2016年珠海航展,那是一个毕生难忘的时刻。当歼20战斗机呼啸着划破长空,首次在公众面前惊艳亮相时,现场的气氛瞬间被点燃,所有人都被这架先进战机的强大气场所震撼。那时,歼20还被大家戏称为“黑丝带”,就是四代的意思。这个称呼背后,其实隐藏着战斗机分代标准的有趣故事。如今,歼20已被公认为第五代战斗机,这其中的转变,就要求我们深入探究战斗机分代的细节。
战斗机的分代,最初我们所说的“黑丝带”,是基于经典版的美国战斗机分类标准。在这个标准下,F-22、F-35、苏57和歼20同属四代机。
回溯历史,以冷战时期美苏对抗阵营为视角,战斗机的分代清晰呈现。美国的三代机采用高低搭配,F-15、F-16便是代表,苏联则是苏27和米格29,它们活跃于上世纪七八十年代。二代机的代表,美国是F-4,苏联为米格21,研制和服役时间在上世纪五六十年代。一代机的代表,美国是F-86,苏联是米格15,出现在上世纪40年代后期。
在这之前,像F-80、米格9以及更早的“流星”和Me262等喷气式战斗机,若要分类,可暂且算作零代或者不入代。要是把这些始祖喷气式战斗机归为一代,那么这种分法下战斗机也可分为五代。
然而,苏俄阵营有不一样的分法。他们把以米格23为代表的可变后掠翼战斗机单独分为一代,其研制和服役时间是上世纪六七十年代。按这种标准,美国经典的F-14也应归到这一代。但必须得说,没有一种分代方法是完美无缺的。
始祖喷气式战斗机:始祖级喷气式战斗机Me262和“流星”诞生于二战期间,解决了战斗机从螺旋桨到喷气式的有无问题,飞行速度远超螺旋桨飞机,不过其推重比和可靠性欠佳。随后,美苏研制出F-80、米格9等初代喷气式战斗机。它们大多采用平直翼或机翼后掠幅度较小,最高速度一般在0.7到0.8马赫。
第一代战斗机:上世纪50年代朝鲜战争时期,F-86和米格15登场。这两款飞机采用机头进气,有明显后掠翼,更注重高速飞行的性能,极速可达0.9马赫左右,仍不能超音速。真正突破音障的是美国的F-100和苏联的米格19,不过按照美国经典四代分法,它们未被单独分为一代,而是与F-86和米格15一同被归为正统的第一代机,从外形看,它们是F-86和米格15的进化改进版,拥有更大的后掠角,依旧是机头进气。
第二代战斗机:以在越南战场对决的F-4和米格21为代表的第二代战斗机,外形变化显著。机头因装上雷达不再平秃,机翼采用三角形或近似三角形的前缘大后掠流线型机翼,大幅度的提高高速飞行性能,普遍能达到两倍音速以上。
但这种流线短小的机翼,虽利于高速飞行减小空气阻力,却不利于低速飞行时的盘旋和操控,升力不足,F-104就是典型例子,因其低速机动和操纵性能差,事故率高,得了个飞行棺材的绰号。
第三代战斗机:为解决高速和低速飞行性能的矛盾,可变后掠翼设计应运而生。在低速飞行时展开机翼便于机动操纵,高速飞行时收起机翼减小阻力,这种设计不仅用于战斗机,轰炸机也有采用。但后来发现,可变后掠翼复杂的机械结构增加了维护成本。
随着发动机推力提升,使用正常适中程度机翼布局的战斗机也能实现高低速性能的平衡,比如F-15就一直沿用至今。按照旧美标,F-14、F-15、F-16属于三代机,新美标则归为四代机,它们都实现了高低速性能兼顾,且都使用涡扇发动机,相比之前的涡喷发动机,小涵道比的涡扇发动机兼顾了高速性能与省油,让三代机拥有更远的航程和作战半径。
在三代机内部,技术也在一直在升级,如F-15到F-16,进气道从独立外显逐渐变为一体化融合。苏联的苏27、米格29也有类似改进。苏联及后来的俄罗斯在苏27基础上一直在改进,苏35这种带矢量推进的被称为三代半或者四代半,欧洲的台风战斗机同样被称为三代半或四代半,它还拥有超音速巡航能力,这也是下一代战斗机的标准能力之一。
第四代(新标准第五代)战斗机:当今世界现役顶级战斗机,按旧标准的四代机,新标准的五代机,以开山之作F-22为代表,拥有4S性能标准,即隐身、超机动、超音速巡航和超视距攻击。F-22诞生后在模拟对抗训练中表现卓越,多次让前一代王者F-15惨败。
不过,由于俄国人在可变后掠翼战斗机那里多分了一代,在战斗机代称上占了便宜。于是,美国人在2009年也将自己的战斗机分类标准改为五代。
如今,不管是美标还是俄标,对于各大国现役主力的四五代战斗机分代已无歧义。但F-22引领的4S标准,五代机们并非都能完全达到,比如美国自己的F-35,在超机动和超音速巡航方面就存在争议。
不过,F-35在电子智能化水平上有很大提升,在后续批次还计划换装可变涵道比的涡扇发动机,以优化发动机在不同速度状态下的工作效率,进一步增大航程和作战半径。
战斗机分代标准的演变,反映了航空技术的慢慢的提升。从最初解决有无问题的始祖喷气式战斗机,到如今追求极致性能的五代机,每一代的更迭都伴随着关键技术的突破。分代标准虽然在不同时期、不同国家存在一定的差异,但总体趋势是朝着更先进、更强大的性能发展。
随着科技的快速的提升,相信未来战斗机还会给我们大家带来更多的惊喜,而我们也将持续见证航空领域的伟大变革。就像2016年珠海航展上歼20的亮相,那不仅是一款战斗机的登场,更是一个时代航空技术进步的象征,让我们对未来战斗机的发展充满期待。
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