說起F-22戰機,各位軍迷一定并不陌生。這款戰機于上世紀80年代便開始立項,明確了五代機的4S標準——“隱身”、“超音速巡航”、“超機動”和“超視距打擊”。直到幾十年后的今天,也鮮有戰機可以達到這幾點,就連美軍的新一代五代機F-35,也不敢說有和F-22一戰的能力(F-35為了節約成本強調多用途,最大航速僅為1.6馬赫,臃腫的機身,空優能力實在不敢恭維)。
但是,卻有一款戰機被公認為有和F-22一戰的能力,那就是當時其競標對手YF-23“黑寡婦”戰機。這款戰機有著比F-22更加科幻的外形,更加跨時代的技術,那么,為何最后的贏家卻是F-22呢?筆者認為主要有兩方面原因。
一個方面是兩款戰機設計理念不同。目前五代機的“4S”標準是根據F-22的性能所規定的,但是YF-23的標準和其不同,YF-23所追求的理念,是絕對的隱身與速度。為了追求絕對的隱身,YF-23甚至放棄了傳統四尾翼轉而采用兩個V型垂尾,這也使YF-23整個機身只有4個翼面。這樣簡潔的機體,不僅對隱身有很大好處,并且還減輕了結構重量,減小了飛機的飛行阻力。
在F-120發動機的加持下,YF-23曾經在試飛中,沒開加力就達到了1.5馬赫的速度。但遺憾的是,這些設計卻使得這款飛機機動性差強人意,翼面的減少意味著飛機操控性降低(偏航、俯仰、滾轉等全得靠尾翼),為了保證飛機的操控性,YF-23的垂尾設計非常大,可是又要兼顧隱身,所以將垂尾向外傾斜40度。這些導致了這款戰機在大迎角狀態下機動性大打折扣,而且基本與“過失速機動”無緣。而F-22相對而言能力比較全面,機動性比YF-23高出幾個等級。
再一個方面就是成本。盡管看著F-22項目已經很“燒錢”了,但YF-23項目則可以說是真正的無底洞。這一方面主要又可分為兩點——發動機成本和飛控成本。的確,F-22采用的F-119矢量發動機很先進,也很貴,但是比起后者的F-120就是小巫見大巫了。為了達到超高的速度,F-120發動機是采用變循環技術的發動機,在超音速狀態下,這款發動機的涵道比接近于0,基本可以視為渦噴發動機。
在亞音速狀態下,最大涵道比基本是0.3,恢復為了一款渦扇發動機(參考另一架采用變循環技術的SR-71黑鳥戰機)。這項技術放到現在來說也十分超前,即便是有SR-71經驗的美軍,目前也不敢說吃透了變循環技術,可見其“燒錢”程度。
而在氣動設計方面,打算引領時代潮流的YF-23也沒讓人失望,為了保證在如此少的翼面下維持飛機的操控,YF-23充分體現了一物多用的理念。就拿襟翼來說,YF-23的襟翼作用已經遠遠超出了傳統襟翼的范圍,同時還“兼職”減速板和阻力方向舵。前文也提到,兩個大垂尾也一同控制偏航、俯仰等動作。
但這些看似“高效”的設計卻并不簡單,為了達到應到的標準,YF-23需要吹大量的風洞,飛控系統也將變得十分復雜,一個小小的修改,都會牽一發而動全身,這都使研發成本和風險直線上升,美國空軍自然更傾向于采用常規布局的F-22戰機了。(作者署名:精英出鞘)