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[军事] 观察|韩国KF-X隐身战机:F-22与F-35的混血儿

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发表于 2019-10-21 07:56 AM |显示全部楼层








观察|韩国KF-X隐身战机:F-22与F-35的混血儿

澎湃新闻特约撰稿 张亦驰

2019-10-20 16:22 来源:澎湃新闻

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在这几天举行的2019首尔国际航空航天与国防工业展览会上,韩国首次展出了自行研制的KF-X战斗机全尺寸模型,得以让外界仔细观察这种“4.5代战斗机”的一些细节设计。
实际上,早在今年6月,韩国官方就公布了KF-X战斗机的初步设计图。从目前公布的外形来看,KF-X可谓是F-22和F-35的“混血儿”,限于韩国现有的技术实力,该机将采取分步走的战略,逐步完善性能。
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全尺寸模型显示,其外挂武器、机身外部的电子战天线,球形的红外搜索跟踪系统都会增大雷达散射面积。
韩国的隐身战斗机雄心
韩国的KF-X隐身战斗机计划由来已久。早在2008年,韩国就曾设想研发一种具备隐身能力的双发多用途战斗机,并在2023年形成作战能力。不过,受到技术基础和研制经验的制约,其五代机计划发展相当缓慢。为了推进该计划,韩国也不时和别国接触,提出公共研发。2010年6月印度尼西亚表示加入这一计划,后来土耳其也曾表达过兴趣,但最终还是集中精力发展本国的五代机。直到2012年,KF-X计划仍然处于概念方案研究和选择阶段。2013年3月,随着经济形势的变化,研制经费的减少,在评估技术风险后,韩国暂停了该计划。
不过,2013年的首尔航展上,韩国航空航天工业公司(KAI)展示了两个五代机方案模型,这也是在KF-X隐身战斗机计划发展整体不顺的情况下,KAI为项目发展打的一针强心针——希望韩国政府能够尽快恢复对自研五代机的支持。
在这之前,在瑞典萨博公司的帮助下,韩国提出了4个五代机概念方案。其中KFX-C100方案采用常规布局,类似于缩小版的F-22;KFX-C200方案采用鸭式布局,从鸭翼和巨大的三角翼来看,和米格1.44非常相似;KFX-GSC方案采用菱形机翼加侧倾的V尾布局,没有常规意义上的平尾,类似于YF-23; KFX-G5S采用无尾布局,机翼与F-16XL的箭形翼相似。韩国的这4个五代机概念方案几乎涵盖了当时所有主流战斗机设计布局。
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KFX-G5S的机翼类似F-16XL的箭形翼,使用了无尾布局
之后,韩国对几种概念方案进行了优选和调整,放弃了本国没有任何技术基础的KFX-C200、KFX-GSC、KFX-G5S三套方案,重点针对KFX-C100方案进行了进一步优化和细化,先后发展了102和103方案,后者就是2013年的首尔航展展出的KFX-C103方案。在双发的102和103方案的基础上,KAI取消内埋弹舱设计,采用外置武器设计,发展出了单发的501方案。这个KFX-C501方案同样在2013年的首尔航展上进行了展出。
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2013年首尔航展展出的KFX-C103方案
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早期的KFX-C100为常规布局方案,KFX-C200方案使用鸭式布局
KFX-C103方案外形与F-22类似,使用双发、双垂尾布局模型,采用后掠角较小的梯形翼。当时的模型就显示外挂近距空空导弹、吊舱、制导炸弹等武器;KFX-501方案单发、单垂尾,挂载副油箱、吊舱以及空/地武器。两者的气动布局大致相似,不同之处在与单发单垂尾与双发双垂尾,当然,起飞重量也有所不同。
根据当时的设计,KFX-C501方案空重为9.3吨,比F-16C稍重,而机内载油量比F-16C多14%,总体来看是一型轻型战斗机。KFX-C103方案翼展10.7米,机长15.6米,空重11吨,与F-35A相比“个头”总体相当,但空重和最大起飞重量都偏低,基本可以达到中型战斗机的标准。
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2013年首尔航展展出的KFX-C501方案
2016年1月,韩国正式启动本土战斗机发展计划。由国防采办计划管理局(DAPA)附属的国防开发机构和KAI负责,而印度尼西亚作为国际合作方也承担一部分开发成本。
新方案的确定
韩国武器采购机构早在今年6月29日就公布了KF-X战斗机的初步设计图,其外形和此次航展上展出的模型基本相当。当时国防采办计划管理局完成了对“4.5代双发喷气战斗机”的初步设计评审(PDR),并决定该机顺利进入下一阶段,也就是“关键设计评审”(CDR)。据DAPA的KF-X计划组负责人当时介绍,通过初步设计评审,DAPA认为初步设计中所有系统都已达到要求。韩方计划在2019年9月前完成该机详细设计工作,并开始生产原型机。
最新的方案是在早期103方案的基础上进一步迭代细化的结果。实际上,到2017年已经出现了107方案。最新的方案来看,其设计中规中矩,旨在降低研制风险,加快研制进度。这是一种常规布局方案,其外形有些像缩小后的F-22与F-35的“混血儿”。
该机采用加莱特式进气道、双发动机、双外倾垂尾,垂尾后缘略有前掠,这些都是F-22的特征。而其机翼、座舱更像F-35的。该机的梯形翼的前缘后掠角介于35度的F-35和42度的F-22之间,但是更接近F-35的机翼。
从体型上看,该机也更接近于F-35。该机机长16.9米,翼展11.2米,机高4.7米,最大起飞重量25.6吨,最大载弹量7.7吨。该机最大航程2900公里,最大速度2200公里/小时。作为一个对比,空军型的F-35机长为15.7米,机高4.38米,翼展10.7米,翼面积42.7平方米,垂直尾翼高6.86米,空重13.29吨,最大起飞重量约32吨。从外形尺寸上看,要比F-35稍大一圈。但是最大起飞重量却轻了5吨多。总体来看,它和F-35是一个级别的战斗机,不排除未来进一步增重的可能。
该机发动机为两台美国F414-GE-400K型中等推力发动机,两台发动机的加力推力为19.96吨,略高于F-35目前使用的F-135-PW-100发动机。
据航展的展板介绍,该机具有先进航电系统、有源相控阵雷达和先进传感器、灵巧武器,增强的生存能力和高的能量机动性。
如果从机体外形来看,该机确实有5代机的隐身风格。例如,明显的机身脊线,S型进气道、具有空间倾角的机身(相比较现有的几种五代机,该机的机身部分显得过渡更为连续)、机翼/尾翼前后缘平行等手段,而且飞机本身“体量”并不大,若借助吸波涂料、隐身材料等其他隐身技术,隐身性能应当有所提升。
韩国方面很有自知之明地称之为“4.5代战机”确实事出有因。因为该机还不是一架真正的隐身战斗机。首先,目前该机无法实现武器装备内置,所以翼下挂载了副油箱、空空导弹等载荷。而在机腹部,以半埋方式携带流星空空导弹。外置的武器弹药将使得该机的隐身性能大打折扣。
即便不考虑外挂问题,该机在一些设计的细节上,也不利于隐身。比如,多个雷达告警电子战天线凸显于机身,没有采用与蒙皮融为一体的天线设计。机头上部的红外搜索跟踪系统也采用了球形设计,而没有采用类似F-35的那种多面的钻石设计,自身的RCS面积相对较大。这些都将产生额外的雷达反射信号。有消息称该机的RCS为0.5平米,而真正意义的隐身战斗机的RCS要比这个数小一到两个数量级。
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最新的模型显示,该机使用了欧洲的空空导弹。
“三步走”战略
根据计划,韩国方面2021年将推出KF-X的原型机,2022年原型机首飞,到2026年该机研制完成。尽管KF-X计划已经逐步驶向快车道,但是对于韩国而言,研制一款五代机仍然面临不少困难:一方面是资金的匮乏,另一方面是技术的欠缺。为此,韩国开发KF-X战斗机寻求了广泛的合作。印尼也在为KF-X项目提供资金支持,预计KF-X项目20%的资金将由印尼支付。2019年1月份,印尼提供了1.17亿美元,今年将有印尼工程技术人员参加KF-X项目。按照计划,印尼有望购买80架该型机,而韩国则购买120架该机。
从技术上,韩国则与美国、欧洲和以色列展开广泛合作,美国是主要的合作方。韩国在2015年决定购买F-35A时,洛克希德·马丁公司承诺转让25种技术。但是美国政府拒绝转让4类技术,包括有源相控阵雷达、红外搜索跟踪系统、光电瞄准吊舱和综合电子战套件。美国方面也表示暂时不会向KF-X提供机载空空导弹。
在这种情况下,韩国不得不向其他国家的企业寻求帮助。此次韩方公布的概念图和模型显示,其携带欧洲“流星”远程空空和IRIS-T近程空空导弹。这是向美国求购空空导弹技术无果后的选择。根据DAPA官员的说法,韩方最初倾向于使用美国的武器系统,比如雷声公司的AIM-120和AIM-9空空导弹,但美国政府尚未批准导弹出口许可证。DAPA的消息人士对外表示,韩方仍然对美国空对空导弹整合到KF-X战斗机持开放态度。实际上,“流星”和IRIS-T导弹比美国导弹更昂贵。而且,美国的武器系统更容易集成到这架飞机中。不过,目前日本和印度都考虑使用欧洲的“流星”空空导弹,除了美方不愿意转让最新型AIM-120导弹技术以外,“流星”由于采用了火箭冲压发动机,射程也具有一定优势。
有源相控阵雷达技术也是一大瓶颈。韩国虽然电子技术发达,但雷达工业并不先进。为此,韩国选择了以色列公司进行合作。韩国公司在以色列公司的帮助下开发了含有约1100个收发组件的有源相控阵雷达,雷达原型机已经在以色列完成地面和空中测试,近期将在韩国完成测试。
除了广泛合作以外,韩国还计划采取三步走的方式,把KF-X分成三个阶段发展,以逐步完善该机性能。其Block 1批次的机体采用了低RCS(雷达截面积)特征设计,但是没有内置武器舱,但机身仍然保留弹舱的空间,为之后增加弹舱奠定基础。Block 2批次的机体将设置弹舱,并对外置天线进行一体化设计,改进隐身图层,以将隐形性降低到F-117的水平,约0.025平方米。Block 3批次将换装更先进的传感器以及发动机,进一步提高隐身性能,达到全状态,接近F-35的性能。不过,目前还没有第二阶段和第三阶段的改进的时间表。
和很多所谓韩国“国产”武器一样,韩国并未掌握很多核心技术,但就是在这种情况下,韩国国防工业发展取得了世界瞩目的成绩,并且在国际军火市场上也是崭露头角,不可小视。

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