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雜談2021.8.3 波音大紅鷹,中國會跟進嗎?

最近幾天中國奧運進展飛速,雖然東道主日本人,花了很多黑招,還是擋不住,總體來說,中國金牌第一的機率極大,到處開花,真是不容易啊!國力強盛的標準,幹啥啥都棒!

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今天就說說波音公司的大紅鷹教練機,這是一款為美國空軍F-22和F-35戰鬥機提供訓練的型號,要求機動性較好,尤其大迎角能力,而且要有一定的超音速飛行能力,具體還有航電先進了,維修使用方便,壽命長了,都是典型的教練機基本需求。

這個飛機的成功,主要是風險低,飛機就是一款採用了單發的大黃蜂戰鬥機(F/A-18ABCD這一代),採用了F-404發動機推進,發動機最大加力推力8噸多點,和我國梟龍戰鬥機使用的RD-93發動機類似,可以說是一款特化的教練機,具有相當戰鬥機潛質的型號。

波音公司與合作伙伴薩博公司於 2018 年 9 月獲得了價值高達 92 億美元的合同,為美國空軍提供 351 架 T-X 教練機、46 臺模擬器和相關地面裝置。不到 10 個月後,即 2019 年 7 月,該飛機完成了首次正式的工程和製造開發 (EMD) 階段飛行測試, T-X 從此被稱為 T-7A 綽號red hawk,翻譯為大紅鷹。

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最近幾個月,大紅鷹飛行測試進入攻堅階段,和老F-18ABCD一樣,又尷尬地遭遇到了掉翼尖問題,這也是波音公司的老傳統,老毛病,改不了了。

掉翼尖的問題來由是,飛機採用了比較小後掠角大展弦比機翼,在高速和大迎角飛行下,氣流嚴重分離造成的惡果,最糟糕的是超級大黃蜂F-18EF型號,最終透過多孔整流罩解決了這個問題。

我們從上圖可以看到,該機的座艙設計,總體和T-45A教練機類似,幾乎如出一轍,包括固定的前風擋,一款長條座艙蓋,中間有一個斜框隔開,斜框內估計會安裝一個特殊保護板。

在特殊情況下,座艙玻璃突然爆破,阻止氣流快速直接衝擊後座駕駛員頭部,類似的設計在法國的多款雙座戰鬥機上也可以看到,我們國家的到手的蘇-30MKK戰鬥機的後座小板子,也有類似的功用。

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蘇30MK戰鬥機後座的那個板子,木有任何資訊顯示功能,就是一個幾乎無用的擺設,設計師的意圖就是,在玻璃蓋子突然破碎的時候可以擋風,實際面積太小,遮擋效果差強人意。

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下一個哏就是該機的神奇設計,這就是我們看到的邊條後緣的翼刀,就最近幾十年戰鬥機或者教練機設計來說,採用邊條翼以及前緣襟翼之後,極少有采用翼刀設計的,最稀罕的是,義大利人拿到了俄羅斯的雅克130,改成M346,自作多情增加了一對巨大的翼刀,當然,俄羅斯人認為沒有啥作用,自己的飛機還是飛的好好的。

就T-7A教練機而言,這飛機也遭遇到了比較傳統的毛病,邊條渦流衝擊垂尾問題,這個問題在F-18ABCD上一直存在,造出了垂尾過早失效,最終解決方案是,加強垂尾根部,另外在飛機邊條上緣增加翼刀,或者叫擾流片。

大家都知道,採用邊條翼設計的戰鬥機很多,三代機裡面比比皆是,比如F-16 ,F-18,蘇-27,米格-29,但是誰都沒有像F-18這樣瘋狂打補丁,邊條翼加雙垂尾設計,可以看到最接近的就是蘇-27戰鬥機,但是蘇-27戰鬥機也沒有出現這種問題。

就這個角度而言,波音公司設計團隊,想充分利用老F-18戰鬥機的氣動佈局進行改進獲得一款低風險的教練機的目的很明顯,但是誰都想不到,老飛機的氣動佈局的毛病,一樣不落的帶進來,就目前這個狀態而言,貴飛的新型單發渦扇教練機,還是要特別當心,波音公司這個佈局並不是特別的好。

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雖然波音公司的教練機設計,延續了F-18戰鬥機邊條遮擋進氣道,對來流進行壓縮的設計,天然具有良好的大迎角飛行效能,配合較小尺寸的弧形邊條,飛機在超出傳統戰鬥機20-40度迎角之間飛行,將具有不錯的表現。

但是我們一定要走這個路子嗎?也不見得,梟龍戰鬥機採用DSI進氣道設計,和進氣道外援的大弧形邊條組合,最大迎角也到了35度水平,這個資料也比較好看了,假如要進一步提高能力,或許就是傾斜雙垂尾取代單垂尾就行,別的不用太大動作。

還有一個路子,那就是抄襲韓國KAI和洛馬公司的T-50教練機設計,這種設計主要看點是飛機將F-16的腹部進氣道改成兩側進氣道,用邊條遮擋,這種設計最大的好處是大迎角特性比較好,而且高垂尾設計,也有更輕的重量。

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上面三圖是韓國和美國合作的T-50教練機,下圖是中國洪都飛機公司的獵鷹教練機,主要氣動佈局類似,都是邊條翼遮擋兩側進氣道,不同是發動機數量,貴飛擁有貴發渦扇13發動機的紅利,採用單發設計,勢在必行。

這是韓國和美國合作的T-50噴氣教練機設計,從風險控制的角度而言,貴飛很難脫離高教9/梟龍戰鬥機的體系,全新換一個設計,缺乏經驗和技術支援是最大的障礙,這個氣動佈局的飛機,和南昌的獵鷹教練機比較類似,不過獵鷹是雙發飛機,這個飛機是單發設計。

假如參照競爭對手:洪都飛機公司的獵鷹教練機,將雙發設計改成單發設計,飛機機身變得比較瘦,阻力減小,而且由於渦扇-13發動機的推重比優勢,飛機在加速性,爬升,載荷,航程速度等方面,將極大超越競爭對手,作為一款比較強悍的攻擊機/戰鬥機/教練機三合一,不是一個空話。

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要和獵鷹教練機全面禁止,目前山鷹採用的機械操縱以及渦噴發動機是絕對不夠用的,電傳操縱外加大推力渦扇發動機必須上,假如不出意外,新飛機會在梟龍戰鬥機的基礎上做一定的修改,走獵鷹單發的路子,對經驗和技術積累極度缺乏的貴飛來說,不確定因素太多。

就大迎角效能而言,兩側邊條遮擋進氣道設計,以及兩側DSI進氣道加邊條,總體效能類似,後者最大的好處是,省略了麻煩的附面層控制。

在2000年後,教練機的東西大戰中,獵鷹教練機算是純三代設計,而山鷹教練機從殲教七開始,不斷從2代升級,目前到了2。5代,要升級到3代才能真正直面裝備加力渦扇發動機的獵鷹。

就技術層面而言,貴飛的產品,一直沒有給我們太多經驗,主要原因是,作為三線基地,長期不受重視,而且主打產品也是極其小眾的超音速教練機,最近幾年,南昌的初教6+獵鷹的直通車組合,直通到了殲-20,直接讓殲教七和山鷹出局,讓貴飛感受到了巨大的壓力。

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貴飛算是中國西南唯二的軍用飛機制造廠,長期以來都是非常悽慘的境界,主要原因是,做了冷門型號,不受重視,最近些年和成飛對接了很多無人機業務,還有殲-10和殲-20的製造,外加611所的技術援助,技術實力有了巨大提升,算是成飛的真正小弟,更有意思的是,貴飛的無人機型號,也要併入成飛的翼龍系列,真是哥倆好。

就這個角度而言,貴飛的新一代單發噴氣教練機,應該加快了,渦扇13發動機折騰快20年,基本成熟,關於DSI進氣道,邊條以及飛控技術,可以依靠強大的611所,無須一定依靠自己硬闖,要知道,獵鷹教練機的電傳飛控技術,也得到了611所的強大支援,這也是中國目前飛控最強設計所。

至於海上,相對於今年問世的隱身艦載戰鬥機,過幾年後還有一款對應的教練機競標,主要原因是,戰鬥機的研發週期比教練機長的多,難度也大,教練機會晚個3 4年,也問題不大。

目前來看,貴飛的新型渦扇教練機,將需要同時相容陸地起降型號,以及航母甲板起降,過程還是會有一點小麻煩,總體而言,教練機難度比戰鬥機低很多,對於目前 中國航空工業來說,真是不是問題。

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獵鷹教練機,設計很先進,但是一步到位後,20年基本沒有大的改型或者別的東西出來,老對手貴飛,背靠實力強勁的成飛,一點點改進殲教七,得到了巨大的提升,新一代單發渦扇教練機,近在咫尺,獵鷹的優勢越來越小,未來外銷和外貿都將遭遇巨大挑戰,或者唯一的優勢在於雙發優勢,可靠性好。

就目前來看,最難堪的還是南昌,20年前的獵鷹設計,算是一步到位,後續艦載改型,也不需要太大動作,就這個基本架構就可以滿足需求,南昌的未來何在,目前來看,承接更多的國產民機業務,還有教練機,也不太夠,自主研發的無人機,還需要抓緊,未來20年,中國空海軍需要大量的多個型號無人機,錯過這一波潮流,還全力緊抱教練機行業,不一定是好事。

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