过美军E-2“鹰眼”两台发动机的总和。几乎到了恐怖的程度。正是依靠这两台强大到近乎变态的发动机,最大起飞重量达40吨、比E-2“鹰眼”还要笨重的雅克-44,能够不依靠弹射器就直接从“库兹涅佐夫”级航母的滑翘式甲板上升空。



       中国的JZY-01舰载大型固定翼预警机与雅克-44,无意属于同一档次的飞机。因此,如果JZY-01能拥有雅克-44类似的强大动力,理论上他是可以从16号航母上升空的。但与完全从新研制的雅克-44相比,改进自运-7的JZY-01明显更大、更重。因此他需要的动力也更大。现在的两台涡桨发动机显然不够用,必须换更强大的发动机。涡桨发动机难以满足需要。涡扇发动机尽管理论上可以,而且涡扇发动机的油耗相当惊人。桨扇发动机是涡扇发动机的近一步发展,特点是功率更大但油耗更低。但问题是这两方面恰恰是中国的技术短板。而俄罗斯是不可能将D-27尤其是其技术提供给中国的。因此,除非“开膛破肚”的改动舰体加装弹射器,否则JZY-01想从“辽宁”号航母上升空并服役是不可能的。



        大型固定翼预警机这样的大家伙在短甲板上起飞,需要的就是强大的动力或升力。既然动力系统无法解决,那就只能另辟蹊径——在提高飞机的升力。靠提高升力来缩短起飞滑跑距离。这样可以在很大程度上弥补动力的不足。这就需要在飞机的气动外型上做文章。而灵云认为,综合考虑各种因素和国内技术后,最可行、最实际的就是——鸭式布局。



        大多数飞机的水平尾翼和垂直尾翼都在机翼后面的飞机尾部。这被称之为“常规布局”。但随着技术的发展人们发现,将水平尾翼移到主翼之前的机头两侧,不仅可以通过较小的翼面来达到同样的操纵效能,而且,前小翼和机翼可以同时产生升力。而传统的水平尾翼则产生负升力。由于该布局看起来像一只鸭子,因此被命名为“鸭式布局”。而前端的小机翼就被称为“鸭翼”。与传统布局相比,鸭式布局的飞机鸭翼和主翼上都会产生强大的涡流,两股涡流之间的相互耦合和增强,将产生比常规布局更强大的升力。尤其在在大迎角状态可有效保证抑制过度抬头的可控性。而一系列作用的结果,就是由于获得了巨大的升力,导致采用无尾鸭式布局的飞行器起飞、着陆所需的滑跑距离都非常短,有极其优越的短距离起降性能。



        这点在采用鸭式布局的战斗机,如瑞欧洲“台风”、法国“阵风”、瑞典“鹰狮”,中国的歼-10、歼-20上表现得异常突出。瑞典的JAS-39“鹰狮”可以在短距离内在公路上起降;中国歼-20作为典型的重型战斗机,在首飞视频中,起飞滑跑距离不超过300米而且过程非常轻松。而歼-10在飞行表演中,曾经在极短的距离内,以近乎垂直的角度拔地而起。这都证明鸭式布局独有的强大的升力特性。



        灵云认为,实际证明,鸭式布局可以极为有效的提升飞行器的升力系数缩短其起飞滑跑距离,最适合应用甲板短的航母如“辽宁”号航母上。因为这样可以在不需要弹射器等外力作用的前提下,不对航母做大的改动。依靠飞行器自身的动力和升力特性,结合舰艏的滑翘甲板,就可以是使笨重的舰载大型固定翼运输/预警机升空。而着落则可以使用现有的拦阻锁。



        那么,这种以前只用在战斗机上的鸭式布局,适合更大更重的运输/预警机吗?答案是肯定的。中国是世界上最早开展鸭式布局飞行器研制的国家之一,其时间甚至比瑞典还早,有丰富的技术积累和经验。60年代,中国就开始在鸭式布局飞行器的研制。因为其独特的升力特性,当时这种布局被中国人形象的称为“抬”式布局。其中的一个结果,就是后来著名的歼-9战斗机。另一项结果,就是1969年开始研制的“701”抬式运输机方案“延安”号。该方案是最典型的无尾鸭式布局运输机。这是一种跟运-7同一级别的中型运输机。1970年5月,按实物1/10比例严格制造的“701”的无线电遥控模型实验成功。实验中,“701”抬式运输机的模型在滑泡不久,就以大仰角,以近乎垂直的姿态轰然拔地而起。按数据比例核算表明。就是由于鸭式布局等技术,导致这个运载量和吨位与运-7同一级别的大家伙,在全载重情况下,其起飞滑跑距离居然只有200米。这对于如此吨位的中型运输机来说完全是不可思议的!



        “701”抬式运输机方案“延安”号后来由于航空工业调整下马。尽管其没能成型,却证明了鸭式布局运输机在技术上的可行性,以及其短距离起降能力上极大的先天优势。而近年来的一系列鸭式布局军机的涌现,证明了中国在鸭式布局飞行器技术上的强大能力。结合近年来国内取得的一系列技术突破。灵云认为研制一种载荷、尺寸和吨位与与运-7和美国的E-2同一级别的鸭式布局舰载固定翼预警机,在技术上是极为可行的。



        具体说。就是依靠国内现有技术,研制一架在尺寸、吨位和载荷以及内部空间上,运-7和美国的E-2同一级别的列鸭式布局舰载固定翼预警机。考虑到对载体载荷能力、内部空间和成员工作环境的要求。以及舰载环境对尺寸的需求。灵云认为,可采用体积、尺寸与湾流G650公务机类似的载体。机体长度22米间;机高6米;机舱
机舱内面积50平方米。机头下为前起落架,机尾下部署着舰拦阻钩。



        对于最重要的外部布局。首要目的就是增加飞机的升力系数。考虑到机身交长,同时要布置雷达天线。因此灵云认为,最合适的是升力体边条翼鸭式布局。主翼和翼鸭应当采用远距藕荷。主翼采用中等后掠角、中等展弦比上单翼三角翼,翼展为22-25米。翼梢上反成折角,这和A-10机翼翼梢下垂有异曲同工之妙,可以有效提高航程。采用机翼折叠技术后将近一步缩小尺寸。机翼采用前、后缘可动襟翼。主翼两侧延伸出下反的大边条,一直延伸到前方。在机头后采用一对上反的全动翼鸭翼。而机头雷达罩则设计成带棱边。机头棱边本身就可是很好的涡生器,能拉出很强的涡流。结合鸭翼和大边条翼等。通过机头涡、前边条涡、鸭翼涡、边条涡、主翼涡等诸多涡流的耦合,将可以产生巨大的升力特性,整个飞机就是一个强大的升力体。而且三角翼可以有效增加机翼面积提高高载油量。通过ARJ-21支线飞机、歼-20、歼灭-11BS等国产新型机上复合材料的大量使用,证明中国在复合材料技术上已经完全成熟。完全可以在确保舰载机必须的机体强度、抗腐蚀性的前提下,通过大量使用复合材料来减轻重量。



        对于飞机来说,发动机性能尤其是功率至关重要。灵云认为,综合考虑国内技术能力、技术可行性和难度、推力、油耗等因素后,最合适鸭式布局舰载固定翼预警机无疑就是涡扇发动机。由于国内在大涵道涡扇发动机技术上尚待突破,而进口国外产品又存在风险。综合考虑国内可以提供的机型以及推力需求后灵云认为,最合适的就是涡扇-13“天山”中等推力涡轮风扇发动机。涡扇-13是俄制RD-93的国产改进版。为JF-17“枭龙”轻型战斗机的配套动力。与RD-93相比,风扇减少了1级,高压压气机减少1级。机长为4.14米,直径1.02米,全重1.135吨。采用综合数字式全权限控制系统,推重比7.8,最大加力推力达8.813吨,最大不加力推力达到5.675吨,巡航推力耗油率为每小时0.65公斤。加力耗油率每小时2.02公斤。总寿命为2200小时。与RD-93相比,“天山”推力更大且油耗明显降低。



        如果从推力看,涡扇-13显然不如大推力的涡扇-10。但是两者对比涡扇-13尺寸更小、重量更轻。尽管其推力不如美国湾流G550上的 BR710 C4-11,但已经是国内能够提供的比较合适的机型。两台发动机将产生最大加力17.626吨、最大不加力11.35吨的巨大推力,已经足够满足需要。而目前基本可以确定,涡扇-13的下一步改进型,其最大推力将可以达到10吨以上。因此非常适合作为鸭式布局舰载固定翼预警机的动力源。两台发动机采用翼上一体短舱布局方式,布置在两个机翼上面中部靠后的位置。短舱与机翼的过度要尽可能平滑。采用楔型进气口以降低造成的阻力,发动机可缩、放尾喷口则伸出机翼后缘外。两个主起落架就布置在发动机短舱中。在两个发动机短舱上方机,各伸出一个后掠式垂直安定面,可以起到双垂尾的作用;而两个垂直安定面上方用一个带活动舵的整体横置安定面连接。构成双发双尾撑结构。而这个双尾撑又是一个新的升力面。



        对于预警机来说,最重要的无意就是机载预警雷达。预警雷达性能的优劣,将直接影响预警机的综合性能,甚至直接影响航母乃至整个舰队的综合作战能力。中国已经跨过传统,相继研制出采用数字式有源电扫描相控阵雷达的,空警-2000和空警-200这两型具有世界先进水平的预警机。这表明了中国在预警机雷达技术上已经没有障碍。灵云认为,预警机一大难题就是雷达天线的布置。庞大的雷达天线和天线罩,对飞机的气动布局和飞行性能历来都是严峻挑战。如果设计不当,将直接影响预警机的气动布局和飞行性能。严重影响飞行性能甚至造成机毁人亡的严重事故。



        目前,普遍采用的是机背背负圆盘或“平衡木”模式。其中背负圆盘是应用最广的,也是扫描覆盖范围最大的。但更是对飞行器气动布局影响最大的。“平衡木”是其次。如果采用圆盘或“平衡木”模式,势必会严重破坏鸭式布局舰载固定翼预警机的气动布局尤其是升力特性。灵云认为,避免这一情况最合适的相控阵雷达天线布置方式就是——雷达天线与载机机体共形技术。



        典型的代表就是以色列的“费尔康”和“海雕”预警机。与传统方法相比,雷达天线与载机机体共形技术对载机机体气动布局影响最小,对载机飞行性能的影响也最小。同时也是非常适合相控阵雷达天线布置的一种方式,已经成为未来预警机发展方向。由于鸭式布局舰载固定翼预警机的改装对保持其气动布局有严格要求,而雷达天线与载机机体共形技术又是对载机性能特别是气动布局性能影响最小的一种布置方式。



        那么,既然要使用雷达天线与载机机体共形技术,就要为雷达天线找一个合适的布置位置,最现实的就是将主探测阵列布置在机体两侧。可以在机体两侧布置两具大型长方形相控阵雷达探测阵列。由于采用了上单翼布局,就将机身两侧翼下巨大的空间全腾出来。天线长度不用再受机翼的影响,可以从机头后一直延伸到机翼后缘。因此,有条件部署尺寸和功率更大的天线。灵云认为,两侧的主探测阵列长度可以达到12米长,宽2米。这方面国内已经成熟,例如空警-200的“平衡木”雷达就是证明。



        主雷达由于布置在两侧,因此对前、后方向的探测视角必然受影响。两侧的探测视场分别是135度,对前、后向都存在雷达盲区。这对预警机来说无意是致命的。解决的方法,是在机头、机尾分别部署两块相控阵雷达探测阵列。这方面国内技术已经成熟。目前,国内在战斗机用的数字式中型有源相控阵雷达上已经取得突破性进展,产品已经装备在歼-20第四代重型隐身战斗机上。探测距离可以达到数百公里,可以同时探测并跟踪多批次空中、地面和海上目标。有探测距离远、探测精度高、功能全面、可靠性高、抗干扰能力强等优点。还具有一定的电子战功能。完全可以在改进后安装在舰载固定翼预警机的机头和机尾。



        灵云认为。在综合考虑探测精度、天线尺寸、探测距离、抗干扰能力和探测隐身目标等因素后。机身两侧的两块主相控阵雷达探测阵列应采用L波段。L波段具有探测距离远等优点。而机头、机尾的雷达则采用S波段。其中,机头由于空间较大可以部署口径较大的天线,可以根据机头菱形雷达罩采用菱形或多边形天线阵列。而机尾则采用尺寸较小的天线,形状采用配合尾锥雷达罩的半球型天线阵列。机头雷达视场为40度,机尾雷达视场为50度。配合机体两侧的矩形大型主雷达,共同构成360度全向扫描的全空域覆盖。



        对于重要的航电和综合指挥控制、显示系统以及战机的操纵系统,国内同类产品证明其技术早已经成熟,完全可以满足需要。战机的操纵系统可以采用国产自主眼法的三轴四余度数字式电传操纵系统。该系统具有世界先进水平,先后在歼-10、歼-11B和歼-20等国产机型上使用,技术先进性能成熟可靠,完全可以满足需要。而中国在航电和综合指挥控制、显示系统技术上,已经达到或超过俄罗斯同类产品的水平,与欧洲大体相当。空警-2000等机型就拥有现代全自动航电和综合指挥控制,以及众多大型彩色液晶显示器。其技术完全可以在改进后移植到鸭式舰载固定翼预警机上。可以将雷达、敌我识别、电子压制、通信联络、无线电情报搜集等信息整合在一起,通过探测-控制-信号处理-系统任务住电脑最后综合分析、处理的工作程序,最后将处理后的信息显示在多具大型彩色液晶显示器上。操作人员据此,通过高速高保密数据链系统或卫星通讯系统来沟通、协调己方空中、陆上、海面和水下兵力。



        由于内部空间宽敞。因此可以将舱室分长三部分。前舱为设备舱。用于安装设备系统如预警雷达机柜及其冷却和供、配电等相关系统;中舱为工作舱,安装综合指挥、操纵和控制台等装置;后舱则为成员的起居舱,为成员在工作之余提供一个良好的休息环境。此外,还可以在机上其他部位适当安装其他设备。如两个垂尾顶端就可以设计两个矩形短舱。一个可以安装卫星通讯天线,另一个安装自卫电子战天线。机头和机背上则可以安装情报系统天线等。此外,还安装红外干扰弹发射器。用来执行对抗对方近程红外空—空导弹的自卫。此外,宽大的机翼下还可以设立若干外挂点。可以视任务不同,分别挂载副油箱、战机间的“伙伴”加油吊舱、电子战/情报搜集吊舱和数据链吊舱等。如果需要,还可以挂载远程反舰导弹或远程对陆攻击反辐射导弹或巡航导弹,执行一定的空—面打击任务。甚至于,可以用组合式挂架挂载主动雷达制导的霹雳-12远程空对空导弹来对空自卫!



         按常例,对于接近20吨重的大型舰载机,两台涡扇-13的推力都不能满足其依靠自身动力从航母上滑越升空。但无尾鸭式布局特有的、强大的升力特性和断距离起降性能,所赋予鸭式舰载固定翼预警机异常强大的升力特性,已经可以完美的弥补发动机推力不足造成的缺陷。当然,滑越升空是不能满油起飞的。加之涡扇发动机的油耗,因此鸭式舰载固定翼预警机升空后的航程、作战半径和飞行时间要受到很大影响。但这可以通过与其他舰载机“伙伴”空中加油来弥补。如此,鸭式舰载固定翼预警机可在在6000至7000米高度,在距离母舰200-300公里远的空域持续活动3-5小时执行巡逻任务。其雷达最大探测距离为300公里,可同时跟踪200批次以上目标,执行空中探测预警—指挥任务。



         而且灵云认为,这个鸭式舰载固定翼预警机的意义,绝非提供单纯一架预警机这样简单。他只是一个初始型号,代表的是我们可以拥有一种空间宽敞、载荷量大、性能可靠的大型固定翼载机“底盘”。完全可以依此,发展出一个系列化大型舰载固定翼机族——拆除预警雷达,在机头安装对海搜索雷、在机尾安装磁异探测器探头、在机腹安装声纳浮标投放巢和伸缩式红外/光电探球。在翼下挂架上携带空射反潜鱼雷、远程反潜导弹、深水炸弹或反舰导弹后,他就是一架优良的高速喷气式大型舰载固定翼反潜机。可以在距离航母数百公里远的空域,执行长时间攻势反潜作战;拆除作战装备,按货运人员运输标准改装后,就是大型舰载固定翼运输机。这对海军人员、货物远程投送有巨大意义;拆除作战装备,在翼下携带空中加油用的软管吊舱,安装机内油箱和空中加油相关设备后,就是大型舰载固定翼空中加油机......而且这种鸭式预警机不仅可以做舰载用。还可以作为一款陆基预警机。由于其出色的短距离起降能力以及优异的雷达性能,非常适合那些国土面积狭小的小国。将在国际军火时常有强大的竞争力。



         通过前面的分析灵云认为,中国是世界上极少数研制过鸭式布局布局运输机的国家。而且是现在对鸭式布局飞行器技术掌握、使用最全面、深入的国家。歼-20无疑是现阶段鸭式布局飞行器的顶级颠峰作品。历史和现实经验,如“701”抬式运输机方案“延安”号和歼-20都证明,这种鸭式布局舰载固定翼预警机绝非异想天开。而是在技术上是完全可行的。而且现在国内技术就完全可以实现的。



        “辽宁”号航空母舰的服役,对中国来说无疑具有划时代的伟大意义。他标志着中国海军正式拥有远洋舰载歼击航空兵,开始向远洋深蓝海军迈进。对中国海军乃至整个中国国防思想都将产生极其深远的影响。目前的“辽宁”号航空母舰无法使用固定翼预警机,无疑是一大致命缺陷。如果国内能解决配套的大功率发动机如桨扇发动机,让常规布局的JZY-01拥有类似雅克-44那样的强猛动力,他将可以从“辽宁”号航空母舰上滑跃升空。而在此之前。在无法解决弹射器、以及大功率发动机的前提下,鸭式布局舰载固定翼预警机将是解决“辽宁”号航空母舰拥有固定翼预警机的一大捷径。这不光对“辽宁”号航空母舰有益,而且将直接惠及将来的国产航母。满载6.7万吨的“辽宁”号,可以携带2-4架鸭式舰载固定翼预警机。一旦拥有鸭式舰载固定翼预警机,“辽宁”号航空母舰的战斗力将发生质的飞跃,其大吨位等优势将得到全面、充分的发挥。成为足以让任何对手胆寒的、实力仅次于美国重型核动力航母的大洋霸主!!!!〔作 者:灵云ら苍月 )  




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专业,好思路  发表于 2012-10-6 23:30
发表于 2012-9-29 20:44 | 显示全部楼层
第一次学习到还有延安号
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发表于 2012-9-29 21:21 | 显示全部楼层
强帖留名。不过,依然认为,五年左右,战斗力成型,全面的。
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发表于 2012-9-29 21:31 | 显示全部楼层
这个主意真是不错
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发表于 2012-9-29 21:58 | 显示全部楼层
好像不靠谱

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  发表于 2012-10-2 00:13
同感  发表于 2012-9-30 00:04
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发表于 2012-9-29 23:55 | 显示全部楼层
灵云版建议用涡扇发动机看得我一头雾水,为什么不用涡桨?

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看帖不认真,灵云版在帖子里已经说了“……这两方面恰恰是中国的技术短板。而俄罗斯是不可能将D-27尤其是其技术提供给中国的”………… 至于你同不同意灵云版的这个说法就另说了  发表于 2012-10-14 15:20
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发表于 2012-9-30 06:52 | 显示全部楼层
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发表于 2012-9-30 10:56 | 显示全部楼层
还是加紧时间把电弹搞定用在国产核母上,辽宁号主要任务是先行者!
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发表于 2012-9-30 13:07 | 显示全部楼层
本帖最后由 悍然锦帆贼 于 2012-9-30 13:42 编辑

主意不错,可以开阔思路。

另外比如,水上飞机改装的预警机如何? 舰载预警飞艇如何?

中途岛海战时,双方舰队就是靠水上飞机提供搜索侦察的,貌似搜索半径还挺大。假如如今这东西能随同舰队水上起降。。。

至于飞艇么,可以超长时滞空,可以垂直升空,而且用惰性气体的话,抗损能力也较强。

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实践证明,水上飞机改装的预警机,舰载预警飞艇这些主意根本不靠谱。  发表于 2012-10-8 01:13
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发表于 2012-9-30 13:23 | 显示全部楼层
名字能全用中文不?
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发表于 2012-10-5 19:24 | 显示全部楼层
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发表于 2012-10-10 16:53 | 显示全部楼层
很好的思考和建议
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发表于 2012-10-17 01:09 | 显示全部楼层
个人觉得挺专业
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发表于 2012-10-17 17:12 | 显示全部楼层
滑跃的同时用电加一把力不行么?再加上鸭翼,这样技术难度不用很高,多种手段并用……中庸才是王道啊!
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