為什么軍用飛機(jī)要不斷改進(jìn)升級？

一款全新的飛機(jī)平臺，從探索其基本概念，到完成設(shè)計，到制造出樣機(jī)并試飛，最終定型，開始批量化生產(chǎn)……期間不僅要耗費(fèi)資金，而且通常要?dú)v經(jīng)十幾年甚至幾十年時間。

面對巨大的經(jīng)濟(jì)和時間成本，考慮到氣動外形/飛行控制和結(jié)構(gòu)設(shè)計制造技術(shù)的進(jìn)步周期，無論是型號設(shè)計師和用戶都希望一款先進(jìn)的產(chǎn)品，能夠服役盡量長的時間，至少是二三十年或更久。

但另一方面，二三十年的時間跨度，也足以讓各類機(jī)載設(shè)備、武器等技術(shù)和裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大幅度的性能提升——特別是對于一些偏重于電子功能的產(chǎn)品，這甚至意味著兩到三代的性能差距。

不難想象，如果一款戰(zhàn)機(jī)放棄了升級換代，將導(dǎo)致在探測/干擾/攻擊等能力上大幅度落后，那么哪怕與其對手有著同等、甚至較優(yōu)的飛行性能，實戰(zhàn)中也必然處于下風(fēng)。

如果早期版本的F-16（上圖）碰上后期改進(jìn)型F-16（下圖），結(jié)局只能是一邊倒地輸?shù)簦M管二者的飛行性能高度相似。

要較為妥善地解決這個矛盾，合理、持續(xù)的升級改進(jìn)是唯一的辦法。

以F-16為例，該機(jī)最早只是一種既不具備全天候作戰(zhàn)能力、也不具備超視距作戰(zhàn)能力的晝間格斗機(jī)種；但通過不斷改進(jìn)，該系列中的最新三代半改型，至今依然具備相當(dāng)?shù)膽?zhàn)場威脅性。

在大多數(shù)情況下，現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)的改進(jìn)一般不會對氣動外形作出較大的改動。這主要是基于兩方面的考慮：

因此現(xiàn)代軍用戰(zhàn)斗機(jī)的氣動外形修改，通常是為了適應(yīng)機(jī)載設(shè)備、配套武器等必須要素所做的“微調(diào)”。除此之外，能不動則盡量不動。

現(xiàn)代先進(jìn)飛機(jī)多采用主動相控陣?yán)走_(dá)。

這些涉及氣動外形的“微調(diào)”包括：

而相較于外形的變化，內(nèi)部的機(jī)載設(shè)備、配套的新型武器才是改進(jìn)重點(diǎn)——特別是火控雷達(dá)、導(dǎo)航通信、電子戰(zhàn)、機(jī)載任務(wù)系統(tǒng)、座艙顯示交互系統(tǒng)等。

  插播一則廣告 

《航空知識》2022年合訂本

火爆發(fā)售中！

點(diǎn)擊此處 立即訂閱

20世紀(jì)八九十年代之后，以超大規(guī)模集成電路為代表，電子工業(yè)出現(xiàn)了爆發(fā)性的進(jìn)步，而且產(chǎn)品性能升級周期越來越短。

與此同時，隱身飛機(jī)等設(shè)計使用空前復(fù)雜的全新產(chǎn)品也開始服役……這就帶來了一系列問題。

其中最緊迫的問題有兩個：

因此，近二三十年內(nèi)設(shè)計的飛機(jī)在改進(jìn)趨勢方面，都在不斷調(diào)整以往的總體規(guī)劃和設(shè)計原則，這些原則中最重要的為以下兩點(diǎn)：

首先，在最初的機(jī)體平臺設(shè)計工作中，后續(xù)改進(jìn)工作的便利性已經(jīng)被放在了非常重要的地位。

譬如，在機(jī)身內(nèi)部空間的保留和分布，液氣電力管道線纜的接口布置、熱管理等方面預(yù)留了大量改裝余地；對各類機(jī)載設(shè)備，也多采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計，使得后續(xù)升級工作能在一個基于開放化和通用化的體系中迅速完成。

F-35座艙已經(jīng)高度模塊化。

尤其是，在這些新平臺的電子系統(tǒng)中，作戰(zhàn)功能的定義很大程度上是通過軟件實現(xiàn)的，這極大地降低了對于專用硬件的依賴。而相關(guān)性能指標(biāo)的提升、新功能的添加，都可以通過計算器件的更換和添加、軟件的升級來實現(xiàn)，達(dá)到了快速、靈活且成本較低的目標(biāo)。

其次，通過升級改進(jìn)，讓戰(zhàn)機(jī)從設(shè)計之初的少數(shù)性能指標(biāo)占優(yōu)，轉(zhuǎn)向綜合使用性能的增強(qiáng)。

現(xiàn)代軍用飛機(jī)正變得越來越復(fù)雜，很多使用中的問題往往是設(shè)計之初所無法預(yù)見，或者在當(dāng)時技術(shù)條件下無法滿足和解決的。

這些問題的解決都有賴于后續(xù)的改進(jìn)。當(dāng)然，這些工作往往不會體現(xiàn)在最大速度、雷達(dá)最大探測距離等直觀的主要性能指標(biāo)中，但對于實際使用中的作戰(zhàn)效能影響巨大。

比如不少飛機(jī)在設(shè)計之初，無法很好地滿足“高強(qiáng)度連續(xù)出動”這一需求——設(shè)計師基于保守的傳統(tǒng)設(shè)計原則，不重視戰(zhàn)機(jī)在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的熱加油能力。

而現(xiàn)在，這已經(jīng)是新一代飛機(jī)或者新改型飛機(jī)的重點(diǎn)改進(jìn)方向。

在未來相當(dāng)長一段時間內(nèi)，有人機(jī)將作為指揮者與無人機(jī)協(xié)同作戰(zhàn)。而對無人僚機(jī)或者無人機(jī)蜂群的指揮能力，將會是當(dāng)下先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)的重要改進(jìn)方向。

最后，目前全球先進(jìn)國家正處于從傳統(tǒng)有人戰(zhàn)機(jī)時代向無人戰(zhàn)機(jī)時代的過渡階段。這一階段同時也是空戰(zhàn)體系從傳統(tǒng)中心節(jié)點(diǎn)式結(jié)構(gòu)向“去中心化”結(jié)構(gòu)過渡的階段。

因此，現(xiàn)有的先進(jìn)有人戰(zhàn)機(jī)從改進(jìn)趨勢上來說還有一個重要方向：電子戰(zhàn)節(jié)點(diǎn)與無人僚機(jī)指揮平臺。

未來，先進(jìn)戰(zhàn)機(jī)平臺將通過偵察、通信、干擾、任務(wù)計算能力的大幅度強(qiáng)化，依托高速數(shù)據(jù)鏈和通信網(wǎng)絡(luò)相互協(xié)作，增加并強(qiáng)化信息偵察分發(fā)、戰(zhàn)術(shù)指揮功能，從以往純粹的信息接收和武器投放平臺轉(zhuǎn)化為空中信息指揮平臺。