星辰大海路上的种花家2023-07-07 06:07:19
日前洛克希德在社交媒体上爆出了一架神秘飞行器的线条描图，尽管看起来只有一个框架，但熟悉气动布局的高手们已经脑补好了这架飞行器的外形，并且断定这是NGAD六代机的机型，而在国外的社交媒体上也已经有人发文讽刺表示中国已经准备抄袭！
洛马的六代机造型：到底是个啥玩意儿？
(相关资料图)
之所以会被认为是NGAD下一代空中优势的战斗机是因为5月底美国空军正在招标下一代战斗机，目前已经有三家厂商正在积极筹备，尽管没有公开是哪三家，但媒体猜测就是洛克希德-马丁、波音和诺斯罗普-格鲁曼这三家军工巨头。
其中洛马更是知名，基本上现代美国空军的主力战机都是洛马制造的，F-22和F-35就是洛马的杰作，除此以外，还有F-117、F-16、C-130运输机、C-5银河运输机以及SR-71黑鸟以及三叉戟弹道导弹与宇宙神火箭。
因此洛马公布的PPT显然值得关注，而NGAD更是洛马志在必得的下一代空中优势战斗机，这其实是一个核心战机加上无人驾驶作战飞机（忠诚僚机）的作战体系，其中美国空军对核心作战飞机提出了如下要求：
搭载最新的五代武器与传感器、最先进的机载电子设备、更优秀的隐身能力、最先进的发动机技术、更远的航程以及有效载荷等。
空军部长Frank Kendall表示，NGAD的核心战机每架可能高达数亿美元，美军准备装备约200架，美军认为，目前军方的侧重点是航程、有效载荷与低可探测性，对机动性要求有所降低，因为外围的“忠诚僚机”可以辅助完成这个任务，协助空战与对地攻击等。
这架线条机真是美国的NGAD六代机？
所以网友们就提出了一个问题，在这个节骨眼上洛马放出这架“线条机”，到底是不是六代机？我们可以来简单评估下，根据在CAD里一比一建立了平面度，计算它的展弦比，评估它的最高飞行速度，如下图：
结果笔者计算了下发现这架飞行器的展弦比在1.4左右，一种非常罕见的小展弦比高速机型，根据3.3马赫的SR-71的展弦比为1.94以及我国6马赫的高超音速侦察机WZ-8的展弦比为0.95这两个数据评估，目测这架飞行器的飞行区间在4.5~5马赫之间。
所以问题来了，这架飞行器到底是不是美国的NGAD六代机体系的核心战机？答案是很可能不是，原因有两个，一个是美军花大力气搞出了XA-100和XA-101两种变循环发动机，这可是美军30年研究的心血结晶。
美国自1986年F119发动机首次测试以来，再也没有在小涵道比涡扇发动机上有过建树，美国的下一代发动机99%可能是变循环发动机，因此没有理由不在下一代战机上选择这种发动机，但问题来了，变循环发动机仍然是涡轮压气级模式的发动机，理论上速度也无法超过3~4马赫，因为这种发动机会遭遇一个压缩比增加反而流量减小的问题，因为压缩空气过热膨胀了。
要解决问题，可以使用预冷模式，但这种结构太复杂，一般不会用在普通战斗机发动机上，只会用在TBCC这种组合式发动机作为超燃冲压过渡使用，所以笔者认为这个可能性很低，另一个则是“忠诚僚机”的问题，这种搭配干活的模式确实非常优秀：
1、作为长机的弹药补充，以弥补五代机机内弹仓的装载量不够；2、可以前出侦察，执行敲门任务；3、作战时可以辅助长机执行空战任务；4、被敌方攻击无法逃脱时可以牺牲自己，保全长机；这种搭配执行任务模式对两种飞机有个都有个基本要求，飞行速度上大致能搭配到，不能核心战机4.5马赫高音速，忠诚僚机0.9马赫亚音速，这个完全不搭调，就像母鸡带小鸡一起出去，结果母鸡飞走了，小鸡还在跑着追，这样显然是不合适的！
因此笔者认为，美军的NGAD空中优势的核心战机，不太可能有那么高的速度，按变循环发动机的性能推测，巡航速度估计在2.2马赫左右到顶了，航程上可能比F-22要高出30~40%，因为美军已经提出了对航程的需求，减少了对机动性的需求，航程在4000~5000千米也是有可能的。
速度达到5马赫：中国跟还是不跟？
洛马的80周年宣传创新中的飞行器，尽管不太可能成为NGAD的核心战机，但对于下一代战机的考虑，仍然有一个疑问，未来的战斗机速度到底还有没有用，也就是说5马赫的战斗机会不会成为主流？
笔者认为，速度其实并不是主要问题，更关键的是它的动力是否能轻松达到这个速度并且还有更低的耗油率，如果能达到，笔者认为各国会毫不犹豫的选择这种高超音速战斗机。
上文提到了涡轮基发动机，比如目前的涡喷或者涡扇，在高音速下其实不适合涡扇工作模式，在超过2马赫后涡喷工作效率其实也要下降，原因上文说过了，更高的速度需要更大的流量，需要更高的压缩比，这反而会导致高压空气的热膨胀，降低压缩效率。
目前的办法有两个，要么选择预冷式，比如美国赫尔姆斯开发的TBCC在模态转换时使用了预冷，提高涡喷发动机的效率，但这种发动机结构比较复杂，预冷结构成本比较高，结构重量也比较大，所以在大量装备时可维护性不好，成本也偏高。
有朋友认为用超燃冲压，但这种结构的发动机需要火箭或者涡喷助推才能启动，在战斗机上使用结构复杂度增加，如果有类似旋转爆震这种结构更简单，维护性更好的发动机出现，那一定是首选。
这种发动机除了某些结构部分存在运动部件以外，并没有主要旋转部件，结构可以算简单到了极致，不过也可以搭配涡轮机来实现启动时快速过渡到大推力模式，这种也被称为涡轮增压旋转爆震发动机，由于它使用的是近似等容燃烧模式，效率要普通比喷气式发动机的等压燃烧要高得多，所以使用这种发动机的航程明显要比普通喷气式发动机要高。
笔者认为，如果中美双方只要有其中一方实现了这种发动机并量产，那么战斗机一定会进入4~5马赫时代，虽然涡轮机增压的爆震模式很难超过4马赫，但在这种机构的发动机上实现冲压进气道结构压缩的爆震模式要比超燃冲压简单得多，所以这种发动机一旦成熟，那么中美双方必定将进入高超音速时代，所谓的在导弹面前速度无用论完全就是狗屁。
中国其实并没有跟不跟的问题，因为中国一直在朝高超音速方向上努力，腾云工程就是以高超音速的载机将二级飞行器送到高空后再发射的模式，不过在PPT方面还是比不上美国，我们的腾云工程的CG图正好是烂的可以，看看老美CG出来的NGAD的机子都非常不错，哪天我们官方也找个靠谱点的CG团队，好看也是战斗力！
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