ASPI:《GCAP:专为太平洋(和澳大利亚)距离设计的大型战斗机》——BAE系

飞扬军事铁棉袄 2025-01-01 01:15:11

ASPI:《GCAP:专为太平洋(和澳大利亚)距离设计的大型战斗机》——

BAE系统公司及其全球空中作战计划(GCAP)合作伙伴在今年7月的范堡罗航展上上演了一场技术大戏,以全尺寸模型的形式公布了GCAP战斗机的新设计方案,该方案与其他任何现有或拟议中的飞机都截然不同。该机的尺寸比“台风”或F-35战斗机大得多,而且机翼采用了相当巨大的适度后掠三角翼。

GCAP在2035年服役后将成为日本战斗机部队的主力,同时也是英国和意大利的主力战斗机。这种隐形飞机也是澳大利亚下一代战斗机的明确候选机型。

从设计中看到的是一种远程战斗机,它比现有的飞机更适合太平洋(和澳大利亚)的距离,尽管它缺乏极高的飞行性能——这在空战中显得越来越不实用。

GCAP的能力还有增长空间。

参加航展的团队没有透露飞机的尺寸,我听说,一名记者在展览中拿出了卷尺,他们让他尽早离开。据介绍,GCAP比“台风”大三分之一,大致相当于F-15战斗机的尺寸,长约20米,但拥有50度经典三角翼,翼展约16.5米,面积是F-15战斗机的两倍。

GCAP领导人坚定地认为,该模型反映了设计的演变。设计的改变可能是为了满足不断变化的要求。

第一个宏观观察:要求与其他任何东西都不同。上一代欧洲战斗机基本上是F-16或F/A-18这样的战斗机,增加了一些功能。如今韩国和土耳其的设计以及沈阳的FC-31都是受美国启发。而GCAP战斗机则不同,它是根据欧洲和日本的要求设计的,偏向于战斗机谱系中的轻型轰炸机一端,强调有效载荷和航程,这是自20世纪60年代和F-111(大得多)以来我们从未见过的。

机翼的形状和尺寸对性能有两方面的贡献:巨大的燃料容积和巡航飞行中的低阻力,这两方面都能提高航程。它不是幻影III那种经典的三角翼;它更像1995年的F-16U的宽大机翼,或者是波音X-32的机翼。F-16U的内部燃料比标准飞机多80%;X-32机翼的面积只有GCAP机翼的一半,但可容纳9吨燃料,而F-16C仅为3.2吨。

GCAP使用内部燃料的作战半径应该比目前大多数使用外部油箱的战斗机都要大,同时在机身下部留出了放置武器的空间。这对隐形飞机来说意义重大,因为燃料和笨重的武器都必须在内部携带。

更远航程带来的战术机遇包括使用远离对手(例如中国)领土的基地。用导弹攻击这些基地的成本会更高,而更容易防守。

GCAP机翼的大跨度和大面积有助于提高巡航效率和转弯性能。发动机进气口和排气口的相对大小以及垂直稳定器的小巧表明,为了在战斗中占据优势,设计者并不追求极致的灵活性,而是依靠传感器、远程武器,甚至与无人机组成战斗机编队。(这么大的飞机可以在机翼下搭载无人飞行器,将其释放到探测范围之外)。

人们不禁要问,欧洲和日本的规划者是否读过研究员、前美国空军飞行员约翰·斯蒂利恩的空战研究报告,该报告指出了远距离交战增加和转弯战斗下降的趋势。

机翼后掠角似乎并不适合超音速巡航。能超音速巡航的战斗机有更大的机会进行拦截,但这一特性是有代价的:要么需要一个不适合亚音速的发动机(F-22没有星际航程的原因之一),要么需要一个具有复杂而昂贵的“可变循环”特性的发动机(在GCAP中根本没有提到过)。

超巡使机身变热,因此可被检测到,并具有可用于识别飞机的独特热特征。GCAP的规划者非常欣赏这一点:考虑到冷战时期苏联攻击机的大功率雷达干扰,英国皇家空军迫切希望为“台风”配备红外搜索和跟踪传感器(IRST)。台风上的莱昂纳多海盗是IRST中的佼佼者,配有神经网络处理器来过滤误报。

面对这样的传感器,超巡飞机是无法隐身的。这也解释了为什么决定放弃这种能力。

管理战斗机内部的热量是一个巨大的挑战。如果热量积聚的速度超过了通过蒙皮散热的速度,那么热量就会在燃料中储存一段时间。洛克希德·马丁公司的F-35战斗机项目一直在努力解决这个问题,但GCAP将从一开始就尝试解决这个问题。

罗尔斯-罗伊斯发动机公司已经展示了一种嵌入式启动发电机,并介绍了一种系统,在该系统中,燃料和油泵由电力驱动,并为峰值需求提供能量存储。与此同时,机翼的大表面积将有助于散热,而不会使表皮变得太热(从而太容易被察觉)。

尺寸和集成能源与冷却技术将为GCAP提供发展空间。F-35给我们上了一堂有趣的课。在撰写JSF需求时,摩尔定律驱动的电子技术经过二十多年的发展已大大提高了F-16的能力,电子技术的发展似乎很明显会继续下去,而事实也确实如此。但人们没有意识到的是,在一个严密的热密封机身中,电子设备性能提高的极限并不是其体积和重量,而是如何散热,GCAP的设计者似乎已经意识到了这一点。

这种力量可以以新颖的方式使用。自2000年代初以来,一直有关于英国研究高功率微波(HPM)技术的报道。莱昂纳多公司和英国国防部在没有外国合作的情况下,耗资巨大地启动了“台风”战斗机最新雷达的研发工作。雷达天线可以成为HPM武器--而现在,罗尔斯·罗伊斯公司称GCAP需要输出功率高达约2兆瓦的发电机。所有这些似乎都表明GCAP正在使用HPM。

HPM攻击可以破坏或损坏射频系统--传感器和通信,HPM系统面临着各种挑战,包括有可能损坏友军飞机,但如果能使其发挥作用,它们将成为压制地面防御的有力武器。

GCAP与众不同,比短程喷气式飞机更适合太平洋地区,而且具有发展潜力。作为最大的欧亚联合防御项目和各方的重大技术进步,该项目面临着各种挑战。但在范堡罗看到的设计表明,这一要求是经过深思熟虑的。这是一个充满希望的开端。

作者Bill Sweetman 是一位经验丰富、屡获殊荣的记者和航空航天业高管,也是隐形技术领域领先的开源专家。

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