國戰會論壇》共軍垂直起降戰機 發動機推力不是問題!(譚傳毅)

國戰會論壇》共軍垂直起降戰機 發動機推力不是問題!(譚傳毅)

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解放軍海軍重新設計076級兩棲攻擊艦,可搭載類似美軍F-35B的垂直起降戰機,但發動機推力不足的問題必須解決。(圖/新浪網)

最近大陸自媒體報導,由「中國航空工業集團公司成都飛機設計研究所」公佈了「一種雙發串聯垂直起降飛機」新型專利。消息一出立即引起震動,這可是爲垂直起降戰機開了一個大腦洞。過去中國航空部門始終苦惱於發動機推力不足,無法制造像F-35的大推力發動機F-135,現在出現了串聯式雙發動機專利,瞬間引發不少遐想。

什麼是串聯式雙發動機?

串聯式雙發動機。(圖/大陸國家知識產權局)

過去垂直起降戰機都是單發動機,限制條件很多,例如發動機推力要夠大、垂直起降時耗油過多、載彈量不大、改平飛時垂直起降設備變成「死重」等等;但若用雙發動機,則會有左右發動機推力不平均的缺點。

而這款雙發串聯垂直起降戰機屬於飛機總體設計領域,是一種串聯式雙發動機,前發動機進氣口位於駕駛艙後面,尾部連接到一個分流通道,分流流道再一分爲二呈「褲腿」狀,形成左右兩個噴口。左右兩個噴口是向量噴口,分別置於左右機翼下方。

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後發動機進氣口設置於機腹,腹部進氣口直接連接機尾噴口。後發動機設置在機身後方,尾噴口在機身後部、位於兩個垂尾之間。在垂直起降時,後發動機向量噴口向下偏轉90度提供升力,一旦升到某個高度改成平飛,機尾噴口再轉回平飛位置。

與此同時,前發動機關停垂直起降噴口,轉向爲平飛提供額外推力,這樣就可克服單發動機推力不足、航程過短的缺陷。

串聯式雙發動機垂直起降戰機具體組成包括機身、背部進氣口、前發動機、分流流道、左噴口、右噴口、腹部進氣口、腹部進氣口、後發動機和機尾噴口,如下圖所示。

雙發串聯式發動機優缺點

串聯式雙發動機。(圖/大陸國家知識產權局)

串聯式雙發垂直起降飛機的前後發動機各有分工,平飛時均爲推進發動機,結構死重可以降到最低,並且涵道比(Bypass Ratio,指渦扇發動機外涵道與內涵道空氣流量的比值)等都可以兼顧,因此高速性能也會比較優秀。

同時,這個模式至少解決了當前中國航空業的一個老大難題:中國單發動機推力不足以支撐整架飛機重量。既然單個發動機推力不行,那就安排兩個發動機;而且以其前後置發動機來看,勢必需要一種較長的機身,好像殲-20的機身就不短。

重要的是,這種串聯式雙發僅僅是改變機身結構,對於發動機沒有特殊要求,因此不但可以安裝在未來魔改的殲-20、即將問世的殲-35、甚或大型無人機也並非不可能。

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但這種模式也會遭遇幾個問題:第一,前發動機高溫燃氣管路到尾噴口長度較長,會通過機體內部,而串聯雙發的高溫燃氣管道必須強化防熱、或者加大進氣涵道比以降低排氣溫度,但這又增大了飛行阻力。

第二,由於前發動機位於駕駛艙後方,導致進氣狀況不佳。在垂直起降時對發動機效能的影響不大,但在高速飛行時,機身背部開個進氣口就會增大阻力了。

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垂直起降/短距起飛戰機搭載於何種載臺?

垂直起降戰機應該搭載於哪個載臺?按照美軍的部署,美國級兩棲攻擊艦搭載了20架F-35B戰機,可供參考。然而,美國級兩棲攻擊艦犧牲了兩棲任務,變成了「小航母」,而不再是專業的兩棲攻擊艦。

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在這種情形之下,解放軍海軍另闢蹊徑,重新設計了一款基於075兩棲攻擊艦的中國版「小航母」:076級兩棲攻擊艦。雖然076級尚未出現,但已引起廣泛討論。

據聞,076和正規航母一樣,有一條斜甲板供戰機降落、電磁彈射器和電磁阻攔設備,21兆瓦(MW)級燃氣輪機、6MW級柴油機、中壓直流綜合電力系統、以及30噸舷內升降機等。從噸位來說,應該大於075、而且有可能接近甚至超越美國級。

有了這些設備,076可以搭載殲-35和垂直/短距起降戰機、預警機等,變成一艘標準的「小航母」,一方面可成爲正規航母的前進基地,另方面爲兩棲攻擊艦奪取制空權,形成雙兩棲攻擊艦/小航母編隊,專業的兩棲攻擊艦進行垂直登陸,小航母掩護兩棲攻擊艦。

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除此之外,076還可配合亞丁灣護航編隊(海上絲路航線),形成完整的打擊海盜兵力。所謂正規航母的前進基地,指的就是當護航編隊執行任務時,如果面對印度雙航母的挑釁,若076能力不足以因應。此時若有正規航母在遠處,即可支援亞丁灣護航編隊。

再回到075話題。兩棲攻擊艦的基本構想,是以直升機作爲垂直登陸的主要力量,但隨着先進武器不斷出現、現代作戰方式的發展,兩棲攻擊艦的功能受到了很大制約,例如直升機運載的登陸部隊缺乏足夠火力,武裝直升機的飛行速度、載彈量、航程相對有限,難以獨力承擔起垂直登陸的任務。

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這個問題並不是只有解放軍纔有,裝備兩棲攻擊艦的國家基本都會遭遇。因此,西方國家往往裝備AV-8B和F-35B作爲固定翼戰機,雖然不如常規艦載機,但卻遠勝武裝直升機,可以彌補了兩棲攻擊艦的不足。許多北約國家,以及日本,就把直升機母艦改裝爲小航母。

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如果串聯式雙發戰機真的研製成功,它就可配合殲-35上艦;殲-35的匿蹤性和先進的航電設備,不但可以滿足兩棲攻擊艦對地攻擊的需求,同時其優秀的作戰性能在面對西方主流戰鬥機時也毫不遜色。

除了「有人」戰機,076還可考慮讓大型無人機上艦,有人與無人戰機協同作戰,這種配置就合理多了。

(作者爲臺灣國際戰略學會研究員,法國博士,國戰會專稿,本文授權與洞傳媒國戰會論壇、中時新聞網言論頻道同步刊登)

※以上言論不代表旺中媒體集團立場※

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