席亞洲 / 三發六代機？
文/觀察者網專欄作者 席亞洲
本周，網上出現了不少關於中國第六代戰鬥機原型機試飛的傳說，甚至也出現了採用三台發動機，無尾飛翼構型的想像圖。到目前為止，這些捕風捉影的內容都無法證實。
但從現在我們能看到的關於未來六代機的各種消息，以及本周美國關於進一步改進空對空飛彈和六代機專案推遲後討論要用B-21轟炸機來空戰的相關新聞，或許還是可以再說說關於未來高性能有人駕駛戰鬥機到底何去何從的話題。
首先分析一下這架傳說中的驗證機最大的特點，三發佈局。
討論的起點肯定還是我們此前已經看到的關於六代機應該具備什麼基本特點。
從飛行性能角度來說，六代機需要具備遠超傳統戰鬥機最大航程性能，同時要有強大超音速機動性和超音速巡航能力。
因為不論是作為空中資訊節點指揮控制無人僚機，還是充分發揮其高隱身特性取得戰場優勢，亦或針對敵方五代及以後的隱身戰鬥機展開空中對抗，都需要更大的留空時間和更高的飛行速度。這意味著它的尺寸重量要遠超四代、五代機。
目前中美都在開展變迴圈發動機、爆震燃燒室、超音速渦輪和風扇等下一代發動機技術的研究，這些技術的複雜程度是很高的，如果以現有技術開始研製六代機，中美都不大可能在已經開始研製的六代機上直接使用這樣的下一代技術。
這幾年，美國在F35基礎上進一步跨代提高的相關項目進展受挫，也表明下一代發動機要投入實用怕是為時過早。至少針對2030年前後的時間點而言，需要用立足現有技術開發的發動機，也就意味著發動機的耗油率、推重比等關鍵指標不會比現有發動機有跨代的提高。
當然，另一種解決辦法是運用類似蘇俄常用的「邪術」，採用極端化設計的參數，大大犧牲某方面性能，去追求另一方面性能的大幅度提高，但這種邪術的代價很大，以至於蘇聯在二代、三代機時代需要兩種甚至三四種性能有很大差異的戰鬥機/截擊機通過複雜的戰術配合來進行作戰。但事實證明，這樣做總體效率是不行的，當面對對手性能更全面的飛機時，就會出現不論哪種飛機都有可能被對手引入它的優勢區間。最後到米格29、蘇27的時候，蘇聯也回到追求高低空兼顧、高低速全能的路子上。
美國F-35實際也是類似的「邪術」產物，犧牲高速性能，追求大載彈量、大航程（以它的尺寸而言），但在需要它撐起空軍絕對主力的場面時，高速性能的缺失就很難受了。
所以六代機要追求高飛行性能和大航程，又要用當前技術檔次的發動機，那麼就只能再放大一些，兩台發動機不行，就三台，也並非不可想像。
當然，三發佈局會帶來諸如維護保障困難、價格更高等問題，但和性能提高相比，這是可以克服的。
第二個特點，無尾翼、無鴨翼的情況下實現超音速。這其實也是一個很大的技術難題，因為超音速飛行需要較強的安定性和控制力，沒有垂尾確實是個麻煩。
不過我們知道從四代機開始普遍運用放寬靜穩定度技術，本質上是通過電腦的自動控制部分取代飛機自身的氣動穩定性。而到了六代機，沒有垂尾，水準穩定基本就要靠控制來實現了。由於向量推力在這方面能起到的作用有限，因為現在包括俄羅斯AL-41F發動機在內，其尾噴管實際上也只能上下擺動，沒有全向轉動的能力，因此運用側面推力來增強控制能力從而提高方向安定性並不實際。本周，俄羅斯展示了在蘇-57上使用V型二元向量噴管的圖片，這樣能夠提供一定的側向推力，但效果也就是聊勝於無，實際意義恐怕有限。
所以目前來看，無垂尾設計可能還是更多利用兩側發動機推力差來獲得航向控制力，這也是運用三發方案的一種可能因素；兩側發動機距離較遠的話，這個推力差的控制力還是比較可觀的。
此外，隨著現代空氣動力學研究的深入，對飛機表面氣流的控制水準相比幾十年前也有了很大進步。沒有垂尾的情況下， 較長的機身本身也能提供一定的安定性，機翼兩側的擾流板也能發揮一定的控制力，這些效果綜合起來，還是有可能提供足夠的安定性和控制力的，當然關鍵要看設計水準了。
較大的機體尺寸和重量，通過優秀的減阻外形設計和三台發動機的充沛動力，可以具備較高的飛行速度和航程，但作為戰鬥機，機動性也是一個重要因素。
最近美國空軍表示正在考慮讓B-21轟炸機參加制空任務，也就是攜帶空對空飛彈進行空空作戰，這聽起來很匪夷所思，但其實是一種必然。如果只考慮應對非隱身敵機的情況，只要能夠發射先進的空對空飛彈，B-21當然完全可以空戰，並且一樣可以取得壓倒性優勢，就像當年美國海軍也考慮過F-117N——在F-117基礎上深度改進而來的一種艦載多用途戰鬥機，不僅可以轟炸， 也可以使用機上的先進有源相控陣雷達和AIM-120飛彈有效壓制敵方非隱身的戰鬥機。
F-35相比而言在亞音速具備一定的格鬥能力，但這並不能改變其一旦與「對等」對手對抗，就會因為飛行速度太慢而遭遇尷尬場景。很簡單，高速對手具備是否進入戰鬥的選擇權，而慢速的F-35只能被動應對，以至於它展示的亞音速大迎角特性如果在真實空戰中，基本屬於「拼死一搏」的最後手段。這和未來的「空中統治」戰鬥機的要求，實在相差太遠。
更何況，由於最大飛行速度太慢，且超音速飛行性能非常有限，F-35在面對對手高速目標時的截擊能力也同樣是聊勝於無。
這些因素導致F-35對於目前很多指望它「挑大樑」來應對具備超音速巡航能力的先進五代機的國家來說非常雞肋。日本就是因為這個因素最終還是要和歐洲聯合研製下一代戰鬥機，首要要求就是具備強大的超音速性能。
對於中國空軍來說，制空作戰是目前最重視的問題，而我國現實的地緣環境也決定了我國的國土防空需要強大的截擊機。因為對手距離我們的沿海經濟核心並不遙遠，我國的主力戰鬥機必須能有效前推防空攔截線，爭取在距離我國海岸盡可能遠的地方攔截對手。
但在現代技術條件下，類似俄羅斯米格-25、米格-31這樣的專職截擊機顯然也不符合我們的要求。因為我軍不僅要考慮攔截的問題，對手以島鏈對大陸，意味著它的島鏈容易被打擊和破壞，如果我軍戰鬥機具備強大的制空作戰能力，就完全可以奪取對手最靠近我們的島鏈的制空權，這對於我們來說可以獲得作的主動權，遠比單純的執行防空攔截任務有意義得多。
上述這幾項性能又和現代戰鬥機最重要的性能——隱身性息息相關，之所以中美都費盡心思想要取消尾翼、鴨翼這些「多餘」控制面，很重要的一個原因就是為了減少雷達反射截面積。
之前網上在爭論殲-20的時候經常會說，如果精心設計，鴨翼並不會大幅增加RCS。這確實沒錯，但作為一個控制面，在需要大幅度機動的時候，鴨翼的轉動角度是不可能被限制在很低的角度上的，此時當然就會形成較強的雷達反射效果；同樣，鴨翼和尾翼在這個問題上並沒有本質區別。
如果運用更先進的表面氣流控制技術，能夠有效取消控制面，同時又不會過多損失機動性能，那可以想像，對於雷達隱身來說無疑是好事。
這幾年我國在隱身飛機領域湧現出了一大批新驗證機、原型機，客觀上也給我們提供了驗證無尾飛翼佈局是否真的在隱身性上優於傳統佈局飛機的可能。
現在看來，至少在我們最重視的幾種型號上，無尾飛翼佈局給隱身帶來的提高是立竿見影的。可以說，已經充分驗證了在只使用相對廉價的隱身塗料和材料的前提下，隱身性能的提高也是很可觀的，基本實現了近年來空軍心心念念的「全向隱身」的要求，這是六代機相比五代機具備「跨代」優勢的一個重要支點。
因為在現有發動機技術條件下，六代機相比五代機在飛行性能上只有航程能稱得上具備跨代優勢，而航電設備暫時還沒有十分跨越性的新型技術出現，如果隱身性能再上一層樓，可能就是六代機的主要優勢了。
我們之前提過，五代機之間的空戰關鍵在於通過戰場形勢的塑造，迫使對手暴露出它隱身性能較差的方向，使得對手可以在較遠距離上捕捉到目標，從而發起超視距打擊。
但如果六代機實現全向隱身，除了尾部很小一個角度內由於尾噴管終究還在那裡，不可能處理得絕對完美、會有一點點破綻，其全向隱身性能基本一致，那麼目前針對五代機之間的空戰設想的戰術就全部失效了。六代機將可以再次獲得「吊打」五代機的優勢。
當然，這裡面仍有一個要素，就是六代機本身速度要夠快，機動占位能力要夠強，否則即使具備全向隱身，仍很難迫使對手的五代機暴露弱點的話，還是談不上有多少優勢。這就是為什麼B-21空戰仍然只能說是欺負弱敵手段的原因。
可以注意到，現在的五代機之間對抗戰術，未來的六代機針對五代機的戰術設想，基本都是以超視距空戰為主要手段的，而不是近距離格鬥。
原因不難理解，因為沒有機會進入格鬥，就像潛艇之間的對抗不可能演變成互相撞擊一樣。雙方的機動、占位說到底是圍繞著自己的隱身設計特點，目的就是要將對手逼入不利境地然後一擊必殺，而不是擺明車馬，進行騎士決鬥。
況且，五代機如此強調超音速機動特性，可不是為了在超音速飛行中進行格鬥，超音速下搞格鬥只會把飛機拉斷，現代材料學決定了飛機還沒有在超音速下格鬥的可能。強調超音速特性是為了最大程度的強化自身的超視距空戰優勢，超視距空戰講究的是占位，讓自己處於有利態勢下，是比具備更大的超載能力重要得多的事情。
當然無人僚機也是很重要的一個方面，未來的高性能六代機也會有與之相配套的無人僚機。如果未來需要格鬥，可能也是無人機的事情，畢竟從現在美國人的理論研究來看，無人機不僅能夠承受更大超載的問題，而且隨著對格鬥的研究，最後發現格鬥也是一種很程式化的事情，這方面AI比人更有優勢。
相反，目前的五代、六代機之間的空戰，越來越明顯地呈現出一種「非完整資訊條件下的博弈」的趨勢，而目前為止，人腦相較於AI，在這個領域仍具備更大優勢。
正因如此，六代機顯然要進一步強化超視距空戰能力，而這也不僅僅是六代機的問題，現役五代機、四代機也有必要進一步加強。
最近美國出現了一個消息，就是美國國會在得到國防工業界的建議後，指示空軍研究是否有需求將現役的AIM-120、AIM-9X飛彈加以改進以獲得更大射程。
據報導，目前美國的飛彈廠商提出建議，在不對飛彈尺寸做修改的情況下，通過更改發動機裝藥方式，在發動機內裝入能量更高、密度更大的裝藥，從而大幅度延長飛彈的射程。甚至經過改進後的AIM-9X可以成為一種「中近程結合」飛彈，也就是將其射程至少提高到50公里左右，這樣AIM-120飛彈的射程也將可能提高到遠超過目前實驗中打出的最大160公里的水準。
對此，美國印太司令帕帕羅將軍表示，他目前最關注的是「彈匣深度」的問題，也就是美軍的飛彈庫存可能不足，因此他希望不是全新生產一批增程型AIM-120和AIM-9X，而是直接將現役飛彈進行迅速改裝，以在延長射程的同時，不影響美國空軍的戰備狀況。
當美國空軍正在積極測試AIM-260飛彈的情況下，為何又會出現這樣的一個要求？我們可以理解這是美國國會又在打「降本增效」的算盤，但也說明美軍目前在飛彈射程問題上的焦慮。
最近美國海軍將「標準6」飛彈裝上「超級大黃蜂」，這本身就說明他們在射程問題上的焦慮已經到了「病急亂投醫」的程度。而AIM-260（JATM）一直說是「快了快了」，但誰也說不準它到底到了什麼階段，畢竟本來按照洛克希德公司的宣傳，這種飛彈在2024年就該入役了。
而根據目前外界對AIM-260的推測，普遍認為可能是大量運用「愛國者3MSE」飛彈的相關技術開發的新型遠端空對空飛彈，看來這又是一個原本想著「短平快」但中間又不知道哪裡出了問題導致卡殼的「美國典範專案」。
從這次國會和美軍關於增加AIM-120、AIM-9X飛彈射程的相關討論，證明美國海空軍對於飛彈射程被中國海空軍戰鬥機的主力飛彈壓一頭，確實壓力很明顯。
因為射程優勢意味著對手可以先手打擊，不論這種遠距離發射的命中率有多低，至少從空戰態勢來說就已經非常不利。2019年印巴空戰就很典型，巴基斯坦的AIM-120和SD-10飛彈在100公里以上距離就打出來了，而印軍R-77的最大射程也就70公里，根本就是挨打還不了手。在大規模空中對抗中，這種優勢還會更加明顯，因為在雙機、四機對抗這些平時演習中最常見到的對抗中，利用地形、超低空飛行，讓對手難以遠距離攻擊自己是一個非常可行的事情。
但對於更大的機群來說，這些「傳統技巧」的有效性會大幅降低，雙方往往都是在最大射程上先聲奪人一波；甚至對於四代重型機來說，它可以帶6-8枚中距彈，打了一波還可以再打下一波，輕型機和中型機在這時候就非常吃虧。
而對於隱身機來說，距離就是它最好的護甲，在遠距離上對手甚至都看不到它，加上五代機的超音速飛行性能也能碾壓對手，所以它完全沒有必要主動靠近對手以進入近戰；控制距離，用一波又一波的飛彈將其在遠距離上消滅掉，才是最實際的戰法，所以五代機的近距離格鬥幾乎沒有實用的機會。
中美在早期五代機和四代機的對練中，往往都會出現由於擔心中距空戰難以一擊解決對手而主動或被迫進入格鬥，然後被四代機抓住機會「擊落」一次兩次的戰例。
但隨著兩國五代機戰術的日益成熟，一個共同的發現就是五代機提高火力效率的最好手段就是充分發揮隱身性，在對手沒有注意到的情況下，從其最不容易躲避的位置發射飛彈，一舉擊落對手，此時只要飛彈性能足夠可靠，那麼射程並不是最大的影響命中率的因素。
這使得五代機飛行員們對於格鬥空戰的態度也從一開始的「讓我不要格鬥」，發展到了「我不想格鬥」，飛行員們的思維日益接近潛艇艇長，而不是魚雷艇艇長了。可以說，給隱身戰鬥機裝機炮這件事，從一開始飛行員們普遍覺得「這飛機穩盤這麼好，不裝門炮可惜了」，變成了現在的「不想多帶這點無用的重量，還影響我升空效率」（給機炮裝彈和檢測，多多少少也是個麻煩事)。
在科研和使用者們的相互促進之下，六代機顯然只會進一步加強這種「不要格鬥」、遠距離解決問題的思想，而不是反過來。
在這樣的發展趨勢下，六代機如果真的造成這個樣子，並不值得奇怪；B-21要去空戰，也不奇怪。某種意義上關於第六代戰鬥機到底是什麼樣的，至少現在中美也算是達成了一定共識，那就是更大更強更快更貴。只不過美國因為控制不住六代機研製經費的躥升，已經到了不得不暫停NGAD以尋找更便宜的辦法的時候。而大洋這邊，雖然眼下還只是個傳聞，但誰知道呢？至少從控制成本和突出重點上來看，中國航空工業集團顯然比美國洛克希德公司的辦法更多，想法更堅定。
