长空飞鹰　轻型战斗机兴衰与中国装备前景

国际航空界普遍将正常起飞重量10吨左右的战斗机称为轻型战斗机,正常起飞重量在15～20吨标准的被称为中型战斗机,正常起飞重量超过20吨的战斗机则属于重型战斗机的范围。轻型战斗机在冷战初期航空电子技术不高时一度成为各国装备的主体,以米格-15和F-86启动的东西方战斗机对抗贯穿了整个冷战的过程,即使在美国和苏联开始以中、重型战斗机作为装备主体之后,轻型战斗机在冷战双方对外出口和军事援助中仍然占据重要的地位,每过一段时间都会出现一种新型号的轻型战斗机来维持这个规格飞机的地位。

轻型战斗机的兴起和衰落

轻型超音速战斗机的兴起与朝鲜战争期间米格-15在战场上的表现直接相关,后来类似规格的战斗机有些是有意为之,而有些像幻影Ⅲ这样本身作为全功能高端战斗机发展的型号则是受成本和技术等因素影响,被限制在轻型战斗机的范围中。上世纪50年代初期到70年代初期是轻型战斗机大规模发展和装备的阶段,以苏联米格-17/19/21、美国F-5、F-104和法国幻影Ⅲ/V为代表的机型,在装备国家的数量和生产规模上都达到了一个非常高的水平,苏联的米格-21更是填补了从政府军到游击队的几乎全部非西方战斗机市场。

世界主要空军强国很早就放弃了轻型战斗机,长期坚持装备大型飞机的美国空军始终没有接受轻型战机,即使是受经济因素影响才接受的F-16在确定装备后也成为了中型机。苏联空军从米格-21后也放弃了曾经坚持简单轻巧的战斗机思想,米格-23和米格-29虽然还部分保留了苏联战斗机的传统思想,但是在设备完善程度和机体规格上也属于中型战斗机。法国航空工业在幻影Ⅲ后先后开发了两代新幻影,也曾经考虑过幻影G8和幻影4000这样的大家伙,但经济和出口市场的限制导致实用型幻影战机始终处于中型机的下限附近,直到阵风才是不折不扣的双发中型多功能战斗机。大量装备歼-7的中国作为战斗机技术发展较薄弱的后来者,在上世纪70年代开始进行的几个新型战斗机项目也都是中型以上规格。可见轻型战斗机作为主力战斗机的观念至少在30年前就已经被基本放弃,目前较新的几个轻型战斗机型号大都有着特殊的产生原因。

冷战期间真正意义上的先进轻型战斗机只有美国的F-20这个出口型号,虽然YF-16和YF-17在设计时也是按照10吨级别轻型战斗机的标准提出,YF-16的结构设计、机载设备和重量范围也属于轻型战斗机,但进入服役的F-16A已经超过了常规轻型战斗机的上限标准,随后的改进和完善使这个型号彻底进入中型战斗机的范畴。冷战后开发的轻型战斗机只有IDF、LCA、FC-1和JAS-39这4个型号,其中除了JAS-39是按照主力战斗机的标准进行设计外,其他3个型号都在技术和性能进行了必要的舍弃。

IDF战斗机是台湾在美国技术支援下开发的防御性战斗机,在设计上突出了制空作战并对攻击能力进行了控制,采用了轻型战斗机上少见的双发布局,在防空、格斗方面上表现突出,但在航程和载荷能力上却存在缺陷,设计条件和性能上的局限使其只能执行区域防空或战术攻击任务,在性能指标和综合战斗力上只达到了与F-16/79或F-20相当的标准。JAS-39是瑞典空军为了满足本国装备和出口需要,按照其独特的军工发展思想开发的轻型多用途战斗机,成本因素导致JAS-39的体积和重量比之前的SAAB-37有明显下降,但是开发时间较晚使其在技术水平和综合战斗力上表现突出。中国的FC-1和印度的LCA在设计之初都是为了取代歼-7/米格-21,目标的统一性使这两个型号在基本尺寸上比较接近,只是中巴联合开发的FC-1在设计上强调了成本和实用性,虽然应用技术上并无突出之处,但在完成后也表现出较好的综合性能;印度的LCA在设计上应用了远比FC-1多的新技术,但是设计经验与性能指标上的脱节使实际效果并不好,直到FC-1开始小批交付,LCA也没能真正满足需要。

更大更重的需求牵引

轻型战斗机的热潮实际上在二战后只持续了不到20年的时间,各国开发主力轻型战斗机的努力到60年代后期就已经基本终止,70年代末期除了少数国家还有轻型机项目外,美国和苏联这些航空技术强国已经放弃了投入。轻型战斗机的兴起是因为轻型飞机具备轻巧灵活和成本低廉的优势,其快速衰弱的根源也是因为轻、小对飞机的限制。战斗机的作战功能和战斗力发展与飞机的体积和重量有直接的关系,基础设计上的限制往往在后续改进上造成很大的局限,如米格-29用了近20年的时间也没有彻底解决腿短的不足,F-16I和F-16E在发动机推力几乎提高45%的同时还不得不加装保形油箱,为加强F/A-18C/D攻击能力则不得不全新设计整体放大的F/A-18E/F,这些事例都证明战斗机的基础设计在后续改进完善工作中存在一个极限。基础条件比轻型机更好也更有潜力的中型机的改进都如此困难,本身在动力和结构上限制就比较严格的轻型机问题自然更为严重,很多轻型战斗机的改进型虽然在某些数据指标上提高明显;但这些提高却往往要受到各种条件的制约而缺乏实用价值,其中动力和翼载荷上的问题最为明显。

战斗机想满足现代空战要求就必须符合最基本的技术性能指标,简单点说就是正常起飞重量的推重比要达到0.9,正常起飞重量时的每平方米翼载荷最好不超过500千克。推重比和翼载荷是关系到飞行性能的重要指标,轻型机恰恰在这两方面处于先天不足的尴尬地位。轻型机能够在喷气时代一度兴起是以结构简单、轻巧灵活作为基础,但是随着军事航空作战系统的电子化和武器制导技术的发展,复杂的航空电子设备和导弹武器成为现代战斗机的战斗力核心,任何战斗机想要满足现代化空中作战环境就不能忽略这些技术关键,而装备雷达航电火控和各种导弹武器必然要占用一定的机体空间。早期轻型机能够占据一席之地的关键是其设备简单,在当时的条件下可以依靠指挥引导和机种协调来扬长避短,很多国家装备轻型机的目标就是充分利用低成本形成的数量优势。现代化战争条件下雷达火控和电子作战系统的重要性不断提高,战斗机缺乏完善机载航电和制导武器就根本无法与对手抗衡,机载设备不完善的缺陷也难以依靠其他手段解决,成本和数量优势被技术优势抵消导致轻型战斗机的实际价值迅速降低,单纯堆积数量在现代化战争中只能是徒然为对手增加战果。

轻型战斗机的主要问题是结构重量所占比例过大导致发展潜力不足,目前JAS-39、IDF、FC-1和LCA虽然发动机推力都在8～9吨的范围,但这几个型号的基本重量都已经达到甚至超过了6吨的标准。现代化战斗机想要满足基本作战要求就必须安装必要的雷达航电,轻型和中型战斗机在这类设备的体积和重量上的差距并不大,但是雷达火控和电子设备在正常起飞重量上的比例却差异明显,也就是说类似的雷达电子设备对轻型战斗机的影响远比中型战斗机大。

早期轻型战斗机是以装备简单来满足整体性能要求的,极端例子就是米格-21,几乎就是把发动机包上个飞机的外壳。基础设计上的局限使米格-21在改进中遇到了重重困难,增加雷达口径和机载燃料的努力都要对机体进行大幅度的调整,必须通过降低某些性能指标才能换取其他方面的提高。米格-21在不同国家的改进都存在技术难度大和效果低的问题,苏联版本的改进型已经失去了简单轻巧和机动灵活的初衷,中国在开发全天候歼-7的过程中也经历了基本失败的歼-7C/D,歼-7大改的最终努力只有到由超七发展来的FC-1才算完成。FC-1虽然在项目开始时是基于歼-7大改的全天候低成本战斗机,但是最终开发的成品几乎没有明显从歼-7继承下来的技术,其设计更改量之大、投入之多与全新设计并无区别。