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“黑锅”之王的今天与未来(上):F-35真的“瘸腿”吗?

澎湃新闻特约撰稿 圆锥
2016-06-16 10:24
来源:澎湃新闻
澎湃防务 >
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美国F-35C战机。  视觉中国 资料图

【编者按】

6月9日,丹麦议会正式批准购买27架美国F-35隐形战斗机的计划,这可以说是F-35近年来取得的最重要的突破之一。F-35自问世以来,饱受诸多分析人士及媒体的诟病。但事实上,尽管批评之声不绝于耳,F-35项目依然坚定地向前发展着。迄今为止,F-35主要存在什么问题?它们对F-35是否构成实质性的挑战?请看本文的精彩点评。

F-35项目自问世以来,受到的口诛笔伐从未停歇。对于F-35的指责,既有有理有据的批评,也有断章取义的攻击。所谓“树大招风”,作为一架第四代战机,F-35自诞生之日便背上一口沉重的“黑锅”蹒跚前行。当日历翻到2016年的时候,我们有必要再来看看,现在的F-35项目进展到了何种程度?它是否真的如不少军事评论家所言的,是鸡肋?

对F-35的报道不应锁定于其负面消息

F-35战斗机是美国联合JSF项目的产物。JSF项目是美国国防历史上金额最大的一个项目。洛克希德-马丁在竞争中以X-35方案击败了波音公司的X-32,拿下JSF大单。当时就有舆论指出,在JSF落败的厂商很可能将就此退出军机领域。JSF的订单预计将包含2400多架美军三大军种使用的战机(最新的数字是美国军方将采购2443架F-35各型战机),600多架外销的衍生型号。

F-35现有三种型号:

F-35A(CTOL),常规起降型,美国空军采购,用于替代F-16和A-10;该型机的首飞是2006年1月。

F-35B(STOVL),短距起飞/垂直降落型。美国海军陆战队采购。这款机型常常被国内媒体称为垂直起降型,这种表述是不准确的,因为垂直起飞的飞机实战价值很低。F-35B可以通过喷管向下旋转最多90度的方式,实现在两栖攻击舰或地面跑道的短距满载起飞,降落则以垂直的方式进行。

F-35B在黄蜂号两栖攻击舰上进行短距起飞测试,升力风扇打开,尾喷管向下偏转接近90度。

F-35C(CV),舰载型。F-35C是三型F-35中尺寸最大的,因为舰载机需要较大的机翼面积来保持着舰时的可操纵速度。F-35C还大幅度加强了起落架和机体结构。未来它将与F/A-18E/F超级大黄蜂搭档,成为美海军的主力舰载机。

三型F-35在艾尔格林空军基地上空进行演示飞行,从上往下依次是F-35A/B/C型。

F-35的基本定位是隐身攻击机,军方要求机型三军通用以降低成本。但事与愿违,由于信息化程度太高、三军通用设计的硬性约束,F-35在研发和生产过程中出现了超支的情况。由超支导致的军方与生产商之间的博弈又造成了研发的拖延,形成恶性循环。

F-35在国内的受关注度也相当高,但以负面报道为主,例如《美国智库称F-35战机性能不及中俄苏-27》、《F-35项目难逃鸡肋命》、《美军F-35将在2017年部署日本,格斗差无法压制中国》、《美国国内批评F-35意见铺天盖地,洛-马极力辩护》。这些“黑”F-35的文章大体分为几类:国内专家谈F-35,美国非专业媒体谈F-35,智库谈F-35。在整理“黑”F-35的文章时,我们不难发现这样一个规律:非专业媒体多、陈词滥调多。所谓非专业媒体,也就是报道F-35“毛病”的,不是《飞行国际》、《Defense News》这样的专业军事媒体,而是《世界新闻报》、《达拉斯晨报》、《华盛顿观察》等媒体,而专业媒体在报道F-35的时候则注重强调对事实全面客观准确的描述。

梳理针对F-35的负面报道,笔者得出几点初步的结论:

首先是无视F-35的定位,硬是将主要定位于攻击机的F-35拿来和苏-27这样的高性能战斗机来比较。实际上,F-22A才是苏-27系列的主要对手,格斗和近距空战并非F-35的主要用途;

其次是无视最近几年来,尤其是2011年美国国防部重新调整F-35项目以来,F-35在测试、生产和成本削减方面取得的重大进展;

第三,没有注意到作为美军网络中心战中的一个信息化节点,F-35自身所具备的信息化优势和应有定位,仍将其作为一件孤立的武器装备进行比较。

有时候国内媒体报道F-35的片面性令人匪夷所思。4月26日,美国国会参议院军事委员会就F-35项目进行了一次听证会。在这次听证会上,委员会主席麦凯恩将F-35项目形容为”悲剧与丑闻”,这篇新闻随后被大量的国内媒体报道。

事实上,所有关于这次听证会的英文报道的最后一段都有这样一段叙述,即麦凯恩对F-35所取得进步的肯定:“Even McCain, after raging against the program on Tuesday declared that ‘We are making progress...We have challenges that lie ahead, but there has been some significant improvements as opposed to some years ago.’”(http://www.defensenews.com/story/defense/air-space/2016/04/26/f-35-chief-software-bugs-no-longer-threat-ioc/83553372/)

这段描述是麦凯恩对近几年来F-35项目取得的重大进展所持的肯定态度。众所周知,麦凯恩一直对F-35持批评态度,因此他的言论的变化恰恰证明了F-35正在变得更好。

F-35主要受到哪些指责?

作为F-35这样一个大项目,实则是一个“大到不能倒”的项目。确实,从现在的角度看,F-35的三军通用选型是存在问题的,正如麦凯恩指出的,这三个军种的战机需要完成不同的任务,把这些功能塞在一架飞机里是不现实的。

但话又说回来,谁会支持为海军陆战队单独研发一款固定翼舰载机呢?F-35对空军和海军而言都是可有可无的,但海军陆战队如果不借这个机会,恐怕今后就一直是“直升机”的命。所有针对F-35的指责,归咎到一点,就是三军通用的要求。具体来说,这些指责主要集中在三点:

1.成本超支

军方对F-35的首要要求是“用得起”。为了节省成本,军方选择了研发三军通用的机型。但实际结果是,无论是从幅度还是绝对数额来说,F-35都成为了开支超标的“急先锋”。 根据最新的数字,F-35整个项目的成本已经达到1.508万亿美元(包含通货膨胀),其中551亿美元为研发费用,3191亿美元为采购成本。运行与维护成本为1.123万亿,其他费用为48亿美元,可以看出,F-35并不便宜,如果按照3191亿美元的采购成本,单机的采购价格高达1.3亿美元。

2014年,美国政府问责办公室(GAO)表示,F-35机队的运行成本比被其替代的机型机队高79%(F-16/A-10/FA-18/AV8B)。美国政府最新公布的特定采购项目报告(SAR)则称,从2001年至今,F-35项目的成本已经上升了43%。F-35A每飞行小时的花费为3.25万美元,F-16C/D的费用为2.55万美元。由于F-35A的年飞行小时数预期为250小时,F-16C/D的数值为316小时,因此总费用相差无几。

成本超支的主因是研发不顺,而三军通用仍是研发中遇到的最大困难。F-35A研发最为顺利,F-35B则遇到了最大的麻烦,其升力风扇系统过于复杂,在进行高强度测试时屡屡暴露问题。F-35C的前期研发相对顺利,但在上舰测试时遭遇尾钩挂不上航母阻拦索的问题,修改设计使得F-35C的上舰时间推迟了4年之久。在美国,舰载机一直由诺思罗普格鲁曼和波音公司研制,洛克希德·马丁虽然是军用飞机研发的老大,但在舰载机领域确实是个新手。尾钩的问题也是在诺思罗普格鲁曼参与后帮助解决的。还有一些问题,诸如隐身涂料脱落、发动机故障等都属于任何新机型测试都会遇到的问题。

2014年11月,F-35C首次在尼米兹号航母上完成着舰测试,尾钩顺利勾住了阻拦索。

前面罗列的只是硬件方面的问题,作为一台高度智能化的飞行机器,软件在发挥F-35效能方面发挥的作用是任何一款其他战机的飞行软件所无法比拟的。

据报道,F-35机载软件的代码高达800万行,而后期洛克希德·马丁甚至宣布软件代码的编写量达到2400万行,是F-22A机载软件编写代码量的4倍。相比之下,Win7操作系统的代码编写量虽然达到了4000万行,但使用在战斗机上的软件必须绝对可靠,编写和测试需要耗费大量的工时。硬件和软件的研发都遭遇困境,使得F-35的研发周期拉长,成本不断抬升。2006年1月,首架量产型F-35A首飞,3年之后,洛克希德·马丁向空军交付了首架F-35A,但由于机载软件研发的拖延,F-35A形成IOC可能要到2017年。

2.结构超重

结构超重的问题对F-35来说如影随形。结构超重是指F-35生产型的重量超过了设计重量,导致战机的机动性降低,油耗加大,航程减小,一定程度上影响了F-35的格斗性能和战术参数,这是外界对F-35诸多批评中的一条。

F-35的设计重量为12-14吨级,由于超重,实际生产型的重量均提高了一吨。不过F-35的最大起飞重量仍被限制在31.2吨,是一款不折不扣的重型攻击机。空重的增加意味着燃油携带量的减少,F-35各型的作战半径均有所减少。其中A/B/C的作战半径分别为625/635/465海里。这些指标均只小幅超越替代机型或持平。不过F-35准备替换的机型:空军F-16C/D和A-10、海军的F/A-18系列以及海军陆战队的AV-8B都是中型或轻型战斗机。

笔者认为,隐身设计和三军通用的要求是F-35结构超重的主要原因。F-35为求隐身性能,全部武器和燃油都必须内置,自然形成了大直径的机身结构,这也是很多人认为F-35很“丑”的原因所在。直径大的机身必须在内部安装许多加强结构,增重成为必然。三款机型中,F-35B的问题最严重,它需要安装升力风扇及配套的传动装置,整套装置的增重接近1吨。

F-35B复杂的升力风扇和辅助气流喷管虽然拖了项目的后腿,但却是F-35家族中最出彩的一款。

结构超重早在设计阶段便已经被发现,洛克希德·马丁的解决方法是修改部分结构,弱化某些加强结构的设计,甚至取消了F-35B/C的机炮等。有些改动军方可以接受,但有些改动军方非常勉强才接受。到2004年,F-35在设计阶段的整体减重就达到了1.2吨,但生产型的增重仍然达到1吨。为此,军方必须在某些性能上进行妥协。比如,海军陆战队的F-35B型号因为减重设计导致的内部空间减少,再次牺牲了作战半径和着陆时的载油量指标。这两项指标的放松意味着F-35B的滞空时间将减少。

F-35B的动力系统模型在航展上的展示。右侧为升力风扇,通过一根传动轴与主发动机相连。

军方要求F-35三款机型具备85%以上的配件通用性(不过兰德公司曾在一份报告中指出,三型F-35中大约只有25%的部件能够通用,两个数据的差距已经不是技术所能解释的。作为脱胎于美国空军的智库,兰德公司的报告一直强调美国应当拥有顶尖的空军技术,注重突出美军装备的劣势),因此,一型的设计改动都会影响到其他两项。

结构超重会恶化F-35的机动性。国内很多媒体引用了美国兰德公司发布的《空战的过去、现在和未来》报告中的表述,称F-35被认为无法在空战中击败苏-27。但这份90页的报告实际上并不是专题批评F-35的,它预设的情景是2020年,中美两国在台海地区发生空战时,美方的战机与中国的苏-27之间进行超视距和视距空战时,机型交换比的推算。从时点上看,这份报告出台在美国提出”空海一体战”概念之前,应当是为这一概念服务,强调美军使用F-22A反制解放军的A2/AD能力,国内媒体对报告中F-35部分的截取和批评,似乎有断章取义的嫌疑。而且,由于普惠公司的不懈努力,F-135发动机的额定推力和加力推力不断加大,这很大程度上弥补了F-35因为增重而造成的机动性能的损失。

3.五代机“名不副实”?

对于五代机,并无权威定义。由于F-22A最早投入现役,当今五代机的标准是参照F-22A制定的“4S”——“超机动性”、“超音速巡航”、“隐身性”和“超级信息优势”。在洛克希德·马丁公司的官方介绍中,F-35的定位是“第五代”战斗机。但有国内军事评论员指出,F-35不具备超音速巡航能力,属于“瘸腿战机”,也是F-35作为五代机最大的技术短板。

那么是不是缺乏超音速巡航能力,五代机的价值就大打折扣?笔者认为,F-35的价格决定了它只是为F-22A“打下手”的角色。超音速巡航固然有极高的军事实用价值,但实现的成本非常高。世界上唯一能够实现超音速巡航的战斗机是F-22A。F-35的发动机F-135脱胎于F-22A使用的F-119发动机,但是为了满足F-35的巨大重量,普惠公司不断加大F-135的推力,使之成为有史以来推力最大的发动机。F-135的军用推力为125千牛,加力推力高达191千牛,超过了F/A-18E/F所使用的两台F-414的加力推力之和。所以,单发的F-35其实拥有相当强大的动力储备,实现超音速飞行并不是不可逾越的障碍。

作为攻击机,超音速巡航能够帮助其迅速接近和脱离战机,躲避敌方的空空导弹,但如果能够依靠优异的电磁隐身性和低空高速突防,那么超音速巡航能力的缺失未必就是F-35的硬伤。笔者认为,F-35在实施“踹门”任务时,主要依靠的就是其兼具隐身性能和高亚音速飞行性能的突防能力。如果发生大国之间的战争,首轮打击肯定不会让F-35执行;如果是在中东等热点地区执行战斗任务,那么F-35现有的能力已经绰绰有余。

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