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主题:茗谈(108):二次山寨 -- 本嘉明

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家园 《茗谈108》-6

有人在上海的船厂里拍到这张照片,据“汉和”说,是在建的081,满载3.5万吨。从照片上看,似乎会装备弹射器(红圈内)。

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这种吨位的“轻航母”或“两栖攻击舰”,要不要配备弹射器?

首先我们要明确,目前航母弹射器分两大类。大型弹射器,以美军现役的C-13-1蒸汽弹射器为代表,滑道长76米,能弹射重型空优舰载战斗机和预警机。小型弹射器,一般滑道长50米,最多能弹射12吨左右的舰载机。

澳大利亚的“墨尔本”号旧航母卖给中国拆解时,船上有小型弹射器,可能是早期的英国版液压型弹射器或蒸汽弹射器。而巴西的“圣保罗”号中型航母,装备了美制的蒸汽弹射器,曾找中国军工协助修理,可见中国军工企业至少掌握了小型旧式蒸汽弹射器的制造技术和现役蒸汽弹射器的修复技术。至于电磁弹射,美国已经在下一代重型航母上安装了,中国就算落后一点,无非是功率上还比较小,样机应该已经完成了。

对于4万吨以下的航母或“两栖攻击舰”,配备“大弹射器”(大弹),是不合适的,无用武之地。但对于最多3.5万吨的081而言,我赞成配置2-4具“小型弹射器”(小弹),现在弹射轻型攻击机,将来弹射无人机。

(一)

就舰载军用飞机而言,如果我们把它们比作地面战斗部队的话,那么,重型的歼-15和未来的歼-31就是这个:

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而舰载军用直升机(不论是大舰小舰),是这个,虽然又灵便又养眼,但活动半径小,体能差,作战不能持久-----从秦始皇到今天,有看见直升机击沉海面舰只的吗?

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而小本我建议的“中石”舰载型,就是下面这个。简陋是简陋点,倒还是纯爷儿们:

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这个“中石(海)”,三维尺寸是美国现役A-10攻击机的约90%,大约是长14.5米,翼展15.5米,高4.5米(由A-10的双垂尾改为单垂尾,所以净高度较高),机身(主舱)宽1.2米。全机空重8.4吨,最大(弹射)起飞重量13.5吨,最大(垂直)降落重量9.6吨。飞机为全电传动,配备有国产623型6管23MM航炮,另可以携带外挂的火箭弹巢和小型灵巧炸弹,红箭-10反坦克导弹,和霹雳-5E/天燕-90等空对空导弹。

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上图:“中石(海)”三视图,左面为机腹面,前部2台升力发动机通过矢量喷口可以向任意方向喷气。

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以色列研制的小型灵巧炸弹,专用于轰炸加沙城。

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上图:战斗机的发动机,其实都是这么点儿大,占地方的是进气道。

这款飞机,可以由081上的“小弹”弹射起飞,完成任务后在“少油轻载”的情况下,垂直降落归舰。

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YAK-141的起降原理图。

当然,这款飞机仍然带有尾钩,紧急时(比如某台发动机有损坏时)可以就近在大型航母上以阻拦索降落。

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(二)

“中石(海)”的动力系统,分为2部分:发动机短舱里的2具主发动机,和驾驶座后面的主舱里配置的2台升力发动机。

说到动力,我们先岔开一笔,我们拟议中的“中石(海)”的动力系统,其实是为中国未来的无人机系列开路的。从美国的现状来看,无人作战飞机用的涡扇发动机往往是从(有人驾驶)军用飞机发动机衍生而来,例如X-47B就使用了原来为F-16研制的F-100衍变过来的F100-220U涡扇发动机。从舰载无人战机本身的特性和作战环境的特点来看,其发动机应该具有耗油率低、推重比大、研制采购成本低、易于维修、适合长期存放等特点。而中国现有军用飞机装备的发动机,适合在无人战斗机上使用的几乎没有。无论是俄罗斯的AL-31F还是国产的“太行”,都太大太贵,并不适合在无人机上使用。而中航工业2012年在珠海航展上披露的“岷山”发动机,更符合无人战机的需求。

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上2图:“岷山”发动机

“岷山”发动机最大起飞推力可达4700公斤力,高于乌克兰的AI-222-F25(约4.2吨推力,即教练-10,L-15所配置的发动机),具有推重比高、飞行包线宽、起动高度高、加速性能好等突出特点。

“岷山”发动机在设计与制造方面采用了可靠性高、成熟度高的乌克兰技术,除了推力上比F100-220U的7.2吨要低以外,也算是现在国内目前比较适合无人战机的发动机。

“岷山”发动机的外形尺寸,可以同AI-222互换,所以不会大于AI-222的2.23米X直径1.09米。

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上图:AI-222

而且“岷山”是个系列工程,向下缩微,还有一个“岷江”项目,推力约为3.4吨,正在研发。

“中石(海)”的发动机短舱尺寸为2.95米X直径1.15米,可以容纳一台“岷山”发动机。这2台“岷山”发动机作为主推进发动机,本身不具备矢量喷口,由液压装置转动发动机短舱,实现90度甚至更大角度的倾转。

而在机身前部,飞行员座位后面,则安装2台“岷江”。由于“岷江”的单台直径在0.75米左右,而机身宽度只有1.2米,因此2台升力发动机前后错开。“岷江”发动机不是垂直安装,而是45度角倾斜安装,而且喷口是矢量推力喷口。

矢量推力喷口是个高难度技术,美国在F-35上使用的矢量推力喷口,还是从俄罗斯购买的技术。

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上2图:为雅克-141研发的矢量喷口。

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这么好的技术,卖给了F-35这个黄世仁。

中国军工在大推力矢量喷口技术上还不过关,但在这么小功率(推力3.4吨)的发动机上(喷口的每次倾转角度要求不高,而且升力发动机要求随时能点火,每次启动后的运行时间倒不长,尾焰对矢量喷管的烧灼时间短),那还是有希望做到的。

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“岷江”的斜45度角安装有几个目的。首先,是在高速水平飞行时,容易进气,也防雨。其次,这2台“岷江”有了矢量喷口,如虎添翼,已经不再是单纯的升力发动机。在垂直降落时,“岷江”可以借助矢量喷口,向下垂直喷气;在水平飞行时,“岷江”借助矢量喷口,可以向半球内多个角度喷气,从而极大地丰富飞机的战术机动能力,既可以做出类似于苏-35的“摊大饼”机动,也容易从螺旋失速中解出螺旋;甚至在尾翼受到破坏无法操控飞机的俯仰和转向时,可以依靠4台发动机的配合,夺回部分操控能力,带伤离场。

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即便2台主发动机都被击毁,“岷江”的矢量喷口可以延伸出机身,在机腹下向后喷气,作为预备推进动力,帮助飞行员脱离战场,寻找备降机场降落,至少给飞行员跳伞提供时间。

(三)

“中石(海)” 空重8.4吨,最大(弹射)起飞重量13.5吨,其中包括机内油箱载油2.7吨,再去掉飞行员体重和1500发航炮备弹,剩下的“外挂加机舱内载荷”,共有2吨左右,携带弹药(火力)的能力不强。

加上A-10原来的设计,就是时速200公里到700公里之间,适合低速低空飞行,擅长攻击地面活动目标,直升飞机,巡航导弹和其他低速无人飞行器。

所以“中石(海)”空战性能并不优越,其主要作用,不是提供081的舰队制空能力,而是针对日韩的“直升机准航母”,压制对方准航母携带的武装/反潜直升机。“中石(海)”继承了A-10原有的优点如:

1)平直下单翼,机翼面积大,从而操控性好,升力大,前线起降能力强,航程远,滞空时间长。

2)低空低速能力优异,特别适合攻击地面目标和敌方直升机,能很好地同本方的先进武装直升机协同作战。

3)皮实,对抗地面火力的生存力强,任务完成率高。

4)维修简易,大量的机身零件可以左右互换使用,出勤率有保障。

5)造价低。(1982年美军采购的A-10C造价为960万美元,算是美军里少有的“经济适用男”)

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归纳起来,“中石(海)”的用途有:

1)大量使用“岷山”系列涡扇发动机,在实践中发现问题,逐步完善。

2)使081轻航母(两栖攻击舰)多一种舰载作战平台,对敌斗争的手段更多样。

3)在081上只需要弹射起飞,不需要阻拦索装置协助降落。当然为安全计,最好是2艘081“双胞胎”出动,其中1艘有2-3条小型弹射器滑道,另一艘有2条滑道+阻拦索。每架“中石(海)”需要4台发动机都正常工作,才能垂直降落,万一有若干发动机异常,可以利用阻拦索异舰降落,修复发动机后垂直起飞,短途飞行回到本舰。

4)作为舰载空优战斗机(如歼-15)的初级教练机,让初级飞行员熟悉航母弹射起飞和阻拦索降落操纵技术。这比起动用歼15教练型,费用低安全性高,见习飞行员可以多练习几次。

5)预见到美国下一代高速直升机(X-2,X-49)的列装,预先准备对抗手段。

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上图:研制中的X-2

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上图:2007年开始试飞的X-49Speedhawk,美军计划把西科斯基家族的现役军用直升机都要这样改造尾翼,以大大提高航速。

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上2图:目前世界上最大的军用无人直升机MQ-8C,长12.6米,高3.3米,最大起飞重量2.7吨,最大载荷0.45吨,最大航速250公里/小时;0.27吨载荷时可以飞行11小时。

6)“中石(海)”造价低,可以大量列装,随081在南海长期驻守,巡逻海疆,宣示主权,遇敌优势战斗机攻击则呼叫空优战斗机支援。

7)为“中石(陆)”(即陆航型,航空军型,其他警用民用型,无人机型)做研制和生产上的准备。

8)“中石(海)”对于脱离美国航母舰载机或陆基空优战斗机保护的敌舰(如“自由级”濒海舰),有一定的威胁力,既可以打击敌舰所携带的小型直升机,也可用反舰导弹直接攻击敌舰(“中石(海)”一次可携带2枚YJ-91)。

9)民用型“中石(海)”可以装备在“海警101”等万吨级执法船上,以弹射起飞或垂直起飞的方式出动。由于比直升机航程远,速度快,留空时间长,飞行高度高,天候适应力强,因此执法的效果更好。海上救援时,可以由“中石(海)”率先出动,大面积搜索,发现目标后指引救援直升机直线飞抵。

本嘉明:茗谈(108)-2:海警101

本嘉明:三谈小飞机-4

10)虽然有4台发动机,但出于同一系列,维护较简明,很多检测设备和补油补液/气设备,可以合并使用,只是补的量不同而已。

(四)

“中石(海)”的机翼宽大,外挂的适应性很高,但主要的武器,还是标配的623航炮。

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上图:中国现役的23MM X 3 航炮。

623是23MM x 6管航炮,结构类似于美军的“M61A1”6管20MM航炮:

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M61A1每分钟可以发射6000发炮弹,在长期的使用中,证明了极高的可靠性,在美军现役的主要作战飞机上都有装备。

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由于是6管轮流开火,因此后坐力并不太过分,意大利的轻型攻击机AMX,空重仅6.7吨,也配备了M61A1:

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中国的623型虽然换用了23MM口径机关炮,但对于空重8.4吨的“中石(海)”,也是可以承受的。(按苏式制式,20MM x 99MM航炮炮弹净重普遍为100克/发;23MM x 115MM 炮弹200克;25MM x 218MM 炮弹305克。而美军在A-10上用的30MM x 173MM 贫铀穿甲弹,660--730克。)

而且623是全电驱动,可以把整个航炮系统整合在一个弹药荚舱里,吊挂在机翼下使用,美军当年的F-4战斗机装备空对空导弹后,把机炮省了,在越战中吃了大亏,不得不以荚舱方式在F-4上额外装备M61A1,如果备弹1200发,荚舱总重733公斤;如果备弹1720发,总重780公斤。

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结果在实践中美军发现,荚舱携带的M61A1航炮组,在飞行员摁动射击钮后,会延迟0.5秒才反应过来开火,而且电驱动的先天不足,使开火头1秒无法达到最高射速,在空中缠斗时,这可是太坑爹了。而“中石(海)”如果是携带第二个航炮荚舱,备弹600发,担当“火力艇”角色对地攻击的话,慢个半秒也就无所谓了。此时“中石”这个“小强”(小型强击机)拥有12管航炮,对付重型坦克以外的空中/地面目标,火力还是很猛的。

当然,如下面2图,这么强悍一点也行啊。

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B-25机头,看来应该叫“NB-25”。

本嘉明:茗谈(六十八):双胞胎“宝船”

本嘉明:<李锅(21)>:宝船

本嘉明:《茗谈》105:四谈"小飞机"-WIG

本嘉明:茗谈(88):东风下海

本嘉明:茗谈(70):航空军

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