美媒分析F-47:鸭翼对隐身影响不大,F-35也曾有鸭翼方案

B站影视 欧美电影 2025-03-29 10:26 2

摘要:通过在白宫的新闻发布会和之后的声明中,我们了解了很多关于F-47的信息——包括两份官方渲染图,这些图像引发了关于波音公司中标方案、设计目标及其与未来冲突关联性的诸多关键问题的讨论。其中最显著且令人困惑的设计特征当属鸭翼设计。对于一架宣称优先优化隐身、航程、载荷

通过在白宫的新闻发布会和之后的声明中,我们了解了很多关于F-47的信息——包括两份官方渲染图,这些图像引发了关于波音公司中标方案、设计目标及其与未来冲突关联性的诸多关键问题的讨论。其中最显著且令人困惑的设计特征当属鸭翼设计。对于一架宣称优先优化隐身、航程、载荷与速度而非机动性的战机而言,这一设计实属意外。潜在影响深远。

▲根据大多数迹象,NGAD战斗机将优化隐身性、速度,尤其是续航力,而非机动性,大型无尾三角翼配置在与该计划相关的概念艺术中变得司空见惯。(洛克希德马丁公司渲染图)

此前,根据军事观察界主流推测,NGAD(下一代空中优势)战斗机会通过大型无尾三角翼构型重点倾向优化隐身性、速度及续航能力,而非机动性。这种设计在战术飞机上实现稳定性的难度极高,虽然可通过技术手段克服,但任何设计都需作出妥协——首先是机动性。推力矢量技术虽能部分弥补缺陷,但会增加重量、成本与系统复杂性。而鸭翼的存在暗示波音可能将敏捷性作为F-47的设计重点。若渲染图准确无误,这将折射出以F-47为核心的NGAD项目在极度保密下作出的决策思路。

▲下一代空中优势 (NGAD) 平台的图形艺术家渲染图。(美国空军发布图)

鸭翼在第四代欧洲三角翼战斗机(如欧洲台风EF-2000、达索阵风、萨博JAS-39鹰狮)及部分苏霍伊侧卫系列(如Su-34)、东大歼-10等机型上广泛应用,它能显著提升机动性、大迎角稳定性,尤其对于三角翼布局飞机。

但鸭翼布局最大弊端在于损害雷达隐身性能、特别是前半球——这正是隐身战术战机生存能力的关键。东大歼-20隐身战机也正因采用鸭翼设计屡遭质疑。

极高的隐身性能需求进一步放大了这一问题。与仅针对X波段火控雷达进行优化的传统隐身设计不同,如今的隐身设计目标已经是力图让战机能够抵御多个波段的雷达探测,同时还要兼顾红外信号抑制与电磁辐射控制。例如B-21“突袭者”隐身轰炸机就是以此为核心设计原则,确保其在日益先进的先进综合防空体系下仍有足够生存能力。

▲B-21突袭者。(诺斯罗普·格鲁曼公司发布)

而F-47的鸭翼存在两种理论方案:一种固定结构,仅在特定飞行阶段提供升力增益,其隐身特性更易优化,不过这种可能性不大;另一种则是采用全收放式鸭翼,在飞行包线的部分区域根据需要展开以增强操控,其余时段收起以保持隐身外形。但会明显增加重量、复杂度与成本。

早在1995年NASA即在《战斗机概念设计中敏捷性影响研究》指出,鸭翼虽提升敏捷性,却显著增加雷达反射截面积(RCS)。

▲《战斗机概念设计中敏捷性影响研究》截图

而波音F-47渲染图与NASA在研究中提出的鸭翼+Lambda(兰姆达)机翼概念与存在相似性。复用经典设计在航空业颇为常见——诺斯罗普·格鲁曼B-21的设计亦承袭自B-2的先进技术轰炸机(ATB)概念。

波音在JSF项目的早期方案显示,鸭翼虽会对隐身性能产生影响,但并不严重。它受探测角度、频率、控制面位置等多重因素影响。

▲波音在早年竞标JSF时(那时候不叫F-35,项目名称就是叫JSF,联合攻击战斗机之意,Joint Strike Fighter),已经对四个方案进行横评打分

尽管歼-20是目前唯一量产的鸭翼布局隐形战机,但此类设计在研发阶段并不罕见。如美国联合先进打击技术(JAST)和高级短距起飞/垂直着陆(ASTOVL)项目(后合并为JSF项目,催生F-35)的部分方案曾试验鸭翼布局。此外,高级战术战斗机(ATF)计划(即F-22的前身)的某些竞标方案也有类似设计。可见,鸭翼在隐形战机中的应用并非技术上不可行,更多还是基于综合性能权衡取舍。

▲ASTOVL风洞测试全金属样机

而在鸭翼与隐身设计的矛盾,波音能否在技术上突破,比如:采取频率选择表面技术(编者注:FSS,一种可透射特定波段电磁波的结构)、动态控制鸭翼偏转角度(在巡航时保持低雷达反射姿态,仅在格斗机动时短暂增大偏转角度);甚至可以通过可变几何鸭翼或自适应蒙皮来改变雷达反射特征。但这些措施在多大程度上可以克服鸭翼可能带来高频雷达隐身的障碍尚不清楚。

根据美国空军早期规划,下一代空中优势(NGAD)项目曾考虑开发两种构型,核心理念是通过可替换机翼模块实现任务适应性:欧洲版——针对欧洲战区短距离作战需求,强调传统制空任务,通过缩短航程(预计约1,500英里)和优化机翼设计(可能采用后掠翼+鸭翼布局)提升机动性;太平洋版——针对西太平洋广域作战环境,采用大展弦比机翼设计,航程超过3,000英里,可携带更多燃料与远程武器,但牺牲部分超声速性能。

不过,2024年夏季因成本因素导致NGAD项目暂停后,该方案被官方宣布放弃。值得注意的是,特朗普政府于2025年选定波音公司主导F-47项目时,未明确提及是否恢复双版本计划,目前暂无证据表明F-47存在两种量产设计方案。

目前来看波音公司在设计时认为美国空军会想要一款注重机动型的战斗机,而不是将航程、有效载荷和隐身性能放在首位的重型战术平台,因此在F-47上增加鸭翼是值得——而东大已经通过其两种六代机之一的“歼-36”朝着后者方向发展。

▲歼-36近期频繁试飞,3月26日网上已出现该机第三次试飞的视频

从美国空军当前推行的敏捷作战部署(Agile Combat Employment, ACE)战略来看,短距起降性能(可通过鸭翼气动布局与轻量化机身设计实现)正成为其未来战斗机(如F-47)的核心设计目标之一,尤其针对西太平洋的分布式作战需求。因此美军可能会对隐身与机动性的优先级调整,同时加大对电子战能力投资,并通过无人机和防区外武器以应对高威胁环境,以应对未来隐身技术在面对高度先进的综合防空网络有效性下降的风险。

虽然通过概念图很难准确衡量F-47的尺寸,但F-47最终可能比许多人预期的更小、更轻,专注于提高发动机效率和减少武器有效载荷,以帮助在有限燃料载荷基础上扩大其作战半径。

考虑到部分弹药载荷和一些传感器功能将分配给无人协同作战飞机(CCA)和其他由F-47控制的飞机,或许可以大大降低项目成本和复杂性,以相同的资金建造更多的飞机。这也可能会改变NGAD的性质,而不仅仅是一款有人驾驶战机项目。

而更小、更倾向优化机动性的战术飞机可能意味着机体空间更小导致载油量更少、航程更短,即使拥有高效的机身和新的下一代自适应推进(NGAP)发动机 ,在没有加油机支持的情况下问题仍然突出。

而在与东大在太平洋的反介入堡垒作战时,传统加油机是一个日益脆弱的漏洞,它可能会成为打断整个战术空中力量链的节点。在2017年,《战区》网曾提出过一个观点,即需要让隐形加油机也参与到对东大的战争中。当时,该文备受争议,但现在空军已经承认了其战斗机部队依赖加油机的漏洞,并且可能正在研究具备隐身性能的加油机。而这一决定在很大程度上取决于NGAD战斗机的设计。

大型远程战机在冲突地区不需要加油机支持。而在更短续航里程的设计方案里,就可能需要下一代空中加油系统(NGAS)与NGAD组合,这取决于美国空军在体系化作战能力与成本效益间如何做出抉择。这也是NGAD战斗机计划去年被搁置的原因。

▲洛克希德·马丁公司隐身加油机的设计渲染图

NGAD项目清楚地表明,美国空军仍然需要有人六代机。特朗普新政府非常迅速地推进了这一决定。而最大的问题是,这架飞机是不是更便宜的NGAD战斗机替代品?

前空军部长弗兰克·肯德尔(Frank Kendall)曾透露过此前NGAD的成本:大约是F-35成本的三倍,而且可能只会购买大约200架。如今F-47的成本很可能会大幅降低到与F-35相当,而不是最初预测的三倍价格。所以特朗普在此次的白宫新闻发布会宣布,未来F-47将被大量采购。

新闻发布会上还提到F-47将出售给盟友——而此前F-22因保密原因被禁止出口。与此同时,据说F-47会比美国空军目前的五代机飞得更远、更隐蔽、更可靠、可维护更高,但在航程和隐身性方面如何仍存在疑问,这直接关系到NGAS隐形加油机项目需求。

▲洛克希德公司以其空中客车MRTT加油机为下一代战机加油的概念图

目前看到的F-47并不完全是许多人所期望的:大型、箭头形无尾三角翼高度隐身设计的飞机似乎最有可能满足NGAD要求。但目前看到的F-47似乎完全不同,它看起来更小一些,像是猛禽 、X-36甚至伊朗饱受诟病的Qaher 313之间的合体,而不是我们已经习惯的许多NGAD概念图 。

来源:左右图史

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