FC-31戰機的前世今生——一生懸命的私生子

【文/觀察者網專欄作者 劉敏】

在剛剛過去的2017年，從巴基斯坦傳來了最新消息，在其首都伊斯蘭堡召開的「2017年航空技術會議」上，巴基斯坦空軍參謀長索哈爾·阿曼（Sohail Aman）上將向媒體證實，將會在中國的幫助下研製第四代戰機，中方還將協助巴基斯坦發射遙感衛星，甚至幫助巴國首位宇航員登入太空。據悉，巴基斯坦空軍為發展第四代戰機已經制訂了專項計劃，命名為「AZM項目」（project Azm）。外界的軍事觀察家紛紛評論，認為瀋陽飛機公司研製的最新第四代「FC-31鶻鷹」戰機已經在和巴基斯坦下一代戰機合作中取得領先地位。這再次將公眾的目光聚焦於這架命運多舛的戰機。

圖1：巴基斯坦空軍四代機專項計劃項目LOGO

一、世紀之敗

關於FC-31的故事，一切還要從二十年前「成都飛機工業公司」和「瀋陽飛機工業公司」展開的四代機之爭開始說起（美俄軍標為五代機）。1997年9月7日美國洛克希德·馬丁公司的YF-22進行了首飛，同年中國空軍也正式向成都飛機公司和瀋陽飛機公司下達了研製第四代重型空優戰鬥機的任務，並分別簽署了研製合同。這就是後來廣為人知的「殲-20」項目，成飛和沈飛兩家公司將展開項目競標，誰家的方案最終獲勝，誰家的戰機就能得到空軍訂單並獲得殲-20這個軍用番號。

當時成飛手上的「殲-10」項目正處於首飛前的最後關頭，對於四代機實在無暇多顧，只能分配部分人員進行前期工作。而沈飛則無此負擔，立即全身心的投入到四代機的研製中。其實沈飛對四代戰機的預研可以追述到上個世紀八十年代初，曾先後提出了幾十種氣動布局方案，其中又以「中等後掠角切尖三角翼正常布局」的方案在當時被認為是最有希望的發展方向，八十年代中期，隨著美國隱身飛機資料相繼披露，國內航空界和軍方開始對戰機的隱身性能逐步重視，之後的幾年沈飛公司又結合隱身方面的需求，不斷的優化常規布局方案，這就是後來的92、93方案和補充的具有隱身設計特點的新93方案。而這一階段的成飛公司研究重點則是立足於「殲-9」方案的兩側進氣鴨式布局雙發方案，這種布局方案成飛已經有了幾十年的研究積累，收集了海量的實驗數據，成飛對此種布局方案十分有自信，算是走了條和沈飛完全不同的道路。隨著沈飛進一步研究深入，沈飛又從新93方案發展出常規布局的K94和K96方案，然後又以此為基礎研究出了「鴨翼+主翼+水平尾翼」的三翼面K96方案和全新的三翼面K98方案，其中K98方案實驗數據最為理想，各方面性能俱佳，這讓沈飛大為振奮，隨後就將一架「殲-8IIB」改裝成數字式四餘度電傳操縱系統的三翼面驗證機，該機於1996年12月31日首飛，於1999年6月完成所有實驗科目，這就是「殲-8IIACT」驗證機。而成飛則繼續深入研究「升力體邊條翼鴨式布局」，發展出96和98兩種布局方案，並驗證出以升力體配合邊條翼和鴨翼，實現小展弦比主翼的氣動布局。

所以1997年當軍方跟成飛和沈飛簽訂發展四代機合同時，成飛和沈飛實際上已經在四代機方面預研多年，已經有了較深厚的積累。簽訂合同後沈飛動作十分迅速，使用性能最佳的K98-03方案為技術藍本設計型號原型機，僅用四年時間就完成了設計方案。沈飛的方案是當時非常時髦的三翼面設計，前伸邊條翼，主翼為雙三角翼，非常強調戰機的機動性能，不使用矢量發動機就可以達到65度可控迎角，極限情況下甚至90度迎角都仍有一定控制能力，再配合超音速性能優異的加萊特進氣道和雙全動垂尾，在所有競標方案中機動性第一，沈飛將該方案命名為「雪鴞」。隨後還為雪鴞製作了一架全尺寸模型，軍方和國家領導人多次到沈飛參觀了解過該方案，一時間雪鴞聲名鵲起，獲得了航空界和軍方一片讚歎之聲，雪鴞方案當年就獲得了「2001年國防科工委科技進步一等獎」。

之後不久成飛也拿出了自己的四代機方案，正是升力體邊條翼鴨式布局。該方案為兩側DSI進氣道、鴨翼帶邊條翼，雙全動垂尾，為了強化可控迎角，該方案還設計了腹鰭，基本上是傳統的鴨翼布局重型戰機方案。成飛沿續了自己龍字輩命名傳統，將該方案命名為「威龍」。到2006年上半年，雪鴞方案凍結，按照沈飛的說法，雪鴞各項指標均達到或超過了空軍規定的技術指標，沈飛此時志在必得。2007年初由空軍主導的四代機競標正式開始，沈飛的三翼面雪鴞迎戰成飛的鴨翼威龍。競標首先在北京「空軍航空裝備研究所」進行方案相關評審對比，10月初再到29基地進行氣動力評審，相關數據由風洞實驗對比完成。2007年10月底，總裝備部正式發文宣布成飛公司的「威龍」方案獲勝，取得軍用番號——殲-20。

圖2：成飛公司於上個世紀60年代開始發展的殲-9項目，由此演化出的氣動布局方案繁多，後來殲-20「威龍」的基礎架構和技術傳承均脫胎於此，上圖為殲-9Ⅵ-Ⅱ方案

縱觀沈飛在四代機競標上的失敗，不得不提的就是沈飛在追求機動性上的偏執。沈飛當年在技術路線上受前蘇聯影響太深，認為戰鬥機作戰能力的高低極大程度要體現在機動能力上，在四代機上將更是如此。認為戰機在超視距空戰、電子戰和對地打擊等方面的性能取決於先進的航電系統，只有近距離空中纏鬥，勝負取決於戰機的機動性，而機動性又取決於戰機先進的氣動外形和強大的發動機。只要機動性優越，在近距纏鬥中能壓制對手，再配合先進的航電系統，這樣的戰機就能在空戰中獲勝。這種思路在第四代戰機上的體現首推就是米格設計局的Mig-1.44，該機為了追求機動性甚至連腹鰭都帶有可動翼面，連鴨翼上都有鋸齒設計，可謂把追求機動性的理念發揮到了極致。蘇霍伊設計局的Su-47也是這種思路下的產物，三翼面設計再加前掠翼帶邊條翼，可謂驚世駭俗，雖然帶有腹部彈艙，但其實Su-47是完全追求極限機動能力下的非隱身設計。而沈飛的三翼面加矢量發動機的布局還明顯受當時的老Su-35和Su-30MKI的影響。但這種設計思路卻明顯忽略了四代機另一個根本重要屬性，那就是隱身。前蘇聯雖然發明了隱身計算公式，卻一直高唱隱身無用論，這種腔調一直延續到今天俄羅斯最新銳的Su-57身上,在俄羅斯空軍給出的八項設計要求中，隱身的重要性僅排名第七，僅高於短距起降性能，讓人匪夷所思，當然這是後話了。

圖3：沈飛公司的「雪鴞」三翼面方案，不使用矢量發動機就實現了65度可控迎角，配合加萊特進氣道和雙全動垂尾，在所有競標方案中機動性第一。該方案曾獲得2001年國防科工委科技進步一等獎

沈飛雖然受前蘇聯影響深遠，但也沒有全盤聽信前蘇聯的隱身無用論，雪鴞的設計自始至終強調高隱身性能，但三翼面的設計先天就不利於隱身，加萊特進氣道的隱身效果也不如DSI進氣道；其次三翼面設計雖然先天升力係數高，但同樣阻力係數也高，雪鴞是所有競標方案中阻力係數最大的，這一點又極不利於超音速巡航，作戰半徑也短，對發動機推力要求也是最高的，為了減阻，雪鴞使用了小機頭設計和非常復古的雙三角翼主翼設計，但小機頭設計意味著要縮小機頭的雷達尺寸，其它航電設備的尺寸和安裝也會受到巨大影響，這又直接影響了戰機的戰場感知能力。雙三角翼的設計更是一個災難，雖然它平衡住了三翼面的高升力要求和由此帶來的阻力過高的問題，但主翼由大後掠角的內段和小後掠角的外段組成，這在隱身設計的角度來看完全就是一個敗筆，主翼的折角處會形成一個天然電磁波反射源，破壞了隱身；最後由於三翼面加邊條翼的設計導致機體過長，雪鴞是所有四代機中，長度最長的，甚至比美國的YF-23的20.6米還長，達到了近23米，甚至比Su-27還要長，過長的機體又反過來讓機體更重，阻力更大，又需要更大的發動機推力，這是一個惡性螺旋循環。

最後和成飛的威龍相比，雪鴞更大、更長、更重、更複雜，必然造成採購、維護成本更高；然後先天阻力大，超音速巡航性能低，作戰半徑短，對發動機性能依賴性更高，使用同樣的發動機推重比更低；由於小機頭設計，直接造成了戰場感知能力更弱；然後最重要的是隱身性能相對不太理想，這幾乎就是硬傷了。在四代機的「4S」性能中，隱身、超音速巡航、超級戰場感知三項輸給了威龍，僅超機動性一項領先。相比之下成飛的威龍各方面都要均衡的多，更符合空軍需求，所以沈飛輸的不冤。但連續在殲-10和殲-20兩個空軍重點項目中輸給成飛，沈飛毫無疑問陷入了極大的困境中。生存還是毀滅，這是個問題。

圖4：即生瑜，何生亮。一度呼聲最高的沈飛「雪鴞」方案，可惜在隱身、重量、機體複雜度上敗給了各方面更加均衡的成飛「威龍」方案，痛失殲-20番號，永遠停留在了設計圖上

二、一生懸命的私生子

雪鴞的失利對沈飛的打擊不言而喻，雖然手上還有殲-11、殲-15、殲-16等型號的訂單，但那只是眼前，這些重型三代機遲早是要被四代機殲-20取代的，等過幾年殲-20逐步成軍服役時，這些三代機的訂單就會逐步轉移到殲-20身上，到那時沈飛就無以為繼了，這是從企業經營層面來說；從技術層面來說，在四代機時代失去了話語權，這是一個戰略性失敗，沈飛手裡已經沒有一個先進型號來引領技術研發和創新了，較長時間的研發斷層還會導制研發團隊的流失，將來還拿什麼來競標五代機？西方國家的航空公司，因一個重點型號的競標失敗而導制公司破產倒閉，然後被兼并重組的情況屢見不鮮。毫無疑問，沈飛也陷入了這樣一個死局，思來想去，只有出奇制勝，才能扭轉局面了。

沈飛出的「奇招」，就是自創一個四代機型號，自主設計，自主研發，自主市場化運作，針對國際市場甚至中國軍方未來潛在的需求設計一款中型四代機。而此時沈飛最大的競爭對手成飛剛剛中標殲-20，要想騰出手來染指中型四代機，至少也要等殲-20服役以後，算是跟成飛打了個時間差。沈飛的思路其實很清晰，如果把四代機看做一種商品，那全世界的供應商也沒有幾家，現在市場上的已知產品，美國F-22是非賣品，中國殲-20和俄羅斯的T-50都還處於研製階段，成軍服役至少還要十年八年，而且這種重型空優戰機對國防具有重大戰略意義，輕易不可能出口。現在市面上真正能買到的四代機，其實只有F-35一種，但F-35的供應商美國是不可能向非盟友出售防務裝備的，更別提F-35還有八個支付了研發費用的夥伴國及兩個安全成員國，這十個國家將優先得到戰機，而且美國自己還有2775架的需求，以洛馬公司宣稱的進入全速生產後一個工作日一架的產能計算，要想向新用戶提供產品最快也要2035年以後。這麼一算，沈飛覺得自己進入了市場的空檔期，機會難得，因為中國在國際上是有自己傳統戰機銷售市場的，這些市場遲早也要面臨三代機到四代機的升級，再加上四代機的稀缺性，要開拓F-35以外的非傳統市場機會也是巨大的。而且中國空軍本身的需求也是巨大的潛在市場，殲-20雖然已經被成飛奪走，但中國空軍只裝備殲-20一款重型四代機是極小概率的事，連美國都需要發展F-35來和F-22做高低搭配。如果沈飛的中型四代機最終能被中國空軍採購，用於替換現役的殲-7、殲-8、殲-10、強-5、殲轟-7等機型，就算不是一比一替換，保守估計至少也有2000架以上的市場規模。而且還有海軍艦載機項目的可能，美國也是用F-35C這樣的中型四代機充當艦載機，這又給沈飛未來的四代機上艦留下了想像空間。

圖5：中國海軍某訓練基地的「教練-11」機群

這種沒有軍方立項，純粹企業根據國際軍購市場自主研發軍機，自主運營，最後成功返銷中國空軍的模式，在中國也是不乏先例的。最典型的例子就是洪都飛機公司在1987年根據國際市場自行研製「K-8」教練機，巴基斯坦分攤600萬美元研發費用佔25%的股份，這個模式跟今天F-35的國際合作分攤研發費用如出一轍，K-8這個名字來源於中國和巴基斯坦邊境的喀喇崑崙（Karakoram Range），K-8研發成功後迅速在國際市場上大紅大紫，先後出口十四個國家，出口量超過300架，占同級別教練機國際市場份額的70%。而一直到90年代末期，中國空軍開始大量裝備三代機後（美俄軍標四代機）,對中型教練機的需求大增，才採購了國產航電版的K-8，授予了軍用番號「教練-8」，後來又升級了發動機和航電系統，升級為「教練-11」，同時海軍也有大量採購，中國海空軍迅速成為K-8系列教練機的最大用戶，採購總數超過500架。牆內開花兩頭香的洪都飛機公司顯然成了最大贏家。這樣立足國際市場研製，廠家自行投資的例子還有洪都的L-15教練機，成飛的FC-1戰機，還有數不勝數的無人機等等。但是利益有多大，風險就有多大，巨大的市場前景必將伴隨巨大的市場風險，沈飛在研發雪鴞時，是與中國空軍簽署了研發合同的，由中國空軍承擔研發費用，沈飛自研的中型四代機可就需要自掏腰包了。四代機的研發費用驚人，美國F-35的研發費用超過600億美元，這筆錢是當年沈飛年銷售額的近三十倍，如果這款四代機由沈飛自籌資金來完成研發，完全市場化運作，那風險將十分驚人，但是沈飛已無退路，決定孤注一擲。

既然下定了決心，沈飛上下立即動員起來，2007年10月底沈飛才在殲-20項目上競標失敗，幾乎立即就投入到中型四代機的研製中。三年零兩個月後的2011年1月11日，成飛組裝出的第一架殲-20成功首飛，僅過了一年，沈飛的中型四代機就在2012年10月31日成功首飛，又是只用了一個四年，只不過這次跟雪鴞不一樣的是，沈飛這四年不但完成了一架全新中型四代機的設計，還造出了驗證機，還完成了首飛。這次再也沒有討厭的軍方來評頭論足了，當然也沒有那象徵無數訂單和正統的軍用番號了，這是一個沒有準生證的私生子。首飛當天，無數的沈飛人仰望著天上那瘦黑的身影，忍不住熱淚迎框，百感交集，它就像一個呱呱墜地的新生兒一樣，寄託著沈飛所有的未來和希望。沈飛像父親一樣為新中型四代機命名型號為「FC-31」,中文名字則延續了沈飛以猛禽命名戰機的傳統，取名「鶻鷹」。

圖6：沈飛公司的FC-31驗證機（310驗證機），這是2012首飛時最初的設計，注意機翼邊條帶起的渦流

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！