【FCAS六代機】法德跨代追趕美國，下一代戰機能否儘快服役？

法德西三國曾經聯合研製了一款FCAS戰機 企圖在六代機領域追趕美國 但是大兵追根溯源之後發現呢 這款戰機竟然脫胎於美國的YF-23 那麼這款戰機有什麼亮點 它能不能被稱之爲六代機 彆着急 咱們接着往下看 FCAS全稱未來空戰系統 是法國 德國和西班牙三國 聯合以六代機戰機爲核心的空中作戰系統 其中計劃包含了FCAS SCAF戰機和配套作戰的無人機群等項目 預計將接替法國空軍的陣風戰機 德國聯邦國防軍的颱風戰機以及西班牙空軍的FA-18 參與企業主要包括法國達索航空 賽峯 泰雷斯 歐洲空客 MBDA 西班牙英德拉系統 德國MTU航空發動機等公司 其中達索航空是FCAS戰機的總承包商 賽峯爲這款戰機提供發動機 空客則主要負責無人聊機和雲端作戰系統的開發 整個項目在2019年正式進入驗證階段 計劃2025年左右是非驗證機 2035-2040開始服役 由於FCAS計劃最主要的就是達索的六代機 所以今天咱們就着重聊一聊這個FCAS戰機 根據2019年巴黎航展上達索展示的全尺寸模型 我們可以看出這是一架雙發 淺微 雙垂尾戰機 機身設計儘量扁平 機頭也要更大更長 機身內部設有兩個大型彈倉 用於容納各式空空 空地 空艦武器 因此它的體型相比陣風 颱風要大一些 機身長度達到18米 一展14米 從總體上來看呢 歐洲的這款六代機 設計強調了高隱身 超音速巡航能力和較強的亞音速機動性 與達索2018年公佈的無尾NGF的概念模型相比 在氣動設計上低調也務實了許多 不再追求極致的隱身性能 以大幅度降低研製難度和成本 這點呢 也體現了歐洲人的務實 也就是在每一個新方案中的僅採用一些較爲成熟的新技術 從而穩步發展 這裏大兵插一句啊 2018年達索公佈的NGF屬於早期概念方案 而他們在2019年公佈的FCAS全尺寸模型則是比較實際的方案 前面咱們提到啊 從外觀看FCAS有較強的亞音速機動性 但是根據大兵的分析 這個應該不是達索的設計重點 因爲他採用了和F22相同的DSI進氣道 由此我們可以看出 達索並沒有墜入F35的誤區 走的是美軍ATF戰機相似的傳統路子 雖然達索的FCAS 針對進氣道和氣動佈局以及垂尾設計 借鑑參考了美國戰機 但這個機型呢 在氣動方面還是有明顯進步的 例如它的DSI進氣道 鼓包更大 前機身下側斜臂更傾斜 形成寬大尖銳的前機身側棱 使機身前部的邊條翼發揮更大的作用 有利於通過渦流升力獲得大引腳機動性 也提高了側向的引伸性能 同時 歐洲能用上DSI進氣道也證明他們趕上了世界水平了 不過大側棱呢 對於機體表面的渦流控制是一個很大的挑戰 雖然提高了整體的設計難度 但是這與現有的F22 F35相比 僅僅是量變 並不是質變 另外呢 FCAS的進氣道內部與F22一樣有負面層隔道 這對於強調高度引伸的戰機來說呢 是不能接受的 因爲這樣的設計不僅會讓進氣道重量無法降到最小 飛行阻力也會高一些 同時最重要的是 負面層隔道本身就是一個半封閉的深槍型結構 這種結構呢 會讓雷達波在空槍內形成比較強的反射效應 導致正面的引伸性能有所下降 比如說F22正面最強的信號反射來源就是在進氣道和機身之間的負面層隔道上 接着我們來說一說FCAS的淺微型雙垂尾 這種雙垂尾兼顧了平尾和垂尾的作用 與常規的四翼面尾翼相比 重量會輕不少 引伸和減阻效果也更好 但是對於飛控系統的挑戰呢就比較大了 因爲如果微型垂尾單純用作戰機的俯仰控制還好說 但是戰機的航向控制必須與負翼配合 抵消橫滾側向 但是大幅度轉彎時呢還需要順向橫滾配合 負翼的動作量還要加倍 這怎麼解決呢 第一個方法就是將微型垂尾倒過來 例如美軍的MQ-1捕食者無人機 就是這樣的垂尾 顯然這種方法在戰鬥機是無法用的 另一個辦法是反其道而行之 把微型尾作爲垂直安定面使用 比如B2一樣 用外翼段上下對稱的擾流片組 形成左右兩側的插動阻力 從而控制航向 然而以上兩種方法呢 機動飛行時阻力都會明顯增加 飛控系統的設定也比較複雜 對系統的可靠性要求很高 再加上這種問題會隨着微型的角度增加而增加 例如F18的微型雙垂尾就是考慮到邊條渦流走向 所以角度接近垂直比較好解決 而F22則是出於對隱身的考慮 雖然加大了角度 但是依然相對直立 兩者都必須保留常規的平尾 減少飛控系統的複雜性 至於咱們上面提到的YF23實際上呢 也是主流戰機設計中 首先採用淺微型雙垂尾的角度大約45度 這就是爲什麼當時YF23會落選的原因之一 畢竟萬一飛着飛着就出了問題了 那麻煩可就大了 而從航展上的FCAS外觀來看 它的垂尾角度更大 不超過30度 這點呢則體現出了達索公司對自家戰機氣動佈局和飛控的信心 從這方面來看 FCAS在近30年後重新拾起這一佈局 或許當年過於超前的技術 現如今呢 已經被達索克服了 但是與DSI進氣道一樣 依然是量變而不是質變 這裏大兵不由的感慨啊 美國在戰機領域真的是一直走在各國前面 最後則是機翼了 FCAS採用的機翼實際上是項目子計劃中的神經元無人聊機 它結合了三角翼和W型機翼的後緣 被稱爲蘭姆達機翼 目前呢有好幾種六代機的概念圖都有它的存在 這種機翼的優勢是在於整合了多種翼型的優勢 將劣勢通過設計儘可能的堅固或者折中 從而實現良好隱身和高效舵面控制 有朋友可能不太理解 這裏大兵以FCA舉個例子 它的翼梢既不是三角翼的尖角 也不是後略翼的平直結梢 而是突出的鋸齒 比較特別 這樣做呢 既有隱身作用 也可能具有類似圓翼肩的作用 減少翼肩擾流 降低翼肩阻力 如果這種設計保留到生產型 那麼將會是FCAS獨有的特徵 當然 這樣的選擇呢 對於超音速性能要求有關 因爲選擇了疊型機翼 且翼展比較大 那麼在機翼弦長限制下就只能減小機翼後略角 而機翼後略角減小則會影響超音速性能 之所以YF23能成功 是因爲通用電器的YF120 普惠的F119渦扇引擎太強了 歐洲可沒有這麼強勁的引擎 那麼說到引擎FCAS的發動機實際上是另一個紫項 在2019年巴黎航展上 法國和德國在簽訂的FCAS研發協議之後呢 另外單獨簽訂了發動機研發協議 由法國賽峯和德國的MTU聯合研製 但是卻沒有公佈包括推力級 推重比 尺寸和一般技術特點 曾有傳聞稱FCAS有超巡的要求 目前還不太確定 這個要求是否屬於硬性指標 但是可以確定的是 淺微型雙垂尾是有利於減小飛行阻力的 而且有利於超巡 所以這個猜測還是有一定根據的 比照FCAS的機內武器艙 可以確定它的重量至少不低於F35 因此需要超巡的話 那麼引擎的推力將最少不低於125千牛 推重比可能需要達到10-11 考慮到法國的陣風戰機使用的M88系列引擎 最高只能達到9.4的推重比 那麼因此FCAS不太可能採用M88系列 其次在技術上 考慮到法的兩國均沒有已知的在研的變循環發動機計劃或者樣機 最大可能採用的是英 德 意 西四國聯合研製的EG200系列渦扇中推引擎 例如兩臺EG270推力可以達到120千牛 順便提一句 目前先進大推的標杆水平是200千牛 先進中推的加力推力是120千牛 明顯歐洲的這款先進中推的推力 已經達到了之前典型三代大推的推力水平 看到這裏的朋友或許會有一個疑問 這個FCAS頂多算是打索用現有的航空技術 在五代機基礎上深度優化了一下 這怎麼能算得上是六代機呢 首先 在任務系統方面呢 法德沒有過多的說明 而考慮到常規的主動電掃雷達 內載電子站 被動探測系統 大屏顯示 全向光電系統 數據鏈等方面 法德西三國基本上和美國處在同一技術水平 只是在先進程度上有差距 目前法德正在研發新一代的智能化小型化的機載武器 涵蓋天空地面和海洋 估計會成爲FCAS的標配 但是這些都不是隻有六代戰機獨有的 FA-18EF BLOCK-3 F-15X SU-35等四代半戰機在不同程度上也具備這些能力 至於中程遼機和雲端作戰那也是一樣 所以綜合來看呢 法德聯合研製的FCAS說是六代機實在是有點勉強 當然這也屬於無奈之舉 眼看其他國家紛紛試飛了五代機 法德兩國唯有跳躍式推出六代機才能維持自己軍事工業強國的地位 總的來說呢 這款戰機的氣動佈局相當簡潔高效 能兼具超巡和隱身 以及彈倉佈置同時在細節方面的也是精雕細琢 例如dsi進氣道 兼顧了進氣效率和減重 淺微型雙垂尾兼顧了平尾和垂尾的作用 流行的蘭姆達機翼則繼承了三角翼的超音速性能 並且相關技術已經經過充分驗證 合理借鑑了美國的先進成果 平衡了技術風險和創新之間的關係 非常優秀的隱身性能幾乎是yf23的延續 比f35出色許多 減阻方面甚至做的比yf23更加出色 稱得上是f22 f35的結合體 更關鍵的是這是一款中型機 目前呢 關於這款戰機的最新消息是去年12月23號 意大利空軍參謀長盧卡哥雷蒂上將表示 意 英 瑞典三國牽頭的暴風六代有可能和法德西的FCAS項目合併 那麼六國共同研發歐洲下一代戰機會不會提前服役呢 從現有經驗看呢 兩個歐洲下一代戰機計劃合併在技術上起到了作用並不大 因爲相對於尖端技術 如何調和不同國家之間的利益纔是決定這項項目成敗的關鍵因素 所以FCAS與暴風一旦合併 前景很難說有多好 而從理想角度來說呢 整個歐洲當然希望各國通過fca項目的合作複製當初空客在客機市場上的出色表現再創輝煌 但是商用化民用運輸機和軍用戰機實際上是兩個不同的領域 對於全球各國來說 商業化民用運輸機此類飛行器的使用需求都相當的簡單一致 以客貨運輸任務爲主 因此 客機的設計和製造可以達到高度的標準化 同質化 這直接導致目前全球多型主流型號客機都採用高度一致的下單椅 腋下懸掛式佈局 而面對不同行絲的具體需求 客機呢也更容易發展出多個不同的系列和改型 在市場需求的牽引下呢 客機設計和製造的爭議自然就少了很多 也很容易解決 反觀軍用飛機 尤其是戰鬥機則完全不同 舉例來說 僅是否需要常規着艦功能 這一需求上的差異就主導飛機採用了截然不同的設計 而除了需求所導致的設計差異 戰鬥機要承載的機載系統功能也遠比民用運輸機更爲複雜 涉及大量非常敏感的前沿軍事技術 綜合來說呢 需求差異性大 總體設計差異性大 差異必須集中在更少的型號上解決 涉及更多的高度敏感技術 這種種因素決定了歐洲多國合作研發戰鬥機一定會比合作研發客機要困難得多 此前在FCA項目中呢 項目進度被非技術因素組織的情況已經出現了 由於法德兩國在研發分工和知識產權管理方面的矛盾一直無法得到解決 法國方面甚至通過打鎖高層公開表態 如果項目的推進依然繼續受阻 他們已經準備好了B計劃 所以如果說FCA項目真的與暴風合併 那麼類似的歷史問題很有可能會再次出現 例如法國的陣風就是歐洲聯合研發戰鬥機項目中的分家單幹的產物 此外呢 當年英國之所以推出暴風戰機計劃 直接原因就是英國堅持要脫歐 導致歐洲各國在航空等領域的合作項目破產 其中呢 法國受到的影響最爲嚴重 當然 這還不是最重要的 目前暴風與FCAS已經形成了很大差異 因此兩個項目該如何整合纔是重中之重 而解決這個問題勢必要經過痛苦且漫長的扯皮談判 那麼歐洲各國爲什麼還要硬着頭皮來合作呢 近幾十年來 歐洲在航空航天上的多國合作項目無一不在經歷着坎坷 比如陣風和颱風 伽利略導航系統 A400M運輸機等項目過程都極不順利 但在現實的逼迫下 歐洲人呢是不得不硬着頭皮繼續嘗試彼此合作 聯手在泥沼中走出來 這是因爲在冷戰結束後 整個歐洲的防禦壓力急劇下降 主要國家的本土安全都不存在實質性威脅 這一點決定了各國的國防軍事開支在GDP中僅佔一小部分 因此任何一個歐洲國家都沒有實力 可以單獨承擔戰機這種裝備的巨大成本 另一方面呢 整個歐洲的科研人員在陣風和颱風等最後一批冷戰末期型號的研發工作中 鍛煉出來的航空人才骨幹年紀比較大了 如果沒有新的高標準項目上馬 那麼歐洲戰機的研製能力很快就面臨人員梯隊斷代的威脅 這對於整個歐洲的航空產業是一個巨大打擊 同時未來恢復這一能力的代價也非常高昂而且緩慢 因此 即便沒有現實迫切的戰爭威脅 僅僅是爲了保持航空領域的先進地位 歐洲各國呢也一致認爲 聯合研發下一代戰機是相當必要的 目前 根據現今的情況來看 很難說合並的歐洲下一代戰機計劃究竟會如何發展 但是至少有一點可以確定 合併後的這項目中的內耗情況一定比FCAS或者暴風要更加嚴重 而具體的內耗呢 主要會體現在項目進度上 導致明顯的拖延好了 本期視頻到這裏就結束了 我是大兵 我們下期視頻再見