珠海航展的最強音

行健

最強飛機——殲-20

本屆航展，中國第四代戰斗機殲-20短短2分鐘的雙機亮相，引發中國乃至世界關注。目前世界上研制裝備第四代戰斗機的國家只有美、中、俄三國。中國借由第四代戰斗機的研制，彎道超車，一舉超過歐洲、日本，與俄羅斯并駕齊驅。

一些80后、90后的朋友可能對中國航空工業原來的落后狀態沒有直觀感覺，因此不太能體會目前成果的來之不易。想當年，在新中國建立之前的民國時期，中國的航空工業只有修修補補，自研機種少之又少，即使研制出來也根本沒有批量生產。反觀當時亞洲最先進的工業化國家日本，三菱、中島、愛知、川崎等多家飛機公司競爭。二戰期間，日本共有飛機制造廠13家，工人總數45萬人，另有發動機制造廠工人25萬人，合計70萬航空產業工人，1942年年產量達到巔峰的18 000架。而一個國民黨的統計說，抗日戰爭以前，中國共有飛機600架，其中戰斗機只有305架，八年抗戰期間中國一共進口外國飛機2 351架。

新中國成立后，中國用60億斤小米從蘇聯換回成套設備，建立起了自己的航空工業，雖然初期都是仿制蘇聯機型和發動機，但畢竟形成了批生產能力。以殲-6飛機為例，一共生產了5 200余架。而且，新中國的航空工業，一上來就基本繞過了活塞發動機，直接進入噴氣時代。

當然，步子邁的太大，多少有些基礎不牢固。經常有人開玩笑，說中國可能連二戰時期P-51“野馬”飛機以及它的發動機都做不出來。這種論調有些過，但也不能說毫無道理。當然，即使用今天先進的加工機床做出來，可靠性、壽命、匹配度也真的不一定達到當年“野馬”的性能。

說回殲-20，它的氣動布局是雙垂尾鴨翼布局，主機翼和鴨翼之間有邊條過渡，進氣道為DSI無附面層隔板設計。從純隱身角度考慮，國內外專家一致意見是，如F-22那樣的常規布局要好于鴨式布局。因為隱身嚴格說是飛機各個投影面都需要隱身，但最優先考慮的是飛機正前方。因此，前置的鴨翼多少會影響隱身，而常規布局沒有前鴨翼，但后部有水平尾翼，多少也會有影響，但不如鴨翼大。其實，嚴格說來，飛機從機體伸出的翼面越少，隱身效果就越好。飛翼布局整體前視，就可以認為是一個平面，沒有垂尾、沒有腹鰭，當然也沒有鴨翼。而在珠海航展期間，美國示威式的公布的最新六代機想像圖，就是沒有任何垂尾和平尾的布局。當然，翼面越少，操控越難，所以比拼的是氣動設計、如何利用襟副翼操控飛機、操控軟件的編寫以及發動機推力矢量控制。

俄媒經常說殲-20的氣動外形模仿了米格-1.44驗證機，筆者并不認可。成都飛機設計研究所早在上世紀七十年代就設計了鴨式布局兩側進氣道的殲-9戰斗機，遠早于米高揚設計局，之后又有鴨式布局、機腹進氣的殲-10。21世紀初曝光的米格-1.44除了是第一種雙垂尾鴨式布局外沒什么特色，機腹進氣道也有抄襲“臺風”戰斗機的意味。至于成飛設計殲-20，雙發重型機采用雙垂尾順理成章，之前的殲-10也是雙腹鰭，因此雙垂尾雙腹鰭也可認為是之前設計的延續，不能算抄襲。

曾有外媒評論認為，殲-20的設計初衷，并不是要完全在隱身方面與F-22并駕齊驅，但只要超過F-35即可。F-35的隱身能力不如F-22，尾部發動機噴口只是簡單的鋸齒狀處理。從空軍司令員馬曉天對殲-20的夸贊來看，相信殲-20的隱身試驗已經獲得了較好的成績，這個成績也許是綜合優化，例如外形設計、內部結構微細設計、制造材料、涂料涂層、電子等等的整體匹配達成的。考慮到今后亞太地區，日本、韓國、新加坡、澳大利亞，也許更遠的將來還可能有印度、中國臺灣加入F-35的對華包圍網，那么殲-20以超越F-35為主要目標是現實可行的。

再說到殲-20能否達到F-22的“4S”能力，即超級隱身、超音速巡航、超機動、超視距作戰。很多評論認為，在沒有大推重

比發動機和矢量推力噴管的前提下，殲-20無法達成超音速巡航和超機動。筆者認為這些還是要和F-35比才是合適的。F-35目前也無法完成超音速巡航和超機動，說明該機的發動機在不開加力的情況下，整機推重比不夠，此外該機發動機沒有推力矢量噴口，機體超重，在對抗演習中，其機頭轉向速度甚至不如加掛副油箱的雙座F-16，令美國輿論嘩然。而且，這只是F-35A型，也就是空軍空優型，海軍的B、C型，一個是垂直起降型、一個是彈射型，重量更大，機動性更差。當然，洛馬公司急忙出來解釋，說F-35的整機隱身能力、電子搜索對抗能力很強，把這些能力都用上，還是會大幅壓制三代機。真要是這樣，殲-20也可以用這樣的理由。而且，殲-20由于沒有一機三型的牽絆，從目前的展示來看，即使不換新發動機，其機動能力也絕不會在F-35以下。

所謂超音速巡航指的是飛機在發動機不開加力時，長時間保持在超音速飛行，這個能力，中俄目前都無法達到。俄羅斯在試飛蘇-35S時，飛機曾在發動機無加力最大推力時以略微超過音速的速度飛行，此時飛機無外掛，機內油肯定也不是很多。蘇-35S使用的117S發動機是俄羅斯目前還算成熟的最先進發動機，性能超過中國國產的成熟發動機，而且還是理想的輕載狀態下，都無法達成真正的超音速巡航，可見F-22那樣長時間無加力飛1.8倍音速，需要發動機和機體設計制造的強大功力。這個功力，連歐洲以英國羅羅公司為主體研制的EJ200發動機都無法輕易達到。

很多評論都在猜測現階段殲-20的發動機是否為國產，筆者認為國產的可能性不大，除非中國真的在自己仿制改進AL-31F發動機。因為渦扇-10“太行”發動機的尾噴口與AL-31F區別很大，而且真要用國產發動機，這款發動機也必須在其它飛機上先經過嚴格試驗才能裝到殲-20上，不可能出現在試驗型號飛機上裝試驗型號發動機的事情，那樣太冒險，除非是戰時趕進度?！疤小卑l動機尾噴口較短、發亮，AL-31F尾噴口較長，顏色深還有發藍色澤。那么，“太行”會不會只改進尾噴口呢？如果真要只改進尾噴口，也不是想像那么簡單，因為細微的性能肯定會有改變，一樣要做綜合試驗才能定型。

結合展館內中國先進軍機座艙模擬器來看，殲-20的座艙應該與其相似，就是一塊橫置長方形大屏幕液晶顯示器，配合側駕駛桿。液晶顯示器可以從中間分為兩部分，以顯示不同的內容。儀表似乎也是全液晶顯示，筆者倒是覺得應該保留一些基礎的機械模擬式傳統儀表，例如地平儀，以備應急使用。側駕駛桿最早見于美國的F-16戰斗機，后來的法國陣風”戰斗機也是用這個設計，目前已經推廣到很多民航客機上。早年飛機沒有電傳飛控時，操作比較費力，飛行員有時甚至是雙手拉桿推桿。自從有了電傳操縱，操縱桿只是傳出一個電信號，然后由電腦操縱翼面轉動進而控制飛機，操縱桿活動量大小、力度反饋等都是模擬的，可以自由調節，操縱起來很省力，用一只手操作也沒任何問題，還可以把飛行員整個前方空出來，便于安置顯示器、觀察等。俄羅斯目前還沒有側桿駕駛的戰斗機，殲-20如使用這個設計，應該是繼美、法之后世界第三個國家。

之前有俄媒酸勁十足的評論殲-20，說該機是集合幾種飛機的設計，身軀太大，機身過長，隱身性不好等等。筆者恰恰認為殲-20是在成飛結合自身幾十年發展鴨式布局戰斗機的基礎上，結合當今世界一些最前沿設計，例如DSI進氣道等完成的有自身特色的設計。而且像DSI也不是照貓畫虎就能抄出來的，需要做大量試驗，而且還有在“梟龍”戰機上實際應用的經驗。而T-50反倒可以看做是在保留蘇-27某些影子的基礎上，大肆抄襲F-22的設計。其實俄國戰機一貫抄襲美國，以至于很多飛機都被西方調侃冠以“XX斯基”，例如蘇-27叫“F-15斯基”，圖-160叫“B-1斯基”等，這些飛機雖然在美國飛機之后出來，性能有一定改進甚至超越，但多少都有美國原準飛機的影子在里面。

至于飛機機身顯得較長，翼展相對較短，筆者認為可能是中國空軍還是比較強調速度，因此成飛的飛機機翼前緣后掠角較大，還是有高速三角翼飛機的影子，如殲-10。包括“梟龍”那樣的邊條翼設計，仔細看翼展似乎都不是很大。一些分析認為機身長則飛機比較穩定，但機動性不足。但加上前置鴨翼配合電傳操縱，則機頭的快速指向性和盤旋半徑指標會有很大改善?？傊畽C身長和翼展之間有一個最優的選擇。從一些報道看，例如殲-10和蘇-27的演習對抗成績，殲-10反倒占上風，說明至少鴨式布局配合電傳操縱，再加上先進的航電火控，綜合性能方面還是較強的。

最強設備——KJL-7A機載有源相控陣雷達

本屆航展最令筆者驚艷的展品，就是中國電子科技集團南京第十四研究所展出的KJL-7A機載有源相控陣雷達。

一架戰斗機上的什么部件最貴，如果以單一大部件來說，一個是發動機，一個就是火控雷達。外媒說俄羅斯賣給中國的AL-31FN渦扇發動機，用于殲-10，一臺價格就是300萬美元，合2 000萬人民幣。有外媒估計，中國空軍采購殲-10的價格是每架1億元人民幣，發動機價格就占了五分之一。至于火控雷達，和一臺俄制渦扇發動機的國際出口價是相當的。也就是說，一架先進戰斗機價格的近一半，被發動機和雷達占去了。韓國出口T-50高級教練機，如果只買教練型的，價格是2 000萬美元一架，美制F404渦扇發動機的價格就要占到600萬美元。但要加裝雷達，價格一下又多出幾百萬美元。

早期飛機沒有機載雷達，要么靠地面雷達指揮，要么就是靠飛行員目視，當然那時候機載武器也很落后，主要就是機炮機槍，即使看得遠，武器也打不到。后來機載雷達出現，配合空空導彈實現早期發現跟蹤，主動攻擊。新中國成立后，中國戰斗機機載火控雷達系統取得了巨大進步。初期當然就是以滿足夜間國土防空作戰需要，仿制和改進引進的蘇聯成品機載雷達。建國初期，我國隨蘇聯米格-17和米格-19戰斗機引進的機載雷達系統以圓錐掃描體制的脈沖搜索雷達為核心。受到雷達系統本身技術性能差和載機空間不足的限制，我國早期夜間戰斗機用機載雷達存在有效作用距離短、抗干擾能力不強、低空探測效果差、可靠性不高和缺乏配套機載武器，不能滿足我軍執行國土防空作戰的需求。夜間戰斗機在攔截國民黨軍夜間低空偵察機的作戰行動中的實際使用效果有限，在受到敵方飛機施放電子干擾和地面背景雜波影響下，甚至會出現了一定的誤判。這一時期只是在一定程度上解決了我軍戰斗機機載火控雷達的有無問題。

國外機載雷達技術從上世紀六十年代初期開始進入迅速提高階段。七十年代中期，當中國機載火控雷達還在努力突破小天線、低功率單脈沖雷達的技術瓶頸時，國外的機載火控雷達系統已經發展了幾代。美國第三代戰斗機已經基本上淘汰了單脈沖雷達，開始采用更加先進的平板縫隙天線和脈沖多普勒技術，蘇聯和歐洲國家的機載火控雷達也開始逐步向脈沖多普勒技術發展。中國機載雷達的發展則一度陷入停滯。殲-8戰斗機在缺乏全天候火控雷達系統的情況下，只能被迫安裝雷達測距器按照白天型戰斗機的標準進行定型。

上世紀八十年代初期，中國準備與美國聯合改裝殲-8Ⅱ戰斗機航空電子設備的“和平典范”工程，以及引進英國火控雷達系統改進殲-7、殲-8戰斗機。殲-8Ⅱ計劃引進在美國F-16戰斗機AN/APG-66脈沖多普勒雷達系統基礎上改進而來的先進多功能脈沖多普勒雷達，而與引進的AN/APG-66雷達配套的半主動雷達制導中距空空導彈更是第一次賦予了中國戰斗機中距離空戰的能力。但“和平典范”工程的提前終止使中國并沒有得到先進機載火控雷達系統制造技術，不過同期與俄羅斯關系改善并重新開展軍事交流。中國多個機載雷達研究單位從九十年代初期開始就開發出了多個達到裝機試驗標準的脈沖多普勒雷達原理樣機，中國的機載火控雷達的整體技術只用了短短的5年的時間，就實現了從低脈沖重復頻率的單脈沖體制到全波形脈沖多普勒體制之間的技術跨越，并僅用十年的時間就將國產脈沖多普勒火控雷達由探索階段發展到了全面應用階段。

此后，我國的機載火控雷達已經基本上解決了帶平板縫陣天線的脈沖多普勒雷達的設計和生產技術難題，開始向更加先進的全新體制火控雷達系統邁進。這里說的全新體制火控雷達是什么呢？就是有源相控陣雷達。

一般的雷達有發射機和接收機，有源相控陣雷達的天線猶如蜻蜓的復眼，很多個“復眼”集合在一起，每一個都相當于一個小雷達，有發射和接收功能，稱T/R模塊。如果提高一塊天線中的T/R模塊數量，再加上提高每個T/R模塊的功率，那么整個雷達的功率就會大幅提高，功率提高了，探測距離就會更遠。而普通的雷達，甚至無源相控陣雷達，只有一部發射機，想要提高探測距離就只能強化這一部發射機的功率，但這部發射機功率達到一定程度后，會發生電打火現象，增加故障率，縮短平均無故障時間。而有源相控陣雷達，即使有一些T/R模塊發生故障，只要不是很多，雷達可照常工作，天線陣面也無需旋轉。這就是有源相控陣雷達為什么探測距離遠，故障率低，連續跟蹤能力強，而且可以集成電子戰能力的原因。

日本的F-2戰斗機裝備三菱電機的J/APG-1有源相控陣雷達，號稱世界第一種量產的采用有源相控陣雷達的戰斗機，特別是其砷化鎵制造的T/R模塊引發關注。但美國為F-22戰斗機研制的AN/APG-77有源相控陣雷達，無論T/R模塊數量，還是每個T/R模塊的功率都大幅超越了J/APG-1，還逐漸降低了單價。目前，有源相控陣雷達已經成為美軍四代機F-22和F-35的標配，一些老式三代機，如F-15/16/18等也在逐步改進成有源相控陣雷達。美國最新為臺灣升級的F-16V戰斗機，就裝備了運用大量F-35的APG-81技術的有源相控陣雷達。

中國現階段到底有沒有機載有源相控陣雷達？如果有，到底是什么水平？這些謎題一直在廣大軍迷心中縈繞。四代機必須裝有源相控陣雷達，而媒體從未公布過中國購買俄羅斯的有源相控陣雷達，那么中國只能是自己研制。

答案終于揭曉，中國電子科技集團南京第十四研究所展出的KJL-7A機載有源相控陣雷達，雖然是用于“梟龍”戰機的改進，但知微見著，從他身上可以一窺中國在此領域的發展。

筆者目測KJL-7A機載有源相控陣雷達的天線外徑，只有約600～700毫米，恰好中小型戰斗機機頭雷達罩后的空間可以容納。后部伺服機器的體積也不大。從大屏幕介紹得知，該雷達性能齊全，主要特點有：探測距離遠、高精度、多模式、多目標，優良抗干擾性能。其工作模式多達11種，分別是：跟蹤加搜索，單/多目標跟蹤，近戰格斗，實波束地圖，多普勒波束銳化，合成孔徑成像，地面動目標檢測和跟蹤，海面目標搜索與跟蹤，氣象模式，導彈制導及多目標攻擊模式，多目標交替等其它模式。

據工作人員介紹，該雷達探測距離170千米，內含1 000多個T/R模塊，性能優良，且包括T/R模塊在內全部為國產。筆者聽聞，甚感欣慰和驕傲。為什么，且看下面。

瑞典“鷹獅”戰斗機的改進型JAS-39E驗證機在近6年時間里一直在有條不紊地承擔著各項改進措施的飛行測試，新一代“鷹獅”要想在21世紀具備更加強大的優勢，盡快打造一雙“火眼金睛”迫在眉睫，這是獲得用戶青睞的關鍵所在。

早在2006年5月，薩伯公司為了加強雷達和傳感器的研發能力，收購了愛立信微波系統公司，更名為薩伯微波系統公司，目的在于進一步推動NORA計劃向前發展。這項計劃是研制一種PS-05/A Mk5 NORA雷達，NORA的意思是“不僅只是雷達”，反映出該雷達還能夠執行其它任務。例如進行無源電子偵察和有源電子干擾。同時，這種雷達還增強了空對地功能，包括先進的合成孔徑模式和對地面/海上目標的跟蹤。2007年9月，瑞典薩伯微波系統公司臨時采用了美國雷錫恩公司生產的大約1 000個T/R模塊，制造了一個有源相控陣雷達天線測試臺，安裝在一架C-130運輸機內，首次實施了飛行測試，證明了有源相控陣雷達提供了比單脈沖系統更好的旁瓣抑制。然而，由于NORA計劃在T/R模塊技術上一直未能取得突破性進展，薩伯公司只好尋求國際合作。

2007年9月，薩伯微波系統公司與法國的泰萊斯公司達成合作協議。后者負責研制適合于“鷹獅”雷達罩內部空間的天線陣列。遺憾的是，日益激烈的戰斗機市場競爭導致這次合作不歡而散。泰萊斯公司的大股東達索飛機公司不愿看到性能提升的“鷹獅”成為“陣風”的強勁對手。無奈，泰萊斯公司只承諾將繼續完成驗證合同，但不再為有可能投入生產的“下一代鷹獅”提供有源相控陣雷達。萬般無奈之下，薩伯公司只好另辟蹊徑，最終決定與意大利塞萊克斯電子系統公司展開合作。

以上文字節選自本刊曾經的一篇文章。瑞典，作為一個老牌北歐發達工業化國家，他的第一輛沃爾沃卡車出現時，中國人連鐵釘都做不好呢。上世紀五十年代，連美國人都驚嘆于哥德堡住宅里自動化的家電和擰開龍頭就有的熱水。薩博的“鷹獅”戰斗機當年號稱世界第一種第四代戰斗機，機上的PS-05/ A多工作模態脈沖多普勒雷達就是由愛立信公司研制，號稱功能三倍于當時瑞典戰斗機雷達。愛立信作為該國電子的龍頭企業，其手機、基站設備當年曾橫掃全球。小米手機去年在印度就遭到該公司關于手機專利的訴訟。然而，就是這樣一家發達國家的老牌企業，做不出機載有源相控陣雷達的T/R模塊，他求助于美國、法國，最后都因競爭關系而被放了鴿子。

中國做到了，全國產化而且性能很好。根據展商透露的數據，在針對雷達反射面積為5平方米的“典型目標”（一般指F-16大小的戰斗機）時，KLJ-7A雷達在空空模式下的探測距離上要比原型提升了65%。如果拿目前主流的輕型戰斗機雷達，例如以色列的EL/M-2032雷達進行比較，KLJ-7A雷達在探測同類目標的距離上要大70%；而和瑞典PS-05/A雷達比較時，KLJ-7A的探測距離也要遠40%以上。

我們無從得知KLJ-7A雷達上的每個T/R模塊的功率、總功率等，但這些指標已經夠了。重型戰斗機的雷達罩后部空間一般可以容納直徑一米，即1 000毫米左右的天線，這樣一來，重型機的雷達天線面積比小型機（以直徑700毫米算）大一倍左右，意味著T/R模塊數量或總功率也會多一倍，探測距離、總功率可以概略計算為提高一倍。那么，為殲-20研制的有源相控陣雷達的探測距離，對典型目標可能達到300千米以上。這個指標放眼世界也是名列前茅。

中國的先進戰斗機工業體系，目前萬事俱備，可能只差高性能發動機了，加油！