在80-90年,歐洲“兩風”是一段精彩的故事,英法聯合研制的下一代戰斗機分手之后,成為英德意西“臺風”和法國“陣風”。“兩風”在商場上廝殺二十多年,早期“臺風”多有斬獲,近期“陣風”略占上風。
2018年,英法再次分手,英國推出BAe“暴風”(Tempest)戰斗機,以后發展為“全球戰斗機計劃”(GCAP);法德推出“下一代戰斗機”(NGF)計劃,西班牙后來加入。法德最終分手,德國退出,法國還沒有明確宣布是否單干。
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法國固執地堅持NGF完全的設計決策權、拒絕敏感技術的分享、包攬80%的工作份額,但要各方均攤投資,最終激起德國和西班牙的反彈,導致合作破裂。
法國這么做并非完全出于自私。缺乏絕對主導的技術合作常常在“委員會決策”的扯皮中舉步維艱,最終造成性能、投資、工期的脫軌。但法國急需合作方的投資。在“陣風”之后,法國一度發誓再也不單干了,實在是花不起這個錢。
現在看來還是得單干,否則法國就要冒戰斗機科技斷絕香火的風險。
在GCAP方面,意大利在2019年加入“暴風”,英意日在2022年正式簽約,聯合啟動GCAP,將BAe“暴風”與日本自三菱“心神”以來的隱身研究成果和對下一代戰斗機的要求融合起來。
德國在退出NFG后,一方面推出自己的NGF方案,采用現代戰斗機里很罕見的“倒海鷗”機翼;另一方面放風要加入GCAP。現在,加拿大也有意加入GCAP。如果算上此前印度也有意加入GCAP,GCAP的路真是越走越寬了。
加拿大正在戰斗機換型的關鍵時刻。在F-35A、F-18E/F和F-35A之間翻燒餅后,最后決定購買88架F-35A,在加拿大將稱為CF-35。第一批確定訂購16架,前4架已經付款,后續8架已經開始支付長期預訂件(Long lead items),最初幾架CF-35預訂在2026年交付,會部署在亞利桑那的盧克空軍基地用于飛行員訓練。
加拿大現有的CF-18在技術上對標F-18A/B,已經很老舊。幾次升級后,在航電和武器系統上相當于F-18C/D,但結構和發動機壽命方面老了就是老了。澳大利亞在接收24架F-18F和開始接收F-35A后,將所有AF-18(同樣對標F-18A/B)退役。2017-18年間,將退役AF-18中狀態較好的25架買來,作為備件使用,為CF-18吊命,直到CF-35接上來。
特朗普二進宮后,威脅要吞并加拿大,并把加拿大也列入關稅戰的靶子,在加拿大民眾里引起極大憤怒。繼續購買CF-35成為極大的政治不正確。卡尼政府將重新獲得一定的政治經濟自主列為主要政綱,不斷炒作起來的“F-35一鍵停飛”傳聞也使得繼續訂購CF-35成問題。
在技術上,CF-35是否加拿大的最好選擇一直是問題。F-35是單發的,隱身達標,但在設計時就是“70%戰轟、30%戰斗機”,而加拿大需要的是雙發、“70%戰斗機、30%戰轟”的隱身戰斗機,只是在當時并不存在這樣的選擇。10年前小特魯多否決哈珀購買F-35計劃的時候,F-18E/F還是選項,現在已經不是了。美國海軍已經為最后的F-18E/F下單,長期預訂件交付后,供應量斷供的多米諾骨牌已經開始倒下。
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此后,加拿大開始認真考慮雙軌選項,瑞典的薩博“鷹獅”成為補充CF-35的選項,“臺風”和“陣風”則是很遙遠的可能。
“鷹獅”具有良好的北方運作性能,作為輕型戰斗機,購置和運作都較低,政治上也“中立、可靠”。瑞典對在加拿大建立組裝線很熱心,也愿意與加拿大正在考慮的“愛立眼”預警機打包考慮。問題是“鷹獅”的航程和載彈量遠遠不能滿足加拿大的國土防空需求,每次出動都需要加油機支援是不可承受之重。徹底不考慮隱身的“鷹獅”也不能滿足加拿大的國土防空要求,能對加拿大造成空中威脅的只有空軍強國,“鷹獅”難當重任。
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一個想法是把“鷹獅”用于加拿大的北約義務,只用于歐洲方向的作戰。這倒是沒問題,“鷹獅”的航程、載彈在歐洲戰場夠用,也便于與盟軍形成混編運作。問題是加拿大根本沒有這樣的國力,可以支持兩支空軍,一支用于國土防空,另一只單獨用于歐洲戰場。對于任何國家來說,建軍的首要目的永遠是保衛自己的國家,然后才談得上支援盟軍作戰。
在這樣的情況下,GCAP成為有意思的選項。這是雙發重戰。項目方面號稱為六代機,實際上也就5.5代水平。五代機的核心特點是前向隱身, 這正是GCAP的基本設計所能達到的。六代機需要全向隱身。
英國和意大利并無重戰要求,但日本出于西太平洋作戰的要求,需要兩倍于F-35A的航程和載彈量。但日本并不要求超巡,使得GCAP在尺寸和重量上不至于離譜。這不光是技術和成本上的謹慎之舉,也由于是技術條件的限制。
超巡不僅需要發動機推力大,還需要發動機推重比在10-11以上,否則戰斗機整體推重比上不去,推力和重量水漲船高,沒法超巡。GCAP的發動機只能來自羅爾斯-羅伊斯,羅爾斯-羅伊斯只有先進中推(“臺風”上的EJ200)經驗,從未研制過先進大推,要在推力和推重比上同時跳上新的臺階,技術風險太大。
事實上,GCAP技術驗證機將用兩臺EJ200推進,就為GCAP的基本尺度和重量定了調。定型發動機的推力和推重比會更高,但是有限度的。比照“臺風”研制時,ACA技術驗證機使用兩臺RB199推動,推力和推重比都提高25%左右,很顯著,但依然不夠。EJ200的軍推為60kN,加力推力90kN,推重比9.2。提高25%后,推重比足夠,但軍推只有75kN,加力推力112.5kN,與F119相距甚遠。即使推力提高50%,也只有135kN,勉強達到AL-31的水平,遠遠不夠重戰超巡所需。
F-22需要F119那么大的推力,不是任性。超巡需要戰斗機在軍推下達到0.7以上的推重比。在技術條件一定時,結構重量、發動機重量、航電重量、燃油重量、武器重量是面和水的關系,不是能輕易增加一方面而減少另一方面的。要滿足基本的航程、載彈、航電重量還要超巡、高機動的話,最后均衡下來,F-22的空重、發動機推力差不多是“先天”決定的,做不到就別玩超巡。日本正是在幾輪核算之后,認定要航程和載彈量就沒法要超巡,才放棄超巡要求的。
換句話說,就戰斗力而言,GCAP相當于雙料F-35,不僅雙發,載彈和航程也差不多雙料。有意思的是,在GCAP圈子里,“雙料F-35”幾乎滿足所有人的需求,只有日本會覺得不滿足,畢竟殲-20都能超巡,六代機更絕望了,但這已經不是GCAP圈子能搞定的,連美國六代機就開始“保密就是保落后”時代了。
GCAP尤其適合加拿大:隱身,遠程,雙發,非美。加拿大航空工業從一開始就投資加入F-35的制造體系,參與制造平尾、機體框架、起落架部件等。不使投資打水漂也是在哈珀時代不經競標就選定F-35、小特魯多時代用F-18E替換但最終回到F-35的重要原因。這樣的工業基礎對GCAP也是有用的貢獻。
GCAP也成為德國事實上的唯一選擇。退出NGF后,德國的下一代戰斗機成了問題。德國已經訂購35架F-35A,用于替換老舊的“狂風”,還可能追加50架,使得總數達到85架。這是很大的數量,但也差不多是“狂風”的數量。
“狂風”在德國空軍主要用作戰轟和電子戰,還負有北約核共享任務,用F-35A替換很合適,盡管當年遭到法國的激烈抨擊。但和所有F-35A用戶一樣,德國空軍還需要至少120架空優戰斗機,“臺風”升級也只能是過渡。
德國航空工業界組團提出自己的NGF方案,難說這是不是認真的。“倒海鷗”機翼在二戰艦載戰斗機上使用,是為了降低翼下主起落架的支柱高度和重量,外段上反也有利于橫滾方向上的自然穩定。
現代戰斗機用飛控和氣動控制面(襟翼、副翼、平尾)來主動控制橫滾穩定,不需要機翼上反來達到自然穩定,也減少上反帶來的升力損失。機體下的外八字起落架比翼下起落架更堅固,也不需要“倒海鷗”來降低起落架支柱高度和重量。
有些戰斗機采用變扭轉角設計,內段迎角大于外段迎角,以改善升力分布和受力分布。外段較小的迎角還有利于推遲大迎角時的翼尖失速。從前面看過去,內段好像帶一點下反,外段倒是基本水平的,兩段式下反角有點像“倒海鷗”的樣子,但這不是“倒海鷗”。
但“倒海鷗”可以在垂直方向上形成平面-邊緣對齊,這是符合隱身設計原則的。另外,外段上反可能還提供額外的后半機體側向投影面積,有幫助淺V形尾翼的方向安定性的作用。
德國在“臺風”合作期間建立的研發產能不宜在空轉中耗散,德國退出與法國的合作本來就是不滿法國獨霸NGF的研發和制造。但德國NGF解決不了發動機、雷達等關鍵問題,很難獨立成事。NGAP也對德國是“過度性能”,德國空軍要不了那么大的航程和載彈量,但這是德國最現實的選項。和西班牙一起加入,使得“臺風大家庭”重新團圓了,有利于合作中的磨合。“優先購買歐洲制造”也符合“后特朗普時代”德國的“重建歐洲軍備”的原則。
印度也有加入GCAP的想法。
更多的空軍大國加入有利于GCAP計劃達成某種規模經濟,但對德國和加拿大來說,現在加入已經有點晚,對基本技術路線的影響有限,對爭取制造份額也處于不利。當然,英國、意大利有可能愿意和德國、西班牙按照“臺風”的模式分享制造份額,加拿大可能需要和日本分同一杯羹了。
一個大問題是:GCAP圈子可以擴大,但學渣抱團還是學渣,成不了學霸。在英國、德國、意大利、西班牙、日本、加拿大之間,英國的航空科技決定了GCAP的上限。英國缺乏重戰、隱身的設計經驗,羅爾斯-羅伊斯缺乏大推的經驗,但日本需要“雙料F-35”級的隱身重戰,英國則因為經濟困難而遲遲不能啟動GCAP的具體設計,這使得GCAP什么時候能開始投產成為大問題。
現計劃在2027年進行技術驗證機試飛,2035年開始量產和投入使用。比照“臺風”,BAe在1983年啟動EAP技術驗證機計劃,在1986年首飛。除了采用“狂風”的垂尾和發動機,在基本氣動設計上已經與成型的“臺風”十分相像了。“臺風”在1994年首飛,2003年服役。“冷戰后“歷史終結”的思維對影響“臺風”的研制和試飛已經太晚,但“臺風”服役用了那么長的時間確實受到影響。
現在還沒有冷戰結束前的緊迫性,但歐洲的經濟狀況要差得多,尤其是火車頭德國的氣缸漏氣嚴重。如果“暴風”技術驗證機在2027年首飛,8年后定型“暴風”首飛,那就是2035年,投入量產和使用在最樂觀的情況下也要2040年之后了。
“暴風”相對于“臺風”的技術跨度不比“狂風”到“臺風”小,威脅環境更為復雜。“臺風”可以打醬油,這只是歐洲對西方四代機的貢獻,成與不成,都有美國“十時代”(F-15、F-16、F-18)撐著西方的天空。在“后特朗普時代”,歐洲需要撐起自己的天空,日本則要直面中國的五代機甚至六代機,只能打醬油是不行的。
這就是說,“暴風”的研發過程可能更長,投產時間可能更晚。加拿大和德國作為GCAP的后來者,既錯過對設計有所影響的窗口,也在訂購和提貨上要排隊拿號。
這問題對加拿大尤其大,現有的CF-18要撐不住了。一個辦法是增購CF-35,比如說增加到50-60架。但如果已經達到這樣的數量時,合理的做法是清一色CF-35,簡化機隊保障和運作。機隊總數不到100還引入GCAP就不合理了,增加機隊的保障和運作成本。另一個辦法是租用一批“鷹獅”,與不超過20-30架的CF-35一起過渡,撐到加拿大GCAP開始交付。
從戰斗機隊構成和戰斗力來說,這可能是最優選項,但租賃不便宜,投入的租金也最終打水漂,還要同時投資GCAP,可能對加拿大財政是不可承受之重,只有在公眾決心“多花錢也要國防非美化”才可行。
但這條路要是走通,也意味著英國(為主的)戰斗機在二戰后首次回到北美大陸。戰后初年加拿大空軍曾短暫裝備過英國德哈維蘭“吸血鬼”戰斗轟炸機,但空戰主力是美國F-86,以后一直美系戰斗機。“暴風”如果到來,不僅意味著加拿大空軍裝備的非美化,也意味著加拿大在戰略思維上開始非美化,甚至可能也意味著日本在戰略思維上的非美化。這可能才是GCAP的最大意義。
本文轉載自公眾微信號:晨楓新苑
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