畫餅充饑

張亦馳

今年5月9日在伊斯坦布爾舉行的國際防務展（IDEF-2017）上，土耳其展出了其未來戰斗機TF-X的最新概念模型。這是該計劃提出近7年來其設計方案的最新變化。這個模型是對之前展出的雙發常規布局的進一步優化，體現出了土耳其空軍對其國產五代機的最新定位。土耳其希望依靠TF-X滿足其空軍的未來需要，也希望通過這個型號的研制來振興其本土航空工業，但顯然這是一個并不容易的計劃。

雄心推動

在北約中，土耳其空軍可能是規模最大、裝備最先進的空軍之一，但是與之并不匹配的是這個國家航空行業依然蕭條。盡管20世紀80年代曾在本土裝配F-16“戰隼”戰斗機，并且在20世紀90年代還設計國渦輪螺旋槳教練機，但是發展一種第五代戰斗機并使之能夠與F-35“閃電”Ⅱ并肩作戰則是另一回事。迄今為止，土耳其空軍的主力戰機均為外購，其F-16機群甚至是美國以外的最大F-16機隊。而土耳其政府打算用TF-X計劃來改變現狀，一方面用本國研制的飛機武裝空軍，另一方面振興本土航空工業。

按照設想，F-35A將取代土耳其空軍的升級版F-4E 2020“終結者”和一些早期的F-16，而在21世紀30年代服役的TF-X將會最終取代剩余的F-16。可能會有人問，在已采購F-35甚至生產部分F-35部件的情況下，土耳其為何還要自行研制五代機。其實，進入本世紀以來土耳其一直追求武器自主化和來源多樣化。盡管土耳其空軍規模在北約中能排進三甲，但是土耳其一直是北約的邊緣國家。特別是在冷戰結束后，土耳其在北約的地位進一步下降，土耳其自感在北約中沒有靠得住的朋友，于是大力推動武器裝備來源多樣化和自主化，先后推動了一系列非美式武器引進項目，韓國、意大利、中國的武器多次中標，實際上這次TF-X計劃土耳其也向中國企業伸出了橄欖枝。

另外，土耳其政府渴望到2020年代中期成為世界上最大的防務出口國之一，而為第五代戰斗機開發傳感器、先進的材料和制造技術肯定會推動這個目標。這些技術的發展也有助于帶動該國經濟技術的全面發展。

基于這種考慮，2010年12月15日，土耳其國防工業執行委員會（SSIK）決定開發本土的下一代制空戰斗機，以取代土耳其現役的F-16戰斗機并與F-35配合作戰。初期土耳其計劃向項目投資2 000萬美元用于土耳其航空航天工業（TAI）進行概念設計，并于2013年年底完成概念設計。土耳其政府希望到2023年看到本土戰斗機的原型機試飛，屆時該國將在首都安卡拉紀念土耳其共和國成立100周年。

2011年8月，TF-X戰斗機項目正式啟動，當時啟動的是一個為期兩年的概念研究。但由于土耳其自身制造戰斗機的經驗甚少，以目前的技術來說不足以讓土耳其產出新一代的戰斗機，因此在土耳其總統阿卜杜拉·居爾于2013年3月訪問瑞典期間，就TF-X項目尋求援助。2013年3月13日，雙方簽署了一項《技術援助協議》，薩博集團將為土耳其的TF-X項目提供技術援助，土耳其航空航天工業（TAI）公司將購買薩博集團的戰斗機設計。

薩博公司其實早就對五代機進行過概念研究和先期技術論證，并提出了正常布局、鴨式布局多個方案。不過一直苦于找不到金主，難以將圖紙化為成果。而韓國和土耳其分別向薩博投來橄欖枝，薩博也分別將其方案草稿“一稿兩投”推薦給韓國和土耳其，其外形幾乎完全相同，看上去就是簡單地將KF-X代號更換為TF-X。

不過土耳其并沒有完全接受薩博的方案。基于土耳其空軍的要求，和對本國工業能力的總體水平，主承包商土耳其航空航天工業（TAI）公司和薩博公司最終形成三個單座設計方案。這三個方案首次在2013年在伊斯坦布爾舉行的國際防務展（IDEF-2013）上展出。

從外形上看，它們已經和薩博公司的方案存在很大不同了，很顯然是按照土耳其軍方的要求進行了優化。

但是，概念研究階段于2013年9月完成后，該計劃似乎停滯不前。直到2015年早些時候，土耳其國防部長為該計劃進入初步設計階段開了綠燈。似乎是對前期薩博公司提供的服務不夠滿意，軍方向空中客車防務與航天、意大利的阿萊尼亞·馬基（現在的萊昂納多飛機公司）、BAE系統公司、中航技進出口公司和薩博公司發出了需求征詢書，進一步擴大競爭范圍。

2016年初，BAE系統公司被選為TF-X計劃的外國合作伙伴。2017年1月下旬，英國首相府宣布，在英國首相特麗莎·梅訪問安卡拉期間，BAE系統公司與TAI公司的CEO簽署了共同開發TF-X項目的協議。協議簽署后將簽訂更為具體的合同，據稱土耳其將支付給BAE系統公司超過1億英鎊的費用。

當然，英國與土耳其合作研制TF-X也有自己的打算。英國打算通過合作維持其設計和研發能力。實際上，英國在上世紀90年代曾有一個“未來進攻性航空系統”（FOAS）計劃，并進行了全尺寸模型的RCS測試。從外形來看，至少其隱身性能是很好的。但是目前來看，其設計可能尚未融入TF-X計劃中。

方案的演進

2017年5月，IDEF-2017防務展上，TAI展出了TF-X的改進方案。該方案是之前展出的雙發常規布局方案的進一步優化，目前尚不清楚這種優化是否是BAE參與計劃的結果。

從薩博最初的C-100和C-200方案到2013年的展出三個概念方案，再到2017年的最新概念模型，TF-X經歷不小的變化，也體現出土耳其空軍及TAI公司對五代機理解的變化。

薩博最早提出的C-100和C-200方案實際上與土耳其空軍無關，那是薩博公司對五代機的理解。這兩個方案都是雙發方案，畢竟對于五代隱身機而言，要求有內置彈艙，起飛重量很難降下來，如果使用單發設計，就需要一臺大推力發動機。C-100和C-200使用了幾乎相同的機身設計，但是C-100為常規布局，而C-200為鴨式布局。從其設計草圖來看，C-100和C-200主要考慮亞音速巡航和亞、跨音速機動，未對超音速巡航做過多考慮。

而到了2013年，TAI展出的方案就發生了不少的變化。其中，單發常規布局方案為FX-6，單發鴨式布局方案代號FX-5，雙發常規布局方案FX-1。兩個單發概念設想的最大起飛重量在5萬磅（22.68噸）和6萬磅（27.22噸）之間，而雙發方案最大起飛重量6萬磅（27.22噸）到7萬磅（31.75噸）。

三個方案中，有兩個單發設計，一個雙發方案，其中一個單發方案還采用了鴨式布局。而薩博的兩個方案都是雙發布局，這說明土耳其軍方最初是傾向于單發設計的。單發方案居然占據了展出方案的三分之二，一個重要原因在于經濟因素，這樣的話可能與F-35構成高低搭配。但是五代機使用單發，幾乎不可能是F414這種中推發動機，必然是推力12噸以上的大推力發動機（即便如此其推重比也偏低），其可選范圍極為有限。

其中使用單臺發動機常規布局的FX-6方案，與F-35有些相似。FX-6方案在翼型選擇上與印度最早公布的先進中型戰斗機（AMCA）3B-01方案非常相似，該方案采用了一個很大拱形邊條，并且圓滑過度到機翼。略有不同但是，AMCA的3B-01方案中，機翼前緣再次圓滑過度到翼稍，看上去頗有些類似上世紀70年代美、蘇一些被淘汰的三代機方案中的S形前緣的機翼。過大的邊條以及圓弧形狀的機翼前緣，很容易向四周均勻反射雷達波，這不太符合五代機設計中，力爭將雷達波集中反射到很小的角度內的設計思想。

另外，和薩博的方案相比，其后掠角看上去更大，機身似乎拉長，這都是有利于降低超音波阻的設計，表明土耳其軍方或許對這種單發四代機提出了超音速巡航的需求，至少是對該機的加速能力要求較高。

另外一個單發方案（FX-5）采用了鴨式布局，機翼為大型三角翼，飛機的敏捷性更高。這兩個概念模型都包括了第五代戰斗機匹配的設計元素，例如小的機身，以降低雷達反射截面積，內部武器艙以及超音速巡航能力和先進航電系統，包括有源相控陣雷達。

除此之外，還有一個雙發的FX-1方案，而這個方案最終演化為今年5月份展出的最新方案。

最新的進展

2017年，TAI展出的最新模型表明，其已經放棄了單發方案，從外觀來看，新方案似乎是在原來的FX-1方案上優化而來，最大的變化在于水平尾翼似乎是移植了XF-6的平尾（類似F-22平尾的設計）。不排除未來TAI和BAE進一步對其優化的可能，但是這個方案很可能體現了計劃于2023年左右首飛的那個原型機的主要特征。

首先，相較于FX-5和FX-6，繼承自FX-1的方案具有最好的隱身設計。該機前機身采用了多平面、非圓截面設計，前機身的每個平面都有空間傾角，這種設計能夠將從正、側面射來的雷達波反射到側面40度以外的方向，大大降低主要威脅方向的雷達散射截面積（RCS）。另外，其邊條也較小，呈直線設計，隱身方面優于FX-5的鴨翼和FX-6的邊條。

最新的TF-X設計嚴格遵循了各個面、線平行的隱身設計原則。機身的上側面則與機翼融為一體，機翼采用了前緣后掠角約40度的中等展弦比和根梢比較大的機翼，大根梢比機翼的根弦較長，對機身側面的遮蔽效果較好。平尾也與主翼布置在同一水平面上，并與主翼的后緣相連，對機身側面起到遮蔽的作用。該機采用了的大量的平行面和線。其主翼、尾翼和的前緣平行，主翼和平尾的前后緣平行，進氣道側壁與垂尾平行，甚至座艙蓋的側面與前機身上側面也基本平行。多面相互平行將讓雷達波的散射集中指向有限的幾個方向，且角度很小，其它方向的散射波束則非常弱。這樣，盡管敵方雷達可以短時間捕捉到主方向的反射波束，但是隨著飛機姿態的微小改變，這些波束會變得“飄忽不定”，進而讓雷達無法穩定跟蹤。此外，進氣口上下唇口相互平行，且與機翼、邊條前緣平行。

發動機葉片是一個巨大的雷達反射源。該機采用了S型進氣道，同時通過兩種途徑來遮擋發動機葉片，一個是內部武器艙，另一個就是將座艙布置在發動機正前方，也就是說采用了發動機小間距設計，確保發動機不會暴露于前方射來的雷達波中。

內置武器艙也是隱身機的標配。F-35的武器艙可攜帶4枚AIM-120中距導彈，要知道，AIM-120在中距彈中的體型已經是比較小的了。而繼承自FX-1方案的最新TF-X，很可能像前者一樣擁有兩個彈艙，這兩個彈艙在隱身機中可謂獨樹一幟，可攜帶兩枚近距格斗彈加4枚中距彈。其中，前武器艙位于進氣道之間，裝備兩個小型近程空對空導彈，而第二個武器艙位于發動機前，將可以內置4枚尺寸與AIM-120相當的中距導彈。

另外，新的概念可能舍棄了最初設想的超音速巡航能力。在FX-1方案上，其機翼后掠角較大，采用了相對厚度較小的翼型和碟形機翼，而且機身明顯較長，上述設計可大幅降低波阻，有利于減小超音速巡航阻力。這是具有超音速巡航能力的五代機，例如F-22和T-50的共同特征。從空氣動力學的觀點來看，大后掠（如60到70度）小展弦比機翼的超音速氣動效率最高，但這種機翼的亞音速效率低，影響飛機的亞、跨音速機動性。對于新一代戰斗機，其機翼設計需要中和多方面相互矛盾的需求，這決定了五代機的機翼后掠角基本保持在40度到50度之間。FX-1方案采用的機翼，其后掠角明顯大于F-35，更有利于超音速巡航。

而在新方案中，機翼后掠角疑似變小，機身長細比似乎也減小，顯示該機可能拋棄了超音速巡航的需求。對于一架成本較低，而且載油量有限的中型機來說要求超音速巡航有些苛刻。當然，對于中型五代機來說，過度追求超音速巡航造成的惡果是大幅降低航程和滯空時間。原本雙發中型機的載油量就屢遭詬病，F/A-18A/B和米格-29都遇到了滯空時間不足的問題。而超音速巡航使用的薄機翼將會惡化燃油攜帶量。在五代機中，追求超音速巡航的F-22A采用相對厚度較薄的機翼，加之多出兩個小彈艙導致其載油量還不如F-35多。如果進行超音速巡航，又會增大燃油消耗率而惡化航程。如果進行亞音速巡航，由于進行了超音速巡航優化，自然會降低亞音速的巡航效率。如何優化超音速巡航和航程，顯然是中型隱身機的一大矛盾。

未來走向

今年TAI公司展示的TF-X模型顯示該機似乎按計劃有條不紊的推動。但實際上，該計劃卻暗流涌動，以至于有人擔心2023年首飛的將不是原型機，而是“EAP風格的驗證機”。

土耳其軍事電子工業企業Aselsan公司正在致力于先進航電概念，而土耳其空軍借給TAI公司一架雙座F-16戰斗機測試這些技術。這些技術可能包括一個雙屏的多功能顯示器座艙，此外Aselsan還在發展有源相控陣雷達。

曾經制約TF-X計劃的最大問題是發動機，而2015年1月20日，Aselsan公司宣布已與歐洲渦輪噴氣發動機公司簽署合作備忘錄，并表示歐洲渦輪噴氣發動機公司的EJ200發動機衍生型將會用在TF-X上之后，這個問題似乎從很大程度上得到了解決。“臺風”戰斗機的動力EJ200是這個級別中最好的發動機之一，完全能夠支持起飛重量剛剛超過30噸的TF-X。

對于TF-X計劃來說，最大的攔路虎可能還不是技術問題，而是該計劃的組織者。國外合作伙伴在該項目中所扮演的角色沒有得到充分理解或者確定。BAE系統公司到底是負責項目的監督評審工作還是作為一個積極的開發商全面參與設計和研發尚不清楚。少量BAE系統公司的人員已經進駐安卡拉開始工作。

更嚴重的是，去年7月15日，一場針對土耳其政府的失敗的政變導致對該國軍事、司法和行政事務單位的廣泛清洗，15萬人丟掉自己的工作或者被拘留和監禁，其中就包括空軍司令，當時他正在負責TF-X計劃辦公室。而且很多來自方案辦公室的員工被解雇了。

隨著日復一日的延遲，2023年原型機飛過安卡拉天空的可能性越來越小。TAI官員表示，最終，類似BAE的EAP風格的驗證機很可能會替代TF-X原型機進行首飛。