宏亮瞻局｜我國兩栖攻擊艦浮現，艦載戰鬥機如何選擇（上）
如果說美國海軍的核心作戰平臺是超級航母，那麼作為獨立軍種存在的美國海軍陸戰隊，其核心作戰平臺就是大型兩栖攻擊艦。2017年初，美陸戰隊第3遠征部隊下轄的“黃蜂”號兩栖攻擊艦進駐日本佐世保，
而在東北亞，另外一支具備強大立體兩栖投送與作戰能力的海軍陸戰隊也正在快速崛起。2017年4月，繼第一艘國產航母下水後，美國《國家利益》網站又報導稱中國首艘兩栖攻擊艦075型也將在2020年完工，一時間國內媒體與網路紛紛轉載，《科技日報》與《環球時報》等甚至還就此話題採訪了多位元海軍專家。
中國兩栖攻擊艦想像圖。
實際上，中國啟動自己的兩栖攻擊艦專案早有明確跡象，早在2013年11月13日，CCTV-4中文國際頻道播出的《今日關注》節目中，著名軍事專家、海軍資訊化專家委員會主任尹卓少將就曾明確表示，
值得注意的是，黃蜂級日常可搭載6至8架AV-8B“海鷂”或F-35B“閃電2”垂直/短距起降戰鬥機，
美國海軍現役黃蜂級埃塞克斯號。
然而，國外媒體的相關傳聞卻表明中國海軍很可能早有準備。日本《朝日新聞》就曾在2009年報導稱，中國首架垂直起降戰鬥機“殲18”已經研製成功，並在內蒙古某秘密軍事基地順利試飛。
“殲18”虛實
據英國《簡氏防務週刊》透漏，沈飛曾在“軍用專案發展計畫”中展示過一款垂直起降飛機的遙控模型，外界此前普遍認為它“僅僅是個模型而已”。但2012年10月31日首飛的殲31隱身戰機改變了許多人的觀點。《簡氏》報導稱，2011年9月，在中國航空工業集團主辦的無人機比賽中，沈飛展出了一款隱身戰機的遙控模型，後來證明它正是殲31隱身戰機的第一次對外展示。《簡氏》按此邏輯推測，首次亮相的垂直起降戰機模型同樣預示了中國新型戰機的未來發展方向。
該報導甚至還猜測，沈飛的模型並非中國唯一的垂直起降戰鬥機計畫，因為早在2005年，就有所謂“消息人士”向《簡氏》透露，成都飛機工業公司也在考慮類似F-35B的專案。《簡氏》據此認為，中國軍方正鼓勵這兩家航空企業展開競爭。
沈飛的模型照片表明，該公司的垂直起降戰鬥機採用鴨式佈局和外傾式雙垂尾，明顯經過隱身設計，由兩台發動機提供動力，機腹下則有專用的升力風扇提供垂直升力。這種設計與F-35B相似，只不過F-35B只用一台F-135發動機驅動升力風扇，中國的類似機型則是採用雙發佈局。
《簡氏》並未透漏更多該型機的技術性能。不過從該刊描述的機型特點來看，如果此項目確實存在的話，應該就是2009年《朝日新聞》所稱的殲18“紅鷹”。《朝日新聞》的消息來源則非常可疑，日本人實際上是把2008年一條所謂轉載自美國《防務新聞週刊》網站的報導重新包裝後刊登的，原報導荒誕不經，聲稱“殲18”最大起飛重量高達47噸，最大載彈量12.5噸，作戰半徑為2200千米，最大飛行速度2.5馬赫，且具備超聲速巡航能力及超機動性。上述資料顯然經不起任何推敲，而且內蒙古也根本沒有中國空軍的試飛基地或廠家試飛基地。
動力選擇
儘管有關“殲18”的消息缺乏實證。但在大型兩栖攻擊艦服役後，中國也的確需要一款中國版的“海鷂”或F-35B。因此，有理由相信相關預研甚至型號方案確實存在，下文也暫且並不嚴謹地用“殲18”指代中國可能在研的垂直起降戰鬥機。我們在此將要重點探討的是，中國需要什麼樣的垂直/短距起降戰鬥機，以及通過何種管道獲得該機型。
與常規動力佈局的戰鬥機相比，垂直起降戰鬥機的技術難點主要在三方面：一是具備推力向量技術的高推重比大推力渦扇發動機；二是為實現垂直起降而專門研製的特殊動力系統方案；三是能夠滿足垂直起降特殊氣動要求的飛控軟體，三者缺一不可。近年來隨著中國航電系統的一系列重大突破，相關飛控軟體的研製應不成問題。但發動機和整套動力方案對中國航空工業部門來說仍是巨大挑戰。
高性能渦扇發動機一直是中國航空工業的短板。據外媒報導，中國正在研製的渦扇15最大推力達到18噸級，推重比約為9。作為計畫裝備殲20的下一代動力系統，渦扇15的最大推力可能與F-35B的F-135相當，推重比則有一定差距。如果渦扇15能夠儘快量產，則所謂“殲18”的心臟自然有保障，但要做到這一點難度非常大。如果採用相對成熟的渦扇10改進型，則新飛機即便勉強可以實現垂直起降，其性能水準也肯定很難與F-35B匹敵。
當然，在“殲18”的樣機或早期生產批次中也可以選擇現成的俄制發動機，或其國產改進型。如殲31樣機使用的RD-93，或蘇-35上的117S。前者的問題是推力不夠，最大加力推力只有8.3噸，“殲18”如採用這款發動機至少需要裝備兩台，《簡式》的相關報導似乎證實了此方案的存在。不過這將使飛機的整體設計很難平衡，首先是沒有任何國外雙發方案可供借鑒；再者“殲18”與殲31不同，其需要額外裝配一整套升力風扇與相關動力傳輸系統，這樣的飛機本身自重就大，而兩台發動機進一步增加了重量，使武器與油料載荷被大量佔用，直接影響實際作戰能力。
如裝備117S發動機，情況會稍好一些。作為一款供T-50第一階段使用的過渡型發動機，117S的最大推力達到14.5噸，用於“殲18”是勉強可以的。假設中國能夠批量購買這款發動機，或是裝備蘇-35後在其基礎上將渦扇10的性能提升至117S的水準，兩者將是所謂“殲18”最現實的動力選擇。
破解垂直起降密碼
殲18對發動機的另外一項要求是必須具備推力向量能力。與部分四代半及五代戰鬥機為追求超機動性而擁有的15度左右噴口偏轉角不同，垂直起降戰鬥機要求發動機必須具備縱向90度以上（如雅克-141為95度）的噴口偏轉角。其技術難度的確很大，但與發動機本身相比，倒還算相對“輕鬆”的任務。
“殲18”的主發動機只需要在垂直起飛或降落的情況下才需要如此大幅度的推力偏轉，且相對程式化，遠不如先進戰鬥機在空戰中隨時微調噴口角度複雜。英國“鷂”式和蘇聯雅克-38早在40多年前就已經具備了成熟的相關技術，沒有理由認為這對如今的中國航空工業來說是難以跨越的門檻。“殲18”其實最需要斟酌的是到底採用哪種動力系統佈局。可供選擇的主要有“鷂”的單發多噴口式，雅克-38/141的多發組合式，以及F-35B的單發升力風扇式。
上述三種方案各有利弊，相對而言中國可能對“鷂”式的方案更熟悉，北京航空航太大學的航空博物館內就收藏有一架“鷂”式真機可供工程研究。“鷂”式的“飛馬”發動機通過在機身前後的四個推力向量噴管提供垂直起降的升力與平衡力矩，全套動力系統只需要一台發動機，結構相對緊湊，且四個獨立的噴管可以在巡航或空戰格鬥時調整偏轉角，為飛機提供額外的機動性能。但這套系統的整體佈局非常複雜，控制難度也很大，四個噴口與由此帶來的飛機外形變化會讓阻力激增，使飛機無法超聲速飛行。
蘇聯雅克-38/141的多發組合式方案相對“簡單粗暴”。以雅克-141為例，該機在機身後部裝備了一台具備推力向量性能的R-79渦扇發動機作為主動力系統，在座艙後方又以串聯方式裝備了兩台同樣具備推力向量性能（正負15度）的RD-41渦噴升力發動機。在垂直起降時，機尾的R-79噴口會向下偏折，與機腹處的兩台RD-41小推力升力發動機同時作用，為飛機提供垂直升力和平衡力矩。該方案對飛機氣動外形影響不大，這也使得雅克-141成為世界上第一款具備超聲速性能的垂直起降戰鬥機。但其缺點也顯而易見，機腹的整套動力系統在飛機轉入巡航狀態後完全淪為死重，其佔用的載彈量和載油量本可以讓雅克-141的作戰能力更強。
在總結了英國“鷂”式及俄羅斯雅克-141的經驗後，美國洛克希德-馬丁公司在設計F-35B時採用了一種“中間方案”，並自認為完美解決了英國和蘇聯路線的固有缺陷。F-35B仍採用“鷂”式的單發方案，但其F-135發動機的尾噴口則與雅克-141類似，發動機再分出一部分動力給機腹的升力風扇。實際上，這一方案是用一台發動機完成了雅克-141三台發動機的工作。這不失為一種巧妙思路，但前提是需要一顆足夠強勁的心臟。F-135發動機的最大推力與推重比甚至超過F-22的F-119發動機，不愧為目前世界上最為強大的戰鬥機用渦扇發動機。
（未完待續）
（“宏亮瞻局”系上海交通大學國家戰略研究中心特約副研究員王宏亮為澎湃防務開設的個人專欄，力求在兼顧分析的深度和厚度的同時，在前瞻性、敏銳度上更上一層樓，每週一期，不見不散。）
《簡氏》報導稱，2011年9月，在中國航空工業集團主辦的無人機比賽中，沈飛展出了一款隱身戰機的遙控模型，後來證明它正是殲31隱身戰機的第一次對外展示。《簡氏》按此邏輯推測，首次亮相的垂直起降戰機模型同樣預示了中國新型戰機的未來發展方向。該報導甚至還猜測，沈飛的模型並非中國唯一的垂直起降戰鬥機計畫，因為早在2005年，就有所謂“消息人士”向《簡氏》透露，成都飛機工業公司也在考慮類似F-35B的專案。《簡氏》據此認為，中國軍方正鼓勵這兩家航空企業展開競爭。
沈飛的模型照片表明，該公司的垂直起降戰鬥機採用鴨式佈局和外傾式雙垂尾，明顯經過隱身設計，由兩台發動機提供動力，機腹下則有專用的升力風扇提供垂直升力。這種設計與F-35B相似，只不過F-35B只用一台F-135發動機驅動升力風扇，中國的類似機型則是採用雙發佈局。
《簡氏》並未透漏更多該型機的技術性能。不過從該刊描述的機型特點來看，如果此項目確實存在的話，應該就是2009年《朝日新聞》所稱的殲18“紅鷹”。《朝日新聞》的消息來源則非常可疑，日本人實際上是把2008年一條所謂轉載自美國《防務新聞週刊》網站的報導重新包裝後刊登的，原報導荒誕不經，聲稱“殲18”最大起飛重量高達47噸，最大載彈量12.5噸，作戰半徑為2200千米，最大飛行速度2.5馬赫，且具備超聲速巡航能力及超機動性。上述資料顯然經不起任何推敲，而且內蒙古也根本沒有中國空軍的試飛基地或廠家試飛基地。
動力選擇
儘管有關“殲18”的消息缺乏實證。但在大型兩栖攻擊艦服役後，中國也的確需要一款中國版的“海鷂”或F-35B。因此，有理由相信相關預研甚至型號方案確實存在，下文也暫且並不嚴謹地用“殲18”指代中國可能在研的垂直起降戰鬥機。我們在此將要重點探討的是，中國需要什麼樣的垂直/短距起降戰鬥機，以及通過何種管道獲得該機型。
與常規動力佈局的戰鬥機相比，垂直起降戰鬥機的技術難點主要在三方面：一是具備推力向量技術的高推重比大推力渦扇發動機；二是為實現垂直起降而專門研製的特殊動力系統方案；三是能夠滿足垂直起降特殊氣動要求的飛控軟體，三者缺一不可。近年來隨著中國航電系統的一系列重大突破，相關飛控軟體的研製應不成問題。但發動機和整套動力方案對中國航空工業部門來說仍是巨大挑戰。
高性能渦扇發動機一直是中國航空工業的短板。據外媒報導，中國正在研製的渦扇15最大推力達到18噸級，推重比約為9。作為計畫裝備殲20的下一代動力系統，渦扇15的最大推力可能與F-35B的F-135相當，推重比則有一定差距。如果渦扇15能夠儘快量產，則所謂“殲18”的心臟自然有保障，但要做到這一點難度非常大。如果採用相對成熟的渦扇10改進型，則新飛機即便勉強可以實現垂直起降，其性能水準也肯定很難與F-35B匹敵。
當然，在“殲18”的樣機或早期生產批次中也可以選擇現成的俄制發動機，或其國產改進型。如殲31樣機使用的RD-93，或蘇-35上的117S。前者的問題是推力不夠，最大加力推力只有8.3噸，“殲18”如採用這款發動機至少需要裝備兩台，《簡式》的相關報導似乎證實了此方案的存在。不過這將使飛機的整體設計很難平衡，首先是沒有任何國外雙發方案可供借鑒；再者“殲18”與殲31不同，其需要額外裝配一整套升力風扇與相關動力傳輸系統，這樣的飛機本身自重就大，而兩台發動機進一步增加了重量，使武器與油料載荷被大量佔用，直接影響實際作戰能力。
如裝備117S發動機，情況會稍好一些。作為一款供T-50第一階段使用的過渡型發動機，117S的最大推力達到14.5噸，用於“殲18”是勉強可以的。假設中國能夠批量購買這款發動機，或是裝備蘇-35後在其基礎上將渦扇10的性能提升至117S的水準，兩者將是所謂“殲18”最現實的動力選擇。
破解垂直起降密碼
殲18對發動機的另外一項要求是必須具備推力向量能力。與部分四代半及五代戰鬥機為追求超機動性而擁有的15度左右噴口偏轉角不同，垂直起降戰鬥機要求發動機必須具備縱向90度以上（如雅克-141為95度）的噴口偏轉角。其技術難度的確很大，但與發動機本身相比，倒還算相對“輕鬆”的任務。
“殲18”的主發動機只需要在垂直起飛或降落的情況下才需要如此大幅度的推力偏轉，且相對程式化，遠不如先進戰鬥機在空戰中隨時微調噴口角度複雜。英國“鷂”式和蘇聯雅克-38早在40多年前就已經具備了成熟的相關技術，沒有理由認為這對如今的中國航空工業來說是難以跨越的門檻。“殲18”其實最需要斟酌的是到底採用哪種動力系統佈局。可供選擇的主要有“鷂”的單發多噴口式，雅克-38/141的多發組合式，以及F-35B的單發升力風扇式。
上述三種方案各有利弊，相對而言中國可能對“鷂”式的方案更熟悉，北京航空航太大學的航空博物館內就收藏有一架“鷂”式真機可供工程研究。“鷂”式的“飛馬”發動機通過在機身前後的四個推力向量噴管提供垂直起降的升力與平衡力矩，全套動力系統只需要一台發動機，結構相對緊湊，且四個獨立的噴管可以在巡航或空戰格鬥時調整偏轉角，為飛機提供額外的機動性能。但這套系統的整體佈局非常複雜，控制難度也很大，四個噴口與由此帶來的飛機外形變化會讓阻力激增，使飛機無法超聲速飛行。
蘇聯雅克-38/141的多發組合式方案相對“簡單粗暴”。以雅克-141為例，該機在機身後部裝備了一台具備推力向量性能的R-79渦扇發動機作為主動力系統，在座艙後方又以串聯方式裝備了兩台同樣具備推力向量性能（正負15度）的RD-41渦噴升力發動機。在垂直起降時，機尾的R-79噴口會向下偏折，與機腹處的兩台RD-41小推力升力發動機同時作用，為飛機提供垂直升力和平衡力矩。該方案對飛機氣動外形影響不大，這也使得雅克-141成為世界上第一款具備超聲速性能的垂直起降戰鬥機。但其缺點也顯而易見，機腹的整套動力系統在飛機轉入巡航狀態後完全淪為死重，其佔用的載彈量和載油量本可以讓雅克-141的作戰能力更強。
在總結了英國“鷂”式及俄羅斯雅克-141的經驗後，美國洛克希德-馬丁公司在設計F-35B時採用了一種“中間方案”，並自認為完美解決了英國和蘇聯路線的固有缺陷。F-35B仍採用“鷂”式的單發方案，但其F-135發動機的尾噴口則與雅克-141類似，發動機再分出一部分動力給機腹的升力風扇。實際上，這一方案是用一台發動機完成了雅克-141三台發動機的工作。這不失為一種巧妙思路，但前提是需要一顆足夠強勁的心臟。F-135發動機的最大推力與推重比甚至超過F-22的F-119發動機，不愧為目前世界上最為強大的戰鬥機用渦扇發動機。
（未完待續）
（“宏亮瞻局”系上海交通大學國家戰略研究中心特約副研究員王宏亮為澎湃防務開設的個人專欄，力求在兼顧分析的深度和厚度的同時，在前瞻性、敏銳度上更上一層樓，每週一期，不見不散。）