“短垂项目”的路线该如何走

工作环境也同样恶劣，甚至有过之而无不及。有理由猜测F-135发动机能否适应美军空中打击的高出勤率，一位飞行员驾驶F-35B从两栖攻击舰起降执行任务的过程中，心里有没有底？

现有路线是否已到尽头？

郑：中国发展武器装备不可能忽视美军走过的道路，这不意味着要跟在美军后面亦步亦趋，但至少会有一个“扬弃”的理性选择。中国如果要发展“短垂”项目，我们不妨分析一下。按照新闻里面的说法，研制的是“短距起飞/垂直降落飞机推进系统，是针对提高海军两栖作战能力，填补该类作战武器装备空白而进行的探索项目”。既然是“飞机”和“作战武器装备”，那么就应该是用于对地攻击和战场支援的攻击机，而不是V-22这种倾斜式旋翼机或者像上世纪60年代德国开发的DO-31E垂直起降运输机，更不会是类似现在美军正在预研的以涵道风扇为动力的“空中可重构式嵌入系统”（ARES）。

既然是战斗机或攻击机，那么我们就要判断一下，中国的“短垂”战机要走哪条路线。更重要的是，这条路线中也包含着“短垂”项目发动机的探索路线。

完全照搬英国的“鹞”式短距起飞，垂直降落飞机是一条路。尽管“鹞”式是40多年前的老装备，但历经马岛战争、海湾战争等实战洗礼，证明是一种有效的两栖作战装备。虽然“鹞”式载弹量和航程有限，但对提升中国海军两栖攻击能力来说是显著的，也弥补了空白。而且中国现在航空材料上的发展，也能够进一步改进“鹞”式的载弹量和航程等性能，接近甚至超过AV-8B+的水平。至于“鹞”式的“飞马”发动机，乍一看是台古董，但历经罗罗几十年改进，其最新、推力最大的Mk.107型即美方使用的F402-RR-408发动机开发于2000年。如果中国开发出自己的F402-RR-408，将是中国发动机行业的一大跨越。

但这条路的弊端在于，“鹞”式的路线过于保守。由于采用了共用式推进系统，“鹞”式尽管性能比同期的“雅克”38强得多，但超大的进气道、厚重的超临界机翼都表明这是为全力发挥发动机的升力性能。而对于中国来说，就意味着不但要预研发动机，而且不能在现有战斗机上进行改装而要重新设计。无论是歼-7、歼-8、歼-10还是歼-11甚至歼-31、歼-20，使用类似“鹞”式的共用式推进系统是不大可能飞起来的。因此中国走“鹞”式路线，即便不是照抄“鹞”式的外形，也要设计一种新的气动力外形，以满足共用式推进系统垂直起降的需要。而且这种路线的外形多“粗大彪悍”，跟超音速飞行无缘。中国航空工业忙活了半天，甚至在型号研制任务如此繁重的时候，要重新设计制造一种亚音速的垂直起降战机及相关发动机，有点“得不偿失”。

因此中国的另外一条路线，就是从现有装备平台出发，通过改造和加装新型垂直起降动力来实现突破。从路线上看，这和美军的JSF项目有些反其道而行之，不是以三军通用作为初始目的，而是从现有空中作战平台中延伸出两栖作战专用的“垂直起降战机”。

走这一条路，美军F-35B的组合式升力方案就是不得不考虑的路线。因为这种方案最大限度容纳了美军三军通用的需求，而从中国角度看，这条路线最适合现有平台的改装和改进。其优点首先是效率高，这对于中国尚不先进的发动机技术来说尤为重要。第二是像F-35B那样在飞机前方安装升力风扇，不会大幅改变飞机重心和飞机的横截面积，减少改装的难度，有利于保持原有飞机的超音速性能。

减少改装难度，只是降低工程复杂程度的一个方面，“短垂”战机的关键还是发动机。有一个有趣的“谣言”：中国为歼-20准备的涡扇-15第四代发动机，其技术是源于当初苏联为雅克-141研制的R-79B-300发动机。这等于说中国第四代战机已经提前做好了向垂直起降战机发展的准备。事实上，这是一个中国网友编造的“善意谎言”。中国的第四代发动机和俄罗斯的R-79可能毫无关系，但中国垂直起降战机的动力还得来自面向歼20的第四代航空动力，因为只有推重比达到10以上，才有可能为垂直起降战机提供足够的升力。在新闻曝光的中国“短垂”项目中，设计研发的主要部门是中航空天发动机研究院，成发是项目加工方。不能小视这个“项目加工”，因为垂直起降战机需要的是一种特殊的“推力矢量发动机”，和一般战斗机发动机相比，有很多需要特别制造加工的部件。

例如已知的所有可实用的垂直起降战机都无法回避一个关键技术，就是大角度偏转的发动机矢量喷管。首先是密封的问题，矢量喷管一般安装在发动机加力燃烧室后面，喷管在热燃气环境中应保证结构的完整性，避免高温燃气泄漏造成火灾，另一方面良好的密封性能可减少喷管漏气造成的推力损失。其次是冷却，因为喷管处于偏转状态时，弯曲的型面会造成喷管壁面温度分布不均匀，从而引起局部温度过高使喷管发生形变。通常采用气膜冷却方式从发动机冷流部件引出冷却气流对喷管壁面进行冷却，同时起到降噪作用。F-35B的3轴承偏转喷管采用双层壁面的结构形式，冷却气流从双层壁面之间流过，降低了内壁面对外壁面的热传导且使内壁面温度降低。最后是减重。矢量喷管在做到前两点的同时，还要尽可能减轻重量，使用复合材料等先进材料技术。

以上只是垂直起降战机动力复杂性的一个方面，还没有涉及喷管偏转机构设计、飞机整体平衡、飞火推一体设计等更为复杂的技术挑战。

技术方案上能不能另辟蹊径？

郑：从需求上看，中国海军对垂直起降战机的需求并不是凌驾其它一切作战飞机的。中国海军舰载航空兵对歼-15这类主力固定翼战斗机的需求肯定是最高的，其次岸基航空兵部队也需要大量先进飞机。因此在这个“短垂”项目上，中国是有填补空白的需要，但要有一种“非功利”的从容心态。在官方新闻中，对“短垂”项目的定位是“探索”。这一来说明了技术的复杂性，二来提出一个问题：有没有必要跟着F-35B的路线走？

应当承认，F-35B的升力风扇+三轴承偏转喷管的组合型推进系统是当今超音速垂直起降战机最优化的动力路线，但其中还有优化空间。例如取消F-35B的轴驱动升力风扇而改为燃气驱动升力风扇，可以进一步降低“死重”。另外中国没有像美国JSF项目那样严苛的通用化要求，因此可基于现有飞机平台探索垂直起降动力。比如歼-10的进气道与X-32B有相似之处，如果搞成“短垂”版的歼-10，作为一种验证平台，甚至未必追求超音速性能，也未必非得追求垂直起降，只要实现短距起飞、垂直降落也是一种巨大的成就。

从X-35B可看出，其技术路线尽管是美国“最优”的选择，但这种机械式矢量喷管和升力风扇的组合已接近发展极限。那么能不能摆脱这种旧有的窠臼，转而走向气动，机械复合喷管甚至开发气动推力矢量技术而采用固定式的几何喷管，这就大大简化了现有垂直起降战机动力的死重和复杂程度。相对于跟踪F-35B的路线，应该提倡这种未知领域的探索。虽然这种探索很可能以失败告终或仅有有限或极不成熟的成果，但这对中国海军来说是可承受的，也不影响海军的装备发展。

[编辑/旭日]

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