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F-47的鸭式前翼 不利于实现极端的隐形
wforum.com  2025-03-25 16:00  世界军事网

美国《战区》网站3月24日发表文章,称F-47战斗机最令人惊讶的特点是鸭式前翼,不利于达到极端的隐形程度。对于一架被认为针对低可观测性(隐形)、航程、有效载荷和速度而非机动性进行了优化的飞机来说,这点令人惊讶,其潜在的影响是多方面的。

根据大多数假设,F-47仍然是一种无尾翼设计,很难赋予机身稳定性,特别是针对用于在非常宽的性能范围内运行的战术战斗机。这种设计的挑战是可以克服的,但与任何飞机设计一样,必须做出牺牲。最重要的是,这可能会以机动性的代价出现。推力矢量技术有可能解决这一不足,但增加矢量喷口会增加重量和成本,并使飞机更加复杂。考虑到鸭翼战斗机的存在,敏捷性似乎仍然是波音F-47的主要设计驱动力。如果情况确实如此,并且波音公司展示的CG图不是误导,它将解释这款设计的其他有趣方面,同时也指出了美军为NGAD生态系统秘密做出的更广泛的决定,而F-47是核心。

鸭翼战斗机在具有三角翼的第四代欧洲战斗机上非常受欢迎,如欧洲EF2000“台风”、达索“阵风”和萨博JAS-39“鹰狮”战斗机。苏霍伊侧卫系列的某些型号,以及苏-34战斗机,也有鸭翼型号。中国的歼-10也采用了类似的配置。它们提供了显著增强的机动性和额外的稳定性,包括在大攻角下,特别是对于三角翼飞机来说。

鸭翼战斗机的一大缺点是,从历史上看,它们在实现非常高的雷达隐身方面存在问题,尤其是在前半球,这对战术飞机的生存至关重要。当涉及到实现极低可观察性(VLO)时,(有时也称为“宽带”隐身),这一缺点被进一步放大。F47首要的设计目标是使飞机难以从各个方向被探测到,特别是在远距离,因为许多雷达系统在更大的射频(RF)频谱范围内工作。换句话说,与其他隐形战斗机不同,该设计不仅针对通常在X波段及其周围工作的火控型雷达进行了优化。红外特征减少也是实现VLO设计目标的重要因素,射频发射控制也是如此。例如,B-21“突袭者”隐形轰炸机的主要设计驱动力是宽带VLO,这将有助于它在日益先进、深度网络化和多样化的综合防空系统中生存下来。

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F-47的鸭翼也可能是固定的装置,不作为飞行控制系统的一部分进行操纵,主要在飞行包线的某些部分提供帮助。它将提供一个固定的变量,在动态雷达特征方面可能比机动式鸭翼更容易隐形。

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鸭翼对雷达信号与敏捷性影响的一个证据来自美国国家航空航天局1995年的“概念战斗机设计中敏捷性影响调查”研究。它将各种先进的战斗机设计配置相互比较,以突出每种配置在不同任务下的权衡和优势。显然,鸭翼对敏捷性有好处,但对雷达隐形不太好。同样值得注意的是,在美国国家航空航天局的研究中,波音公司的鸭翼和λ翼概念与我们看到的F-47渲染具有一些相似的特征。除了鸭翼、机鼻和可能的无尾设计,我们真的不知道这些相似之处有多深。值得注意的是,诺斯罗普·格鲁曼公司的B-21设计是基于该公司最初的先进技术轰炸机(ATB)概念,该概念导致了B-2的出现。

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雷达横截面测量中有许多元素,包括角度、频率、控制面的位置等。同样值得注意的是,尽管只有歼-20投入了生产,但还有很多以鸭翼为特色的隐形战斗机概念。也许最值得注意的是美国联合先进打击技术(JAST)和先进短距起飞/垂直着陆(ASTOVL)计划中的一些概念,导致了F-35的出现,这些概念都有鸭翼。早期先进战术战斗机(ATF)计划中的各种配置也诞生了F-22战斗机。因此,在隐形飞机上使用鸭翼并不是历史上的禁忌。

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无论如何,鸭翼并没有完全与先进的宽带VLO目标相符,这引发了很多问题。首先,波音公司是否取得了其他突破,可以在保持其优势的同时尽量减少这一设计的影响?使用先进的复合材料,包括下方带有挡板的频率透明结构,可以帮助对抗某些波段的雷达辐射,具体取决于鸭翼飞机在给定时间的位置。隐形处理不仅仅是整形和雷达吸收材料涂层,甚至可以使用更奇特的设计策略来抵消鸭翼的雷达反射率。变形控制曲面结构也是一种可能性。尽管如此,这些措施能在多大程度上克服这个实现高度宽带隐身的明显障碍尚不清楚。

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F-47战斗机也有可能在一定程度上是模块化的。早期官方表示NGAD战斗机可能有两种不同的配置。一个用于短程“欧洲”配置,另一个针对太平洋的广阔和战术挑战进行了优化。这将通过不同的机翼配置来实现。后来,美国空军表示放弃了这一计划,但我们不确定在去年夏天项目停止以及川普政府随后选择的F-47之后,该计划是否得以恢复。没有迹象表明F-47将提供两种配置。

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鸭翼战斗机和更轻的机身将有助于实现短场性能,考虑到我们在敏捷作战部署倡议中看到的情况,这也可能成为美国空军的设计目标。也有可能选择对隐形技术的重视程度较低,而对传统战斗机性能的重视程度较高,同时对电子战能力进行更大的投资,以对冲隐形技术在未来几十年内对高度先进的综合防空网络的效率降低的可能性。

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