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北极蝠王-俄罗斯PAK-DA隐身战略轰炸机

 昵称7536781 2014-01-20

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可能是PAK-DA的模型

        不久前,俄罗斯空军宣布完成新一代战略轰炸机-PAK-DA的设计,这表明PAK-DA战略轰炸机已经进入实施阶段,它将成为俄罗斯空军未来战略轰炸的主力。

从目前公开的资料来看,PAK-DA是一种飞翼轰炸机,设计概念与B-2相似,可以称为“B-2斯基”,这也表明飞翼式布局在隐身、航程方面的优势已经被各国所认可,如果我国研制未来战略轰炸机的话,可能也会采用这个布局。

众所周知,前苏联解体以后,庞大的核武器库被俄罗斯所继承,包括战略轰炸机,目前俄罗斯空军的战略轰炸机主要由三种飞机组成,包括图-160、图-95MS和图-26等,其中图-26战略轰炸机最多,大约有120架,图-95MS大约60架,图-160最少,只有16,根据当时的水平来看这些飞机战术技术指标较好,具备较强的攻击能力,特别是图-95MS和图-160战略轰炸机还具备发射KH-55空射巡航导弹的能力,对地面目标突击能力较强,是俄罗斯目前空基战略打击的主力。

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俄罗斯图-26逆火战略轰炸机

随着时间的推移,尤其是俄罗斯独立之初,由于采用了休克经济政策,经济下滑,综合国力严重下降,所以难以保证对现有战略轰炸机进行必要的维护与升级,这些都影响了俄罗斯战略轰炸机部队作战和训练,同时飞机的状态、技术标准都不同程度的下降,2008年俄罗斯与格鲁吉亚战争,一架参战的俄罗斯图-26轰炸机被格鲁吉亚防空系统击落,在一定程度上显现了俄罗斯战略轰炸机的脆弱性。

更大的威胁还在于西方空战系统作战能力的增加,尤其F-22战斗机的服役,在阿拉斯加,F-22E-3A形成了第一个基于第四代战斗机的联合网络空战系统,他们给俄罗斯空军形成了沉重的压力,由于F-22隐身能力强,它可以在E-3A的指挥下,对俄罗斯战略轰炸机进行突袭,在他们发射空射巡航导弹之前将其击落,甚至可以利用自身高精度的APG-77有源相控阵雷达制导AIM-120主动雷达制导空空导弹,对KH-55巡航导弹进行拦截,这样就意味着俄罗斯战略轰炸机的作战效能严重下降。

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俄罗斯图-160战略轰炸机

俄罗斯空军很早就注意到这个问题,随着经济情况的改善,俄罗斯空军就开始着手解决对地攻击的问题,首先就是继续研制苏-34对地攻击机,它在俄罗斯空军的计划优先位置仅次于第五代战斗机PAK-FA,不过苏-34不论是隐身能力,还是载荷航程都是一种中程对地攻击机,作为战略轰炸机来说只能用勉强两个字来形容,所以俄罗斯空军又开始进行新一代战略轰炸机的研究。

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俄罗斯图-95战略轰炸机

根据俄罗斯空军的要求,新一代战略轰炸机能够使用战略武器攻击对方经济、经济、军事中心的能力,在高强度威胁环境下具备较强的生存能力,可以使用高精度远程武器打击地面目标,根据美国B-2A战略轰炸机的经验,俄罗斯空军还要求新一代战略轰炸机具备使用常规精确制导武器,打击地面目标的能力,并且具备执行侦察、电子情报搜集等多种任务的能力,也就是说俄罗斯空军新一代战略轰炸机应该是一种核、常兼顾的作战飞机。

2007年经过早期的酝酿,俄罗斯空军正式提出PAK-DA战略轰炸机计划,经过竞争,这个计划交给了图波列夫设计局,2012年俄罗斯总统普京视察俄罗斯空军的时候,正式宣布启动PAK-DA计划,按照俄罗斯空军的要求,PAK-DA需要在2015年之前完成细节设计,2017年试飞,2025年生产型批量生产并装备部队。替代现役的图-160和图-95MS战略轰炸机。甚至俄罗斯还准备在2040以后研制无人驾驶型的PAK-DA战略轰炸机。

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F-22强悍的战斗力让人敬畏

在早期想像图中,PAK-DA机体为三角形升力体,配备有变后掠翼机翼,这个设计显然是考虑到了超音速突防之用,但是后来俄罗斯空军放弃了对战略轰炸机超音速的要求,这主要是因为随着速度的增加,对于飞机结构、材料的要求也在增加,而变后掠翼机翼虽然可以兼顾高速突防和低空性能,但是它增加了机翼转轴等结构重量,影响飞机的载油系数,同时也增加了飞机研制的难度和成本,所以我们最新看到的PAK-DA是一架飞翼型隐身战略轰炸机。

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PAK-DA早期方案,从图加可以看出它偏重于超音速性能

笔者在前面说过,PAK-DA采用飞翼式布局没有什么奇怪,从各国的研究表明,飞翼式布局能够较好的兼顾隐身、航程、载荷等多方面性能,这一点从各国的无人隐身作战飞机都是飞翼式布局就可以看出来。飞翼布局优点主要包括;隐身性能好,飞翼式布局没有垂直尾翼和平尾,对于常规布局的飞机来说,这是一个主要的雷达电波反射源,同时机身剖面接近于翼型,上下表面在展向上与机翼表面和缓的过渡,没有明显的界限,较好的融合为一体,整个表面光滑顺畅,没有明显的鼓包、缝隙等,进一步提高飞机的隐身性能,在航程方面,由于飞翼式布局的浸润面积比较小,大约只相当于常规布局飞机的一半左右,因此亚音速条件下阻力较小,在同样展弦比的情况下,飞翼式布局的升阻比是常规布局的1.4倍,因此航程性能较好,另外没有垂尾和平尾,在同样条件下飞翼式布局的结构重量较轻,同时主要设备舱布置在机翼中心线,这样与机翼的气动栽荷分布一致,所以可以进一步降低结构重量,这样有利提高飞机的载油系数,确保飞机的航程指标,同时还可以提高飞机的载荷,保证飞机具备较强的攻击能力。

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飞翼式布局是隐身轰炸机的主要布局

另外从模型上来看,PAK-DA有四个背负式进气道,这意味着它和B-2一样,采用了四个发动机,背负式进气道的优点就是可以增加机身容积,结构效率也比较高,这对于体积有限的无人机来说是非常重要的,同时无人作战飞机多采用高空突防战术,机身会对地面雷达形成遮挡,让其无法直接照射进气道,背负进气道再配合S形处理和进气道格栅等技术可以进一步提高飞机的隐身能力,正是因为飞翼式布局和背负式进气道有这些突出优点,所以它才成为新世纪隐身轰炸机及无人作战飞机一个标准的气动布局。

不过飞翼式布局也不是没有缺点,飞翼布局的短处也是显而易见的,没有了垂尾,航向稳定性下降,航向控制需借助其他方式来提供足够的偏航力矩,另外单翼面的纵向气动操纵效率较低。因此目前的飞翼飞机多采用W形后翼,以保证航向操纵的效率。从模型上来看,PAK-DA也是采用了这样的设计,它的目的有三个:

1、         提高俯仰和航向操纵面的效率,保证后缘操纵面有足够力矩。

2、         有利于隐身性能,W形的后缘分别分别平行于左右机翼的前缘,可以控制波束的反射,有利于降低飞机的RCS

3、         最大限度的提高后缘弦长,保证了座舱、发动机和武器舱的安排,同时增大了翼根部的强度,对结构受力和减轻重量有利。

令人感兴趣和不解的是,在PAK-DA的模型上,它的机身有一个鼓包,从它的位置来看,应该不是武器舱,而是其他载荷如燃料舱,我们知道隐身飞机一个要求就是要保证飞机表面的平滑,避免出现较大的缝隙和鼓包,以消除飞机的散射源,笔者认为PAK-DA这样的设计,可能是保持航程性能,另外还有提高飞机航向稳定性的作用,前面说过航向稳定性是飞翼布局一个缺点,在另外一张想像图上,我们可以看到PAK-DA虽然没有鼓包,但是在机翼两端增加两个翼梢小翼,对于它来说,这个有助于降低阻力,同时也在一定程度上提高了飞机的航向稳定性,这也反应了PAK-DA作为俄罗斯第一种飞翼式布局大型飞机,图波列夫设计局似乎在方案注重先进性和成熟性兼顾。

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PAK-DA使用的AL-41FA涡扇发动机 

根据海外的资料,PAK-DA采用4AL-41-F1发动机,应该和B-2F118-GE-101一样,都是无加力涡扇发动机,AL-41F1的最大推力是88千牛,与F118-GE-101相差无几,有关 PAK-DA的最大起飞重量数据不一,并且差异也非常大,最大的达到了200吨左右,最小只有120吨,不过笔者注意到俄罗斯空军对于PAK-DA的航程指标要求是,巡航时速大约800-900公里/小时,作战半径大约是12000公里。从这些指标来看发动机的推力来看,特别是PAK-DA考虑到了挂载KH-101这样的大型空射巡航导弹的要求,所以应该和B-2A大小差不多,B-2A的最大起飞重量可以达到180吨,载荷18-23吨,载油80-90吨,空重为70吨左右,作战半径(起飞重量160吨,载荷15吨,燃料60吨左右,高--) 12000公里

PAK-DA的航空电子系统包括有源相控阵雷达,数据链、卫星通信系统等,座舱采用了大屏幕液晶显示器,这些设备与俄罗斯正在研制的PAK-FA/T-50战斗机具备一定的通用性,这样俄罗斯未来两种主战飞机在发动机、机载设备等方面就实现了高度的通用性。考虑到飞机具备较好的隐身能力,有利于执行侦察、监视等任务,所以PAK-DA可能还会配备电子侦察系统、红外及光学侦察系统等设备,用于侦察、监视任务。

PAK-DA隐身战略轰炸机装备俄罗斯空军以后,将会显著的提高俄罗斯空军的战略打击能力,目前西方国家虽然实现了作战飞机的更新换代,但是空战指挥引导系统,特别是关键的预警机迟迟没有更新,如美国及北约主力预警机还是E-3A预警机,虽然经过RSIP改进,但是它对PAK-DA的探测能力仍旧偏低,这样就提高了PAK-DA对于美国及北约防空体系的突防能力。

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KH-101是PAK-DA的主要武器

由于作战半径巨大,加上KH-101上千公里射程,PAK-DA可以从俄罗斯任何一个机场起飞,打击欧洲及北美任何一个目标的能力,由于可以分散布置,就大大提高了俄罗斯战略轰炸机的生存能力,同时也给美国及北约带来了较大的防空压力。

需要指出的是PAK-DA的隐身能力不至可以提高自身的突防能力,还可以提高陆基机动洲际导弹、潜射弹道导弹的突防能力,我们知道美国针对俄罗斯洲际导弹建立了导弹防御系统,导弹防御系统关键之一就是各种传感器,并且这种传感器靠近导弹发射点越近越好,目前美国计划凭借阿拉斯加、西北太平洋、东欧的导弹预警雷达形成对俄罗斯的反导包围圈,这样PAK-DA可以凭借自己隐身能力在PAK-FA歼击机的掩护下,对这些反导关键节点进行打击,以提高俄罗斯战略导弹的突防能力。

提高了俄罗斯战略空军部队核常兼顾的能力,按照俄罗斯空军的要求,PAK-DA具备投放JDAM这样的卫星制导炸弹的能力,可以用于常规对地攻击,这样就提高了俄罗斯空军对地打击能力,特别是象俄格战争、车臣、南千岛群岛战争这样的局部战争,未来俄罗斯空军可能会出动PAK-DA隐身轰炸机对于对方领导人进行斩首式打击或者对对方指挥控制中心进行点穴式打击,有效的提高了俄罗斯空军的威慑及作战能力。

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PAK-DA可以用来打击NMD的关键节点

简化了俄罗斯空军战略轰炸机部队,有助于俄罗斯航空工业的整合,PAK-DA装备部队以后,俄罗斯空军战略轰炸机部队装备的飞机将会由现有的三种降低一种,同时与PAK-FA战斗机具备较高的通用性,有助于降低部队后勤保障方面的负担,减少预算开支,这对于经济实力还比较有限的俄罗斯来说是比较宝贵。

从更深层次上来说,通过PAK-DA战略轰炸机的研制,还有助恢复和保持俄罗斯战略轰炸机乃至大型运输机工业,我们知道前苏联航空工业是在整个苏联范围内进行配套的,由于前苏联的解体,许多配套厂所成了国外单位,这显然让俄罗斯不能够接受,所以俄罗斯对于其他独联体国家的防务厂商采取了饿死战略,就是在俄罗斯境内实现大型武器系统完善的配套能力,削弱独联体国家,从而达到俄罗斯控制独联体的目标。

当然以俄罗斯目前的经济实力想完成PAK-D这样的隐身战略轰炸机并不容易,但是这种飞机不论对于俄罗斯空军还是俄罗斯航空工业乃至俄罗斯来说,都至关重要,所以俄罗斯总统普京说过“我们知道这种飞机的难度,也知道他是一种昂贵的飞机,但是我们仍然要研制它!”

         行文至此,传来我国西安飞机公司某战略项目启动的消息,或许在不远的将来,就象现在隐身战斗机,隐身战略轰炸机也将演三国鼎立的局面!

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