美媒《戰(zhàn)區(qū)》在美東時(shí)間12月21日發(fā)布了一篇報(bào)道，罕見的公布了美國家試飛員學(xué)校的校長兼首席執(zhí)行官對F-22飛行的心得，在其職業(yè)生涯中，他曾駕駛過F-117和F-22兩種隱形戰(zhàn)斗機(jī)，披露了大量關(guān)于F-22的絕密數(shù)據(jù)。
詹姆斯 E. 布朗：F-22猛禽的速度是驚人的
詹姆斯 E. 布朗三世 (James E. Brown III，以下簡稱JB)在加州西部飛行博物館舉辦的一次講座中對記者詳細(xì)描述飛行F-117和F-22的感受，他曾在不同時(shí)期擔(dān)任這兩種飛行器的試飛員，飛行時(shí)數(shù)超過1000小時(shí)，因此他的說法具有相當(dāng)?shù)恼f服力。
F-117：傳說中的隱形開關(guān)被證實(shí)
JB稱F-117誕生最早可追溯到1970年代的贖罪日戰(zhàn)爭，當(dāng)初評估的是華沙組織在中歐平原上入侵的防御，但洛克希德在回應(yīng)DARPA的問題時(shí)提出了隱形戰(zhàn)機(jī)的需求。臭鼬工廠的本·里奇在中央情報(bào)局一起說服了DARPA支持建造F-117的Have Blue技術(shù)驗(yàn)證機(jī)。
HaveBlue驗(yàn)證機(jī)
JB稱F-117 Nighthawk（夜鷹）確實(shí)有一個(gè)“隱形開關(guān)”，可以降低雷達(dá)反射的RCS，其原理一點(diǎn)都不復(fù)雜，按下這個(gè)開關(guān)后可以將機(jī)體表面的通信天線縮回蒙皮下，因此在沙漠風(fēng)暴行動中時(shí)F-117的飛行員為了極致的隱身性能，經(jīng)常被迫“無線電靜默”，連接收信號的效果都不好。
這是“第一代”隱形飛機(jī)的問題，到了20世紀(jì)90年代后，新一代隱形天線與機(jī)身或機(jī)翼共形，也就沒有了“隱形開關(guān)”，之后F-22的飛行員也不需要“無線電靜默”下“瞎眼”飛行了。JB還說了一些F-117的趣事，與本文主題相關(guān)不大，就不引用了。
F-22：飛行最佳體驗(yàn)，速度非常驚人
JB表示，在F-22的座艙內(nèi)系上安全帶并駕駛是一種近乎宗教儀式般的體驗(yàn)，啟動發(fā)動機(jī)后可以感受到兩具F119渦輪風(fēng)扇引擎的咆哮，一分鐘后從啟動狀態(tài)到達(dá)“怠速”狀態(tài)，F(xiàn)-22變得可控，顯示器開始指示各項(xiàng)數(shù)據(jù)，Link數(shù)據(jù)鏈已經(jīng)能接收到外場空情。
JB稱他當(dāng)年在愛德華茲空軍基地時(shí)，一般都在凌晨3點(diǎn)就起床了，然后進(jìn)入機(jī)艙啟動發(fā)動機(jī)打開加力，能讓整個(gè)基地人驚醒的發(fā)動機(jī)咆哮聲中F-22在不到460米的距離內(nèi)起飛，并很快以70~80°的迎角爬升，真像坐火箭一樣。
JB對F-22的速度印象最為深刻，他表示即使沒有開加力，速度也可以達(dá)到1.6~1.7馬赫，在3000米高空，從0.9馬赫加速到1.2馬赫只需45秒，但從1.6馬赫到1.9馬赫，只需20多秒，在全加力狀態(tài)下，F(xiàn)119的發(fā)動機(jī)可以輸出150%的軍用功率，只要118%的動力即可達(dá)到2馬赫的速度。
JB表示F-15在2馬赫的速度下非常令人不舒服，但F-22沒有問題，就像豪華轎車一樣平穩(wěn)，JB稱自己在試飛的第一個(gè)月里在超音速巡航上的體驗(yàn)比他過去整個(gè)職業(yè)生涯中的飛得時(shí)間都要多。
但在超過60000萬英尺（約1.83萬米）的高度時(shí)，抗荷服與常壓氧氣面罩會令人非常不舒服，從淚管里冒氣的感覺很難受，但JB表示再難受也得忍著，這個(gè)高度常壓供氧體內(nèi)的壓力比外界要高。
F-22的機(jī)體過載設(shè)計(jì)在 9G到-3G 之間，而JB表示，F(xiàn)-22可以保持持續(xù)9G機(jī)動，一直到耗盡燃料，而且F-22不受迎角限制，可以在110°的條件下飛行，在極致高速下，F(xiàn)-22的機(jī)體表面在氣動加熱條件下能達(dá)到467℉（約為241℃）。
JB特別提到了F-22的隱身性能，在紅旗軍演時(shí)當(dāng)“敵方”戰(zhàn)斗機(jī)鎖定F-22后，然后準(zhǔn)備下載數(shù)據(jù)發(fā)射導(dǎo)彈，此時(shí)F-22轉(zhuǎn)了一個(gè)角度就從對方的雷達(dá)屏幕上消失了，就像“貓鼠游戲”一樣有趣。
JB的訪談聊了很多關(guān)于F-22和F-117的“趣事”，其實(shí)也是將F-22的相當(dāng)部分保密數(shù)據(jù)給泄露出來了，當(dāng)然對于美國來說可能已經(jīng)是過去最先進(jìn)的戰(zhàn)機(jī)，美軍的NGAD6代戰(zhàn)機(jī)或?qū)⑸暇€，老家伙數(shù)據(jù)公開可以拿來威懾了。
美軍六代機(jī)：變循環(huán)發(fā)動機(jī)加持，性能有多變態(tài)？F-22是全球最先裝備的五代機(jī)，同樣也是目前最先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)之一，盡管但F-22是一種在1997年首飛的機(jī)型，但到現(xiàn)在它依然老而彌堅(jiān)，來感受一下它的參數(shù)：
F-22最被人稱贊的有三個(gè)，一個(gè)是其隱身性能，另一個(gè)則是其發(fā)動機(jī)，還有則是其機(jī)載設(shè)備的先進(jìn)程度，據(jù)目前公開的資料稱其RCS可以低至0.0005平方米:
不過這只是日本媒體統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，傾向性比較大，各位在引用時(shí)一定要注意！但不可否認(rèn)的是美國在F-117和B-2上的隱身設(shè)計(jì)已經(jīng)有很深的沉淀，因此在F-22的隱身性能上一定不能小覷。
而另一個(gè)關(guān)鍵則是F119發(fā)動機(jī)，這是除F135發(fā)動機(jī)外最強(qiáng)勁的發(fā)動機(jī)，但和F-135發(fā)動機(jī)的大推力不一樣的是F119的涵道比更低，也就是說同樣推力下F119的高速性能更好，事實(shí)上也確實(shí)是這樣，F(xiàn)-22的高速性能比F-35要優(yōu)秀得多。
F-22的電子設(shè)備一直在升級，F(xiàn)-35上的技術(shù)一直都在反哺F-22，但也由于設(shè)計(jì)架構(gòu)上的關(guān)系，最先進(jìn)的EOTS無法升級，這個(gè)需要對F-22結(jié)構(gòu)作比較大的改動，這導(dǎo)致了F-22的性能與目前主流的有了有了一些能看到的差距。
六代機(jī)：最重大的改變是什么？
F-35的首飛時(shí)間晚于F-22，它的機(jī)載電子設(shè)備性能要遠(yuǎn)高于F-22，但從整個(gè)五代機(jī)架構(gòu)來說并沒有革命性的變化，美軍對目前的NGAD六代機(jī)提出了如下要求：
大家比較關(guān)心的有幾個(gè)方向，一個(gè)是機(jī)載人工智能與忠誠僚機(jī)系統(tǒng)，還有更先進(jìn)的隱形機(jī)身與電子設(shè)備，還有激光武器以及變循環(huán)發(fā)動機(jī)，其中最關(guān)鍵的支撐點(diǎn)就是變循環(huán)發(fā)動機(jī)，這些設(shè)備的高性能是這些也需要強(qiáng)大電力支持。
變循環(huán)發(fā)動機(jī)加持，性能有多變態(tài)？
答案是極速性能可能改變不大，估計(jì)會有小幅上升，但在同樣容量的燃料下航程卻可以大幅度變長，而原因是這種發(fā)動機(jī)將渦噴的高速和渦扇的省油整合到了一起。
渦噴和渦扇的原理其實(shí)沒有差別，都是多級軸流式壓氣機(jī)將經(jīng)過發(fā)動機(jī)機(jī)的空氣壓縮后及進(jìn)入燃燒室噴入燃油點(diǎn)燃，高溫膨脹的燃?xì)鈴膶?dǎo)流葉片以及高溫渦輪和低溫渦輪經(jīng)過，推動這些渦輪帶動前方的壓氣機(jī)工作，而部分做功后的燃?xì)鈩t最終從尾噴口排出形成推力。
渦噴和渦扇又有一些差別，渦噴是從前到后沒有第二條氣流通路，而渦扇則還有一個(gè)外涵道，用的是高溫渦輪多余的扭矩帶動，這個(gè)風(fēng)扇的內(nèi)涵道從內(nèi)部氣流通道經(jīng)過，而外涵道則會直接從發(fā)動機(jī)外圍經(jīng)過，除了給發(fā)動機(jī)冷卻以外還提供額外的動力，在大型客機(jī)噴氣式發(fā)動機(jī)中，外涵道產(chǎn)生的推力是內(nèi)涵道的數(shù)倍。
渦扇推力是大了，但有一個(gè)缺點(diǎn)，就是外涵道面積比較大，阻力也大，雖然推力很大但卻飛不快，因此在要求高速的發(fā)動機(jī)中把外涵道尺寸減小，一般涵道比小于1，而高速機(jī)型小于0.5甚至0.3，但外涵道再小也也是有外涵道的，不如涵道比為0的渦噴，所以高速性能是渦噴更好。
有外涵道的渦扇省油，沒有外涵道的渦噴高速，而變循環(huán)發(fā)動機(jī)就是將兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，通過機(jī)械方式將氣流只有切換，自動切換成渦扇或者渦噴，所以這種發(fā)動機(jī)也被稱為自適應(yīng)循環(huán)發(fā)動機(jī)，它的燃油利用率特別高，并且還能裝備更大的發(fā)電機(jī)，以供給更多的電子設(shè)備甚至能量武器使用。
比如GE XA100和PW XA101，兩者性能都差了不大，它能使飛機(jī)在不增加燃油的情況下航程增加30%，這點(diǎn)尤其被F-22和F-35看中，因?yàn)檫@倆“兄弟”由于設(shè)計(jì)上的原因航程都不夠，所以都寄希望于變循環(huán)發(fā)動機(jī)來補(bǔ)足。
我們也可以就此基本判定，未來的六代NGAD戰(zhàn)斗機(jī)FX-X戰(zhàn)斗機(jī)并不會出現(xiàn)高超音速，而是一架更先進(jìn)航電、更大航程、更多機(jī)載能量武器以及可以控制忠誠僚機(jī)的戰(zhàn)斗機(jī)，它的性能確實(shí)比目前的五代機(jī)性能要好上一大截，當(dāng)然這并不只是變循環(huán)發(fā)動機(jī)的突破，只是發(fā)動機(jī)的突破是這些應(yīng)用的基礎(chǔ) 。
延伸閱讀：SR-71的發(fā)動機(jī)能沖壓模式下工作嗎？有很多軍迷都對美軍的自適應(yīng)（變循環(huán)）發(fā)動機(jī)不屑一顧，說美軍的發(fā)動機(jī)也不過如此，但事實(shí)上筆者要說一下的是美軍最早的變循環(huán)發(fā)動機(jī)可以追溯至1960年代的SR-71，它使擁的發(fā)動機(jī)J58就是“第一代”變循環(huán)發(fā)動機(jī)。
這臺發(fā)動機(jī)的渦輪前溫度只有1093度，但它可以在3.2馬赫極速下狂奔，其訣竅是在軸流式壓氣機(jī)的第四級引出氣流到加力燃燒室，低速下這些管道封閉，但到了2.2馬赫之后就開啟旁路，給加力燃燒室注入新鮮空氣降低高溫，可以讓加力燃燒室持續(xù)工作，一般的發(fā)動機(jī)加力燃燒室只能工作十幾分鐘。
這種是最早的變循環(huán)技術(shù)，之后的變循環(huán)技術(shù)雖然技術(shù)路數(shù)千差萬別但原理卻差了不大，目前的GE和PW的變循環(huán)發(fā)動機(jī)經(jīng)過多代發(fā)展，從簡單到復(fù)雜又回到了簡單，其歷程將近60年。
但變循環(huán)發(fā)動機(jī)不是沖壓發(fā)動機(jī)，無論是SR-71的J58還是GE XA100或者PW XA101都不能。關(guān)鍵性能除了循環(huán)外還有渦輪前溫度，目前我國在材料和工藝上雖然已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，但與有半個(gè)多世紀(jì)技術(shù)沉淀的美國相比，還是有不小的差距，不過現(xiàn)在新體制發(fā)動機(jī)快成熟了，又開啟了一條新賽道，就像蒸汽彈射我們已經(jīng)不玩了，而現(xiàn)在電磁彈射卻一點(diǎn)都不落后一樣。
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,本文鏈接：美媒公布F-22絕密數(shù)據(jù) 美六代機(jī)或已經(jīng)突破 變循環(huán)發(fā)動機(jī)加持（美媒公布F-22絕密數(shù)據(jù)）http://www.sq15.cn/show-2-5441-0.html
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