初露端倪

2016-07-14 16:18:22 航空世界 2016年3期

温杰

2015年岁末,诺斯罗普·格鲁门公司在加利福尼亚州的帕姆代尔首次向媒体展示了下一代空中优势战斗机(NGAD)的全新设计概念,旨在替代美国空军的“猛禽”和美国海军的“超级大黄蜂”。这两种可选有人驾驶的无尾战斗机设计概念重点突出了使用激光武器摧毁目标的能力,引发了外界的高度关注。

诺·格公司的设计概念显示,这种无尾、超声速战斗机采用了后掠翼,有可能在战斗机的机动性、速度和隐身方面取得新的突破,不同于早期发布的一些第5代战斗机(美国现称6代机)概念。然而,即便在推力矢量技术日益成熟的情况下,这种超声速飞翼式战斗机仍将面临着棘手的技术挑战。

诺·格公司充分利用了多年来在飞翼设计方面的技术积累,在两种概念的细节设计上反映出B-2轰炸机和X-47B验证机的一些特点。粗略来看,F-X概念在总体构型上更像是一架缩小的B-2轰炸机,而F/ A-XX概念则更多地承袭了X-47B验证机的一些气动布局,但考虑到空军和海军在任务需求方面的差异,两种方案在机身、机翼、推进系统等许多方面还存在明显不同。

值得注意的是,诺·格公司在想象图中描绘了隐身战斗机使用激光武器攻击多个目标的场景。与此前几代空中优势战斗机不同,5代机的总体构型在初始设计阶段将直接受到如何集成定向能武器的影响。尽管激光技术趋于小型化和从笨重的化学激光武器系统转换到固态电子激光武器系统,但全系统的热管理仍然是关键。

随着美国空军和海军对第5代战斗机的兴趣与日俱增,诺·格公司正在加速发展定向能武器和热管理等关键技术。对此,诺·格公司航空航天系统分部总经理汤姆·韦斯在面对媒体时表示,如果能在热管理技术领域取得革命性进步,诺·格公司就可以将所有这些品质有效地结合在一种平台上,就有可能最终赢得美国空军的F-X计划和美国海军的F/A-XX计划。他强调这些研究是针对性创新的一部分,同时也是竞争第5代战斗机计划过程中不可或缺的一项重要工作。

实际上,诺·格公司很早就开始探索下一代战斗机的发展。早在2009年,美国空军在第5代战斗机酝酿初期曾经公开过诺·格公司的一种设计方案,想象中的下一代战斗机通过发射高能激光束,不仅可以摧毁空中目标和地面目标,甚至还能对后方目标实施强烈干扰,显示出定向能武器的灵活性。

多年前,诺·格公司按照美国海军研究办公室的海上激光器验证计划,已经研制出一种固态激光武器系统,经过初步测试后已经安装到“庞塞”号两栖船坞运输舰上,接受验证测试。但是,激光武器投入实用除了必须提供足够功率的电力外,面临的一个挑战是如何应对工作时产生的巨大热量。为了保证激光武器达到低温要求,避免故障发生和过早地失效,必须在热管理技术和冷却技术等方面加大投入,尽快取得突破。

与电磁辐射、先进的定向能武器和生存能力等要素相比,热力学管理和控制水平毫无疑问成为赢得第5代战斗机竞争的一个重要衡量指标,将发挥至关重要的作用。韦斯指出,当前最先进的激光器的转换效率只能达到32%~33%。这意味着如果生成一束1兆瓦能量的激光,由此会产生2兆瓦的热量。这样,飞机设计过程中将面临一系列挑战:这2兆瓦可以做什么?将激光器安装在哪里不会使机体产生炽热?因此,战胜这一挑战将是最终实现NGAD设计的重要一环。

目前,诺·格公司对于5代机的研制需求有所了解,但还有一些事情并不清楚,比如它需要飞多远、飞多快、配备何种武器、具有怎样的机动性和生存力?为了找到这些答案,诺·格公司的先进设计团队正在逐步建立起模型和仿真能力,力求通过不同解决方案来达到一个目的,即在特定时间和特定空域内有效地掌握制空权。