【軍事博評】William:三國次世代戰鬥機計劃 航空後進國再比拼?

2024-02-29 10:01:07 最後更新日期:2024-02-29 10:15:29
William Lam

現實中只是個小職員的軍武 / 科普愛好者

GG4A1初次起飛的可汗戰鬥機,文中提及的疑似「人機耦合振蕩」即出現在這時間中。「人機耦合振蕩」是人的增益和動態與飛機增益和動態迭加形成的外回路不穩定(例如糾正幅度過大,超過穩定飛行所需)。典型特徵是駕駛員操縱頻率與飛機某模態頻率耦合,飛機模態回應與操縱輸入相位差較大,甚至達到180°。(網絡圖片)

土耳其可汗第五代戰鬥機,經過延宕近兩個月後,終於在上星期首次直奔藍天,完成第一次試飛。作為有美系與俄系飛機元素的可汗戰鬥機,其地面外形雖然有點古怪,但起飛的英姿並不輸已服役的五代戰鬥機,而且作為現時發展中的航空後進國五代機 / 近五代機,可汗可是屬於重型戰鬥機範疇,殊不簡單。

試飛片段也令部分航空迷對它改觀,當初滑跑時部分人對於此機的「粗肥」很有意見,但當該機首次試飛後,更多角度的照片顯示其寬廣體型與酷似F-22但又有明顯不同的外觀。只是,本機在起飛之時似乎亦出現一些和飛控有關的問題,例如平尾激烈搖擺等,疑似是「人機耦合振蕩」,情況YF-22 2號機當年降落時重損的問題,幸而可汗戰鬥機只是出現不超過3秒,機首方向也沒有很大改變,方能成功起飛。

YF-22 二號機降落時機尾激烈搖擺,導致飛機失去控制嚴重擦撞地面,其實也是一種飛行系統調整輻度過大(駕駛員的調整+飛控系統調整的疊加)的情況,也是「人機耦合振蕩」的一種。

 

關於近年一直流傳的、主要由發展中航空國家研究的四代+ / 五代-戰鬥機,真正進入研發階段的只有現時土耳其的可汗戰鬥機、韓國的KF-21和印度的AMCA,估計大部分可在2030年代中期前服役。有些人戲稱這批戰鬥機叫4.9代或5代減,主要原因在於隱身性能及 / 或超音速巡航性能和美、中、俄三國都有相當差距,且很多航電設備和引擎都要外購並進行整合,性質好像沒什麼差距。

然而三個國家在發展上都有很多特色和方向,而且大家的步伐、風險都有不同。雖然現階段還是很難判斷他們是否會成功(因為我們實在沒有進一步的飛行參數及計劃進度報告),不過我們可以由「三家」的背景、發展策略及目標進行探討。

先說兩個實力最接近且一東一西的新興航空強國:韓國與土耳其。兩國在航空事業的發展上都有相似性,主要是負責機構都是政府或國有公司(土耳其是土耳其航空航太工業 / Turkish Aerospace Industries;韓國是韓國航空宇宙產業 / Korea Aerospace Industries),然後全國其他企業合作,並無競爭。之所以如此,是因為軍民用行業都是高投資的高技術工業,更需要國家資金及法規支持,且一個市場有限的中型國家也沒有更多資本讓兩三所同等企業競爭,無法分頭並進,就只有合力辦大事,由政府牽頭集中全國資源及國內支援以完成項目。

 GG4A2無論是韓國航宇(左)還是TAI(右),廠房生產水平也是相當先進的,並採用脈動生產線概念。(圖片來自韓國航宇產業連結2)

 

兩國的軍用航空事業可說在伯仲之間,也各有成績:兩國在美、歐的協助下,都有組裝第四代戰鬥機(F-16、F-15K)的經驗,同時也能自行生產軍機所用的空對地與部份空對空武器;戰機的核心部分(如引擎及部分航電)自己是造不來,暫時只能依靠進口或盡量搞授權生產(授權組裝),但進口技術暫時都沒構成很大的問題,甚至部分自己暫時沒能完成的超音速飛行 / 巡航風洞測試,都能外包給歐美的研發機構完成,例如可汗的亞音速風洞測試是自行完成的,超音速測試因為相關設施仍然在建,據說就外判給英國航太協助完成。

雙方對軍用航空事業的發展除有民族主義情緒推動外,實際的國防需求及謀求在日漸狹窄的國際軍用航太市場中「分一杯羮」也是推動的重要因素,當中以土耳其尤為明顯:基於美土關系不穩,F-35國內組裝之事泡湯,他們更急切需要新一代攻防性能較強的戰鬥機去滿足2030年代可能的威脅;另一方面,作為穆斯林為主要宗教信仰的近東國家,穆斯林世界對軍用航空的需求也為該國提供潛在的龐大需求,甚至可借助為躍遷至發達國家的重要依靠。

branyan turkey news main左為土耳其航太集團首個自製F-35機殼身的交付儀式,本是給本國訂購的F-35A用的;右方為TAI及其他土耳其公司主要為歐洲訂購F-35而所生產的不同部分。據資料所示,於2019年時美國取消土耳其參與F-35的計劃,不但損失了來自歐洲約20%的訂單,也會影響F-35的生產計劃。(網絡圖片)

 

在技術及經驗方面,兩國航太事業也各有千秋,韓國的優勢是擁有設計與製造新型戰鬥機的經驗(雖然那只是戰鬥教練機),同時也能授權生產 / 組裝中型乃至重型戰鬥機,而土耳其甚至其自製高級教練機也只是在去年才首飛,然而因為「背靠歐洲」,除能參與更多改裝升級工程外,也有更多協助設計子系統設計、整合的機會,土耳其甚至原是作為出口歐洲的F-35的機身結構承包商,只是剛開始量產沒多久即遇到美國制裁,生產計劃沒法持續下去而已。總括而言,兩邊的技術優勢與投入上也難分高下。

kor kai 1 chen chuanKF-21正在試飛中的04號原型機。也是第一架雙座型的原型機。除有可能作為駕駛訓練外,也有可能發展成複數無人僚機空中操作員。(圖片來自連結)

 

土耳其可汗與大韓KF-21—需求決定差異?

兩機比較起來,在概念及運用上也有一定差異。之前已提過,韓國的KF-21可能是三者中最保守的計劃,因為它只是一個兩步走計劃的第一步,2032年前先生產只使用半埋式掛架的空戰型與攻擊型,過後才利用已經既存的預留空間為基礎,進一步發展成「真正的五代機」,而且生產上最先要滿足汰除韓國空軍二線舊機的需求,同時向東南亞國家出口,目標明確,定位上也保守、務實得多,至少以現在KF-21的完成度而言,第一步要成功,相對更為容易。

tiqe92可汗戰鬥機側彈艙(左,似乎仍是預留位置)和縱列式雙主彈艙(右),主彈艙佈局令人意外且出奇地類似SU-57,而且這樣佈置有機會十分長,甚至可掛入1000公里以上航程的戰略級巡航導彈。需要留意的是,據知MMU也會配備尾錐雷達,而由尾錐使用複合材料蒙皮製作,這點所言非虛。(圖片來自連結)

 

相應地,我們由原型機及相關資料可知,土耳其航太的可汗戰鬥機進取得多,因為該機大小上比中美俄的重型隱身機都要大一點,而且彈艙相對而言更大,甚至體積上有機會大於SU-57,可在內掛模式下投擲更大彈械。可汗最初的設計和現在的有明顯差別,很可能是2018年後美國制裁而土耳其被迫撤出F-35A計劃的結果,讓可汗戰鬥機必須兼顧戰鬥和攻擊兩方面,且更需要成為2030年代土耳其的絕對主力所致。

 hwgqTxwzOsdyANvm7r6Cq0AZzq3hehQZ scaled土耳其航空產業的厲害之處,在於軍用UAV上也同樣發展迅速,例如敘土戰爭和亞阿戰爭中成名的拜卡公司,現時他們已立即跟進於算是新概念的忠誠僚機上。其所選用的構形卻偏偏酷似殲20。這架名為Kizilemla(紅蘋果)的忠誠遼機,氣動外形可能和早期TKX戰鬥機其中一個選型有關。(圖片來自The Defense Post)

 

當然,雖然土耳其的航空設計及集成能力不能少看,但這步也跨得有點過大,而且以現時機型和所選引擎而言,推重比可能不太夠,可能影響其戰力;加上其面向穆斯林世界市場,但需要整合眾多歐洲系統,由於不少穆斯林國家都受到程度不一的制裁,對於可汗的出口也會造成一定制約。這些不太確定的因素反而讓可汗戰鬥機的發展蒙上陰影。

 92429 印度的AMCA計劃都至少進行5至6年,雖然計劃並未有具備超巡能力,且定位一開始機型也確定在小F-22上,但細部很多設計仍多次修改,且只達到風洞樣型及彈艙樣機(且似乎是非常簡陋的樣機)發展的階段,原型機幾肯定無辦法在原2025年時首飛了。(網絡圖片)

 

最莫名其妙的一角—印度

為何在比較上我會把印度區分比對?首先AMCA似乎仍是變動不休的PPT計劃,在出現驗證機前都難以評估。其次,印度雖然”似乎”有比土韓兩國更厚的航空底子,設計及製造噴射機的時間更悠久,但基於過去的種種問題及管理過於散漫,印度在航空方面的發展似乎愈來愈落後於兩國,而其第五代機計劃AMCA,到現在幾乎仍停留在PPT及少數系統只有粗糙測試實物的狀態。

就經濟規模及外交走向而言,印度在航太發展方面幾乎一向是左右逢緣,只要先期資金足夠,就什麼都可以購買。然而這也害慘了印度的航太事業,因為什麼都可以賣,也沒必要發展,導致一直以來航空工業的自行研發能力一直十分薄弱。這也是LCA研發三十年幾變成爛尾工程的其中一個原因。

AA Su 30 line印度在軍用機發展上也是神奇國度:印度只有一間具備整機研發流程經驗的國營飛機設計與製造公司,即印度斯坦航空有限公司(下稱HAL),並包攬了設計、製造、維修三方面的服務,且開發計劃由戰鬥機、攻擊機、直升機、運轉機甚至農用機均有,且承擔印度空軍所有授權生產軍用機的製造與組裝工作!相對於各國航空設計公司,HAL的擁腫程度是極其罕見的(不過產能很低就是)。另外他們修飛機的能力也是同樣「出眾」,嚴重程度甚至連印度空軍對於HAL的產品都有抵觸情緒,要HAL修好AMCA這種可以預見仍是萬國牌的飛機,恐怕......(照片來源:印度斯坦航空公司的前世今生搜狐網)

 

另一個印度軍用航空事業的問題過去就分析過,就是心態一步登天,規劃習慣性冒進,計劃論證不足且中途不斷改變,進度經常性落後等,致令他們過去很多計劃不是半途而廢就是延宕多時,LCA就是一個好例子。若果找緊一項核心發展計劃、經過合理的工程控制及一早確定合作對像,那其實還有成功的希望。但現時不計算無人機了,AMCA計劃之外還有三項(對!三項)四代半戰鬥機項目,包括遲遲未有實機的LCA MK-II、海軍艦載專用戰鬥機TEDBF和空軍用的、與TEDBF部分相當的空軍ORCA。這四十年來,世界上可沒有一所飛機設計及製造公司同時設計四種現代化戰鬥機的能力!

92429 20AMCA以外,印度斯坦航空工業仍然在搞三種(2.5)主力戰鬥機,即準備接替幻影2000的光煇MK-2 (), 相當於把光輝MK-2放大成空軍雙引擎中型戰鬥機ORCA,而印度海軍則更想要一種氣動上類似陣風但重量上FA-18E/F的中重型艦戰TEDBF(事實上兩者性能也有重疊且可能會進一步整合)。雖然印度國防部似乎已學懂將三個計劃的候選引擎都統一成美國奇異F414渦輪扇發動機,但.....2020年代晚期第六代機都差不多要出現時,還要服役兩種四代半型戰鬥機,並沒有集中火力於AMCA,是否有點不智?(圖片與資料來自維基百科及Indian Defense Times)

 

再者,印度斯坦航空公司的的子系統研發似乎比土韓兩國更為薄弱,甚至現在都未能有效整合各類外購的航電系統,莫講自行研發航電或其他子系統了(過去基本上都是發展不成功的)。這點也直接影響印度航太事業「往外跑」的能力:整機搞不成幾架妥善度不高的,子系統的性能也無法穩定到軍方願意採購的地步,想外間客戶理你就更不用奢想了。

印度軍用航太事業現在最需要的,其實是確定一個(最多兩個)發展目標,並進行仔細規劃,確定一個合理指標再著手發展,任何一個改動都需要審慎以對,更重要的是改善研發與生產環境與技術,進行技術升級,否則莫讓AMCA了,就算要完成算是重大改良型的LCA MK-2,所需時間也不會短到哪(題外話,現時所見資料,LCA MK-2要到......2028年才試飛)。

HAL Apprentice Jobs 2022 ms ufkjlvgxbxHAL的生產線仍相當落後,沒有脈動生產線概念之餘,技工的衣飾也非常不規範,某程度上其實增加了高精密度系統混入外物導致故障的風險。(圖片來自連結)

 

後記:

無論如何,三國的計劃是否會成功,除了廠方 / 軍方計劃的規劃能力及掌握的技術外,還要看看三國未來五至十年的經濟狀況。不過如無意外的話,韓國可能會先完成其「第一步」,而由於未來北約可能更需要土耳其來拑制很大機會贏得俄烏戰爭的俄國,預期受技衛制裁的機會也相對更小,也增加了成功的希望。唯一有疑問的就是受到多年問題纏身、而且到現時還未有進行諸多未來軍用機計劃整合的印度HAL 的AMCA了,印度航空工業的問題,遠比AMCA本身更多更深......

 

 

 

發佈於 軍事博評
By 2024-02-29

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