簡介
第五代戰鬥機的性能特點一般可以用4S來概括,即:Stealth(隐形);Super Sonic Cruise(超音速巡航能力);Super Maneuverability(超機動能力);Superior Avionics for Battle Awareness and Effectiveness(超級信息優勢),其中具備革命性的就是隐身性能。
隐身性能依賴于外形、材料和内部武器艙,即使是裝備完全的作戰配置,戰鬥機依然隻有非常低的雷達反射截面積。美國的第五代戰鬥機利用了此前為B-2轟炸機和AGM-129“先進巡航導彈”所發展的隐身技術。對于那些單純憑借機動性取勝的戰鬥機,這種幾乎看不見的作戰能力決定了第五代戰鬥機平台發展中最為重要的革命性部分。
不過隐身性能隻是飛機作戰性能一個因素,過分的強調隐身性能反而對飛機的其他性能如機動性能造成負面影響,所以第五代戰鬥機盡可能在各個作戰指标之間取得一定的平衡,其中最典型的就是F-22戰鬥機。
當年美國空軍的ATF計劃催生了YF-22、YF-23兩款技術驗證機,YF-23比YF-22隐身性能更好,其原因在于YF-22的後緣前掠角為17度,與前緣後掠角并不一緻,這樣就造成機翼、尾翼的邊緣并不平行,所以其強波束反射隻能控制在8個角度左右,相比之下,YF-23的機翼、尾翼平行,強波束反射控制可以在4個以内。但YF-22的設計增加了機翼面積,降低了翼荷,提高了飛機機動性能;而YF-23在機動性能方面付出了更多的代價。最終憑借更好地兼顧了隐身與機動性之間的關系,YF-22得以擊敗YF-23,成為美國空軍的新一代戰鬥機。特别是F-35戰鬥機已達到世界最領先地位,美國稱,美國空軍的F-35戰鬥機數量已經超過了F-15戰鬥機、A-10攻擊機的數量。
第五代戰鬥機另一個特别重要的優點是非常容易維護。以每飛行小時為例,早期的F-117A攻擊機的隐身維護需要55個工時,而第五代戰鬥機的隐身維護在成熟階段将隻需要幾分鐘。
第五代戰鬥機通過對隐身與綜合航空電子系統和後勤保障的重大改進,将隐身性、敏捷性、飛行性能、信息融合、更好的态勢感知(situational awareness)和能夠網絡作戰等完全結合,産生了此前戰鬥機發展各個階段從未出現過的優勢。
設計發展
上一代隐形飛機,如B-2幽靈轟炸機和F-117夜鷹戰鬥機,由于缺乏電子掃描陣列雷達和LPI無線網絡技術,僅限于攻擊地面目标。因為使用雷達鎖定其他飛機會暴露自己。
20世紀80年代末,蘇聯提出研制下一代戰機以取代服役中的第四代戰鬥機——米格-29和蘇-27的需求。而雅克夫列夫設計局也研制出了雅克-141垂直起降戰鬥機、雅克-43垂直起降戰鬥機、雅克-201垂直起降戰鬥機由于缺乏武器研發資金導緻項目取消。以及米格1.44和蘇霍伊S-37兩種驗證機,後因蘇聯解體而告終。
2002年,蘇霍伊帶領設計新型飛機,作為美國F-22和F-35的直接競争對手。2010年1月29日,蘇霍伊集團的蘇-57重型戰鬥機進行了首次試飛,米格集團又開發LMFS戰鬥機、FGFA戰鬥機用于出口各國和印度,而印度也在研發AMCA先進中型戰鬥機。
伊朗2日公布了一款代号為“征服者F-313”的新型國産隐身戰鬥機。據伊朗伊斯蘭共和國通訊社報道,這款伊朗自主設計和生産的戰鬥機具有低空作戰和一定的躲避雷達偵察的能力,可搭載伊朗自制的武器進行空對空、空對地作戰。n韓國KF-X研制計劃由KAI于2001年提出,與印尼聯合研制,最初的目标是研制一款性能超過“陣風”和“台風”的雙發隐身戰鬥機。在東南亞的衆多國家中,印度尼西亞有着最為完整的航空工業體系,這得益于它較早地與歐洲國家合作。印尼的航空工業不僅能夠滿足國内陸、海、空三軍的裝備保障要求,還能夠獨立地研制和生産軍用和民用直升機及固定翼飛機、支線客機,一些機型的的技術水平甚至與歐洲保持同步。n土耳其TFX戰鬥機是目前土耳其正在研制的第五代噴氣戰鬥機,有新聞此項目有瑞士Flygsystem2020以及英國的參與。預計将于2020之後投入使用。第五代戰鬥機是依照軍事上對噴氣式戰鬥機的劃代标準,目前世界現役機種最先進的一代戰鬥機。AMCA“先進中型戰鬥機”是印度戰鬥機的開發計劃,目标為設計一款單座、雙引擎、第五代隐形多用途垂直起降戰機。一件中型戰鬥機的風洞模型已于2009年班加羅爾航展上亮相。n20世紀90年代後期,中國第五代戰鬥機計劃得到西方情報的來源确認。2009年11月,中國人民解放軍空軍副司令何為榮将軍曾預期殲-20将在2017到2019年間投入使用。2011年1月11日,殲-20進行了首次試飛。n中國的殲-31,是中國沈陽飛機公司正在研制中的雙發單座中型第五代戰鬥機,于2012年10月31日完成首次飛行測試,其外觀具有典型的隐形戰機特征,因為采用雙前輪起落架,所以有猜測極有可能衍生出可以用于中國航空母艦上的艦載型。
已知機種
美國F-22猛禽戰鬥機(F-22Raptor),F-22是世界上第一種進入服役的第五代戰鬥機,于2000年代中期陸續進入美國空軍服役,在設計上具備超音速巡航(不需使用後燃器)、超視距作戰、高機動性、對雷達與紅外線隐形等特性。其作戰能力為F-15的二到四倍,是新一代重型戰鬥機。洛克希德·馬丁公司宣稱,猛禽的隐身性能、靈敏性、精确度和态勢感知能力結合,組合其空對空和空對地作戰能力,使得它成為當今世界綜合性能最佳的戰鬥機。
美國F-35“閃電Ⅱ”(F-35LightningII)聯合攻擊戰鬥機,F-35将是美國和其盟國在21世紀的空戰主力之一,美國空軍、海軍、海軍陸戰隊将裝備兩千餘架,取代F-16、A-10攻擊機、F/A-18以及AV-8B等。F-35主要用于前線支援、目标轟炸、防空截擊等多種任務,并因此發展出3種主要的衍生版本,包括采用傳統跑道起降的F-35A型,短距離起降/垂直起降機種F-35B型,與作為航空母艦艦載機的F-35C型。F-35在戰機世代上屬于第五代戰鬥機,具備較高的隐身設計、先進的電子系統以及一定的超音速巡航能力。
俄羅斯PAKFAT-50戰鬥機,T-50戰鬥機是一款由俄羅斯聯邦聯合航空制造公司旗下蘇霍伊航空集團主導,在“未來戰術空軍戰鬥複合體”計劃下開發、生産的高性能多用途戰機。T-50大量采用複合材料,占機身總重25%,複蓋70%表面面積。钛合金占75%機體重量。T-50并未達到如F-22般的隐身能力,而是以複合材料、氣動布局、抑壓引擎特征等手段以達至低雷達、光學及紅外線特征。T-50在完全發展後其隐身能力可以達至F-35的水平,但俱有更好的氣動性能。
中國殲-20(J-20),是中華人民共和國成都飛機工業集團為中國人民解放軍空軍研制、生産的單座、雙發、鴨式氣動布局第五代重型隐形戰機,于2011年1月11日首飛。殲-20其采用了單座、雙發、全動鴨翼及垂尾和可調DSI進氣道,其機頭及機身橫截面大緻呈五邊形、雙垂尾向外傾斜、彈倉及起落架艙門擁有鋸齒邊,這都是低可偵測性設計,是隐形戰鬥機的主要特征。2009年11月,中國人民解放軍空軍副司令何為榮将軍預期殲-20将會在2017年至2019年間投入服役。
中國殲-31(代号:鹘鷹;英文:J-31或稱F60),是中國沈陽飛機公司正在研制中的雙發單座中型第五代戰鬥機,于2012年10月31日首飛。殲-31采用常規氣動布局,具備DSI進氣道、梯形主翼、傾斜雙垂尾及内置彈倉等,其外觀具有典型的隐形戰機特征,預計其定位将是類似美國空軍F-35閃電II攻擊戰鬥機,與重型戰機形成高低搭配。因為采用雙前輪起落架,所以有猜測極有可能衍生出可以用于中國航空母艦上的艦載機。
日本ATD-X,ATD-X“心神”是日本防衛省技術研究本部(以下簡稱TRDI)和三菱重工進行的開發計劃的通稱。是用于日本新一代戰鬥機先進技術的實際飛行、技術驗證的機體。ATD-X為雙發動機、矢量噴嘴、雙垂直尾翼的機體。為了降低雷達反射截面積,機體形狀使用了不平整的表面以及帶有圓角的設計。采用了整合高性能主動相控陣雷達,電子戰系統以及高流量通訊能力的多功能射頻傳感器,且利用了智慧蒙皮技術在機身上附着了瓦片式相控陣雷達天線。
印度AMCA“先進中型戰鬥機”,先進中型戰機(AdvancedMediumCombatAircraft,縮寫:AMCA),或稱中型戰機(MediumCombatAircraft,縮寫:MCA),是印度戰鬥飛機的開發計劃,目标為設計一款單座、雙引擎、第五代隐形多用途戰機。AMCA将會有非常低的雷達反射截面、S型進氣道、内置武器艙以及機身制造運用複合材料。由2台印度國産引擎GTXKaveri推動,達成推力矢量,更有可能達成超音速巡航。一件中型戰鬥機的風洞模型已于2009年班加羅爾航展上亮相。
韓國KF-X戰鬥機,KF-X是韓國(主導)和印度尼西亞(合作夥伴)聯合研制一款先進多功能戰機的計劃。它是韓國繼T-50高級教練機之後研發的第二款戰鬥機。此計劃首度公開是在2001年3月時,韓國總統金大中在韓國空軍官校的畢業典禮中所提及,在2010年7月15日韓國和印尼雙方在首爾同意合作KFX戰鬥機計劃。韓國國防科學研究院在KF-X計劃裡要求開發一款單座,雙引擎的戰機,并且要有優于法國陣風戰機或歐洲的台風戰機,比較F-35閃電II戰鬥機稍差的隐身能力。KF-X的重點目标為在2020年以前打造出比現役KF-16性能更優異的戰機。
土耳其TFX戰鬥機,TFX戰鬥機是由土耳其航空航天工業公司(TAI)主導,瑞典薩博公司輔助,正在研制的第五代噴氣戰鬥機。
俄羅斯米格-1.44戰鬥機(俄語:Изделие1.44)是蘇聯米高揚設計局再次研制米格-31的最終型雙發單座戰鬥機,該機采用非常規的三角翼、雙垂尾的鴨式氣動布局和可調式S型進氣道,機體大量采用了複合材料和可降低紅外特征的技術,機身表面和進氣道内也采用了吸波塗層。Mig-1.44是俄羅斯為與美國競争第五代戰鬥機而研發的。後來米高揚設計局因資金問題,隻生産出一架Mig-1.44的技術驗證機。
俄羅斯蘇-47“金雕”,是由俄羅斯聯邦蘇霍伊航空集團研發的超音速試驗機,曾在設計與試飛階段曾經給予Su-32和Su-37的編号。采用前掠機翼,有明顯的機翼翼根邊條和長長的機身邊條,能降低阻力和減少雷達反射信号,改善飛機的起飛着陸性能,在亞音速和大迎角時有很好的氣動性能,可增加飛機的航程和高空機動性,并能充分利用複合材料的結構特性。扇形不可調進氣口道位于機身邊條下方,S形涵道側面靠近機翼前緣處裝有鴨翼。雙垂尾略向外傾斜,機身中部有兩個大的輔助進氣門,并且采用雷達吸波塗料對飛機進行了隐身處理。