歼-20与“心神”发展之路的对比

时间:2019-08-06 18:47:28编辑:郯小编

  回顾历史,二战结束后不久爆发的朝鲜战争,是促使中日两国现代航空工业发展的重要事件。抗美援朝战场上的胜利,间接促使苏联加大了对一穷二白的新中国的工业援助,快速建立起来包括航空工业在内的门类齐全的重工业体系;而反过来出于冷战时期对抗苏联的需要,美国逐渐允许并扶持日本重建了一部分军事工业。随着历史进程,中日两国航空工业都经历过波澜起伏,但却走出了完全不同的道路。歼-20与“心神”发展之路的对比,正是中日两国军事航空工业实力较量的缩影。

  1953年开始,新组建不久的日本航空自卫队从瑞典少量引进了萨博91B“萨菲尔”民用螺旋桨飞机;其中一架被改装为吹气增升技术验证机,一直使用到1985年才退役。这是日本重建航空工业后第一种以技术研究和验证为用途的飞机,因而被赋予了“X-1”的代号。日本航空工业虽然先后完成了F-1/T-2战斗攻击机/高级教练机、T-4基础教练机、F-2支援战斗机等几个型号研制项目,却在很长一段时间内都没有新的技术验证项目,直到本世纪初开始实质推进ATD-X项目后,“X-2”的代号才由“心神”继承。

  日本X-1验证机是对引进的现有飞机进行局部技术改造,风险和难度都不大;F-1/T-2战斗攻击机/高级教练机是在引进英国和法国联合研制的“美洲豹”攻击机技术方案的基础上,重新改进设计而来;F-2支援战斗机则是以美国F-16 Block42设计方案为蓝本,略微放大机体尺寸、换用部分更先进技术和制造工艺后的产物。换句话说,这些机型虽然或多或少运用了日本自己的航空技术,却都不是真正意义上的自主研发。唯一能够被称为自主研发的只有T-4这个型号,但是该机只是一款承担非作战飞行训练任务的喷气式基础教练机,技术难度并不高。对比之下,X-2“心神”性能定位较高,且从头到尾完全为全新设计制造,没有任何现成的技术方案可供参考,超过90%的零部件为日本国产。从这个角度讲,甚至可以说X-2“心神”是二战后日本航空工业第一种完全自主研发的先进作战验证机型,即使它目前还远远达不到作战的标准。

  相对来说,日本在与西方先进技术交流合作方面并不存在太多阻力。经过几十年的发展,在上世纪八十年代后期,日本军事航空工业发展的相对水平几乎达到顶峰,不少技术领域处于世界前列,具备了自行研制先进战机的条件。然而,在这种良好的内外环境下,日本却由于始终没有建立起来真正的整体设计研发能力,最终在遭到美国的强力压制时反抗乏力,错过了这次战略发展机遇。

  上世纪九十年代初日本FS-X战斗机项目的推进过程中,尽管日本航空工业提出来很多较为先进的总体设计方案,但是由于欠缺验证新型气动布局的实力,无法发展成型而最终不得不全部放弃。这并不是日本对气动基础不重视,事实上当时TRDI下属的札幌试验场已经拥有从低速到3倍音速等多种风洞设施;日本宇航开发机构下属的风洞技术开发中心也拥有一系列大型风洞设施,能够完成对运载火箭的风洞测试。但是,光有这几座风洞依然是远远不够的。日本的风洞技术一直处于美国的严密监视之下,整体发展水平并不算高;更何况研究先进战斗机气动布局,需要几十年如一日地投入资源,用海量的试验数据去支撑和验证理论结果,才能得到足够的气动技术和经验储备,而日本却一直欠缺这样的能力。

  因此,FS-X项目在推进过程中,日本航空工业最终不得不完全依赖美国,并被迫接受与美国军工企业之间的一系列不平等合作条件,选择了很不合适的F-16进行放大改进设计F-2支援战斗机。在F-2的详细设计过程中,美国又通过政治施压、经济制裁、技术封锁等多重手段,完全左右了F-2的技术走向。尽管被吹捧为“平成零战”的F-2战斗机运用了很多日本当时自主研发的先进技术,成为世界上第一种装备机载有源相控阵雷达、大面积复合材料主翼蒙皮等先进技术的机型,但F-2也为这些当时并不成熟的先进技术付出了作战性能和经济成本上的双重代价,实际上沦为这些先进技术的“小白鼠”。美国军工企业花着日本的项目经费改善了这些先进技术成熟度和可靠性然后转为己用,日本航空工业却进行了一次代价高昂的原地踏步,独立自主研制战斗机的雄心壮志受到了惨重打击。直到十多年后日本开始研制“心神”,仍然摆脱不了当年挫折的阴影,一边艰难地进行技术攻关,一边谨小慎微地观察着美国人的脸色。

  反观中国,与苏联的军事航空技术交流一度中断三十年,与西方发达国家的技术交流也一直不顺畅,直到今天仍处于欧洲武器禁运名单中,更别说美国的技术封锁。在上世纪八十年代初,中国航空工业的整体水平跟世界领先水平之间的差距达到了最大,最先进的战斗机是刚开始批量列装的歼-8,全面落后于同期日本航空自卫队装备的F-15J。但是,即使在最困难的日子里,中国航空工业都一直在进行着最基础的航空学科建设和技术探索,从未中断对世界先进航空技术的追踪研究,始终保持着较为完整的总体研发能力。

  同样以气动设计为例,中国在风洞技术和气动分析技术领域几十年不间断投入了大量资源,建成了一系列具有世界先进水平的风洞设施,如今水平早已处在世界前列,远远超过日本。例如,从在上世纪六十年代中期开始,中国就针对当时新兴的鸭式气动布局(当时中国称为“抬式布局”)进行了大量的基础气动研究,制作了各类试验模型进行风洞测试,确定了一系列最优化的参数方案,取得了丰富的技术储备。后来证明,当时的系列成果与美国同期进行的研究不谋而合。上世纪八十年代开始,中国又陆续建成了亚洲最大的低速翼型风洞(NF-3)和我国首个自主知识产权的增压连续式高速翼型风洞(NF-6)。2012年,世界上最大的高超音速激波风洞(JF-12)投入使用,负责这一项目的中国科学家姜宗林荣获2016年度度美国航空航天学会地面试验奖(AIAA Ground testing Award for 2016),成为该奖项设立四十多年来首位获奖的亚洲学者。

  正因为中国始终非常重视包括气动在内的各类航空基础学科的发展,才有了如今的诸多先进装备。2000年,正在紧锣密鼓进行试飞的歼-10战斗机,不仅具有世界一流的气动水平,电传飞行控制系统的技术水平也属于世界顶尖;而此时,中国航空工业高瞻远瞩上马了一系列国家重大专项技术预研工程,充分调动全国资源对相关核心技术进行预研和突破。其中歼-10总设计师宋文骢等人提出来一种小展弦比高升力鸭式气动布局,是对国内几十年鸭式气动布局研究成果的结晶,奠定了如今歼-20的基础。

  2011年之后,歼-20的两架工程验证机用于验证试飞,编号分别为2001、2002。这两架飞机在早期试飞阶段,就进行了跟YF-22演示试飞基本相当的大量高难试飞科目,充分验证了歼-20小展弦比高升力鸭式布局设计方案的可行性,获取了大量试飞数据,为原型机的研制和改进打下了扎实基础。当编号为2011的歼-20第一架原型机出现时,其主要技术细节已经非常完善成熟,大大加快了试飞服役进程。值得一提的是,2002号机圆满完成了所有工程验证试飞任务后,还担负起相控阵机载雷达及部分配套机载航电、机电设备的验证试飞任务,继续发挥余热。从技术角度讲,歼-20工程验证机2001、2002的技术成熟度非常高,甚至比YF-22更接近原型机。换句线工程验证机可谓厚积薄发,完美展示了中国航空工业几十年来的发展成就。(作者署名:雷曼军事现代舰船)

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