此前的一期《出鞘》我們簡單談了一下美國洛馬公司為印度「量身打造」的F-21戰機,其中部分內容提及了印度空軍的現役「萬國牌」戰機。由於篇幅所限,對於印度國產的LCA「光輝」戰鬥機並未過多贅述。在留言板塊中,有網友提問了一些關於LCA服役近況與改造前景的問題。正值本屆印度班加羅爾航展上,LCA的「孃家」印度斯坦航空公司公開了一款光輝MK-II戰機,其中最引人注目的是在原本的無尾三角翼佈局基礎上加裝了一對鴨翼。那麼本期《出鞘》我們就來簡要解析一下印度這款全新打造的LCA戰機。

「光輝」戰機起源於印度於1983年成立的「輕型戰鬥機計劃」( Light Combat Aircraft,即LCA這個稱呼的來歷)。該計劃的目的有兩個,其一是打造一款取代當時大量在役的蘇系米格-21戰機,其二便是通過這一項目建立一套國內完整的軍工體系。不過以30年後的今天的眼光看來,這兩大計劃目標是否已成功達成仍有待商榷。

印度在LCA計划起步時選擇法國達索公司作為技術顧問,達索公司以設計無尾三角翼佈局的幻影-2000戰機著稱這也是LCA最終造成了「迷你幻影2000」的原因之一。LCA項目計劃第一階段在1993年4月開始製造兩架技術試驗機,並被命名「TD-1」和「TD-2」。由於印度進行核試驗之後遭到以美國為首的西方國家實施禁運,TD-1無法獲得合適的發動機,最終於2001年才完成首飛。

無尾三角翼這一氣動佈局儘管在現代戰機上才大量應用,但其理論研究卻在活塞機時代便開始了。德國著名空氣動力學家亞歷山大·李比希自上世紀20年代就致力於無尾三角翼佈局的研究,並於二戰後前往美國,參與研製了世界上第一型實用的三角翼戰機——F-102的研製工作,並很快得到世界飛機製造商的注意。法國的達索公司自20世紀50年代起開發出「幻影」系列戰機,英國也在獲得李比希的研究成果後,開發出了火神式轟炸機。而前蘇聯則在無尾三角翼佈局的基礎上為滿足高速飛行的需要,增加了水平尾翼,並應用於米格-21、蘇-15等戰鬥機/截擊機。

三角翼戰機鼎盛的時期,正值世界第二代戰鬥機蓬勃發展,空戰思想強調戰機的高空高速性能,在超音速狀態下氣動效率極高的三角翼佈局自然獲得各國青睞。然而,當戰機發展步入三代機時代後,空戰思想發生翻天覆地的變化,隨著「能量戰」理論的出現,人們對新型戰機的性能要求從原來的高度、速度至上逐漸轉型為擴展戰機在不同高度與速度下的運動性,尤其強調中低空亞音速條件下的飛行性能。此時無尾三角翼低空低速條件下的機動性和操縱性不足的缺點便被完全暴露,被後來居上的鴨翼佈局逐漸取代也成為必然。

印度此時選擇對光輝MKII戰機的氣動佈局進行「大手術」,也是大勢所趨。由於LCA的研製週期長達30餘年,導致其於上世紀80年代初採用的無尾三角翼佈局在30年後的今天,已無法滿足如今空中作戰的需要。自上世紀70年代末法國幻影-2000研製成功後,其他國家便再未推出一款採用無尾三角翼佈局的戰鬥機。那些在三角翼佈局頗有心得的戰機製造商,如瑞典的薩博集團,法國的達索公司等,各自在無尾三角翼佈局的基礎上改進而成鴨翼佈局,進而推出了JAS-39「鷹獅」和「陣風」等性能更加先進的戰鬥機。

另一方面,光輝MK-II選擇改用鴨翼佈局,除了中國在鴨翼氣動領域的應用愈發得心應手引起印度的追趕心理外,與其通過外購法國陣風戰機嘗到該佈局的「甜頭」也不無關係。2018年10月30日,法國外銷印度的首架陣風戰機進行了首次試飛,據稱,印度已派遣相關飛行員前往法國進行學習。由於印度空軍有過裝備幻影2000的經驗,飛行員通過實際體驗這種無尾三角翼與鴨翼佈局戰機的直觀對比,其經驗必然反饋至印度國內,鴨翼佈局帶來的先天優勢,無形中也會影響光輝MK-II的改進思路。

根據國內相關論文成果,鴨翼佈局相對傳統戰機,可以極大地減小飛機配平的阻力,在超音速狀態下可提升最多30%升阻比。同時,鴨翼佈局可在戰機處於大迎角狀態下提供更高的升力,從而提升失速控制範圍,即令戰機在亞音速,尤其是低速條件下也可獲得優秀的機動能力。綜合多方面因素來看,鴨翼佈局的設計擴展了戰機的飛行包線,令飛行員在空戰的近距離格鬥中擁有更多選擇的條件與機會。

從印度此次航展公佈的模型和相關數據來看,本次展出的的光輝MK-II應該只是一個初步的概念方案。除鴨翼佈局外,光輝MKII還將機體尺寸全面放大,武器掛點增加到11個,載彈量提升至6.5噸,可掛載開發中的「布拉莫斯NG」超音速空艦導彈,最大速度提升至1.8馬赫。整體來看,光輝MKII的紙面性能直追中國殲-10戰機,但從實際角度出發,這一方案的參考價值及實現的可能性便不那麼樂觀。

首先從氣動佈局角度來說,鴨翼佈局並非僅僅是三角翼佈局隨便裝一對前翼那樣簡單。鴨翼會令流過其上下兩翼面的氣流產生明顯變化,一般來說,其上翼面的氣流會流向主翼,從而對戰機的氣動特性產生影響,而這種影響是可以通過人為的氣動設計以及電傳系統對鴨翼偏轉角度的控制實現最大增益。但根據目前印度公佈的方案來看,由於光輝MKII保留了其兩側進氣的特性,那麼其下翼面的氣流毫無疑問將流入進氣口,直接影響發動機的進氣效率,此時這種氣流的幹擾則有百害而無一利。

對於一架戰鬥機來說,動力便是「心臟「,而對於噴氣發動機來說,保護進氣道便成了重中之重,自噴氣式飛機的啟蒙時期至今,在進氣道附近大做文章的飛機最後毫無疑問全部死路一條。前蘇聯在研發米格-9噴氣式戰機時,仍參考螺旋槳戰機的佈局,將37mm航炮置於機頭進氣道中央,結果經過測試發現,米格-9在空中飛行時進行射擊極易造成發動機熄火,原因便是炮口煙被吸入進氣道,影響發動機的正常工作,最後不得不取消這門37mm航炮,改用4門23mm航炮並兩兩一組佈置在進氣道下部兩側。

其次,戰鬥機的氣動設計絕不是簡單的等比放大/縮小,這一點上中國在研製殲-8時已經喫過大虧。殲-8基本型在研製時大量參考米格-21的氣動設計,簡單在米格-21的氣動基礎上進行放大處理,最終這款」加長加粗版「的米格-21在完全捨棄米格-21高機動性的優點的同時,將米格-21的缺點一併繼承,服役之初就遠遠落後於時代,甚至無法滿足中國空軍的基本要求,直至大改後採用兩側進氣的殲8-II出現纔算一定程度上挽救了這款戰機及其研發單位的聲譽。

此外,對於鴨翼佈局戰機來說,能否挖掘出鴨翼的全部潛力,飛控系統至關重要。然而鴨翼佈局由於其先天的靜不安定性,飛控軟體也要比常規佈局的戰機更為複雜,但印度至今尚未證明自己有獨立完成國產飛控系統的能力。如果求助於法國方面,按法國軍售一貫的風格,難免被「敲竹槓」。況且印度軍方與達索公司由於陣風戰機的採購案已經心生嫌隙,達索方面能否認真幫忙還是未知數。

光輝戰鬥機作為印度首款自行研製的國產戰機,自面世以來便爭議不斷,也時常面對著國內外的嘲諷與不屑,但其畢竟走出了印度國產戰鬥機自力更生的第一步,這一點是值得肯定的。光輝MK-II的方案表面上令其與中國的殲-10A戰機性能站到同一水平線上,但實際上從圖紙方案到原型機這一過程,絕非一帆風順。印度航空工業基礎的薄弱,更是為光輝MK-II的前景憑添一分坎坷。中國航空工業用30年時間一步一個腳印走出的路,對於印度來說,想走完它還很遙遠。那麼本期《出鞘》就到這裡,我們下期再見。


推薦閱讀:
相關文章