樊集吧 关注:569贴子:10,310
  • 8回复贴,共1

伊朗F-313隐身攻击机评价

只看楼主收藏回复

为了庆祝1979年霍梅尼**,伊朗当局于2013年2月2日公开了一种名为F-313的国产战斗机,并展示了伊朗总统内贾德等官员视察机库内飞机的图像和一段模糊的飞行视频,这是继闪电80和剑鱼之后伊朗研制的第三种战斗机。
根据图像判断,该机具备一定的隐身能力,有很大的机内空间,以对地攻击作战为主。从上面这张飞机前上方照片看,该机采用了固定前翼加主翼的鸭式布局,与瑞典JA-37雷式战斗机类似。鸭式布局的前翼在飞机控制中起到保持机身纵向平衡的作用,由于俯仰控制面位于飞机升力中心前方,因此在起降时前翼可以直接产生升力使飞机抬头,从而增大了飞机总升力,提高了起降能力。F-16等常规布局飞机的水平尾翼位于机翼和飞机升力中心后方,要使飞机抬头要要产生负升力来压起机头,这就减小了飞机的总升力;即使飞机完成抬头后,水平尾翼产生的升力也必须维持与机头抬起的气流冲击力和升力力矩相等,所以总升力还是较小。


1楼2013-02-08 16:16回复
    以瑞典于上世纪60年代研制的JA-37雷式战斗机为例,该机采用固定前翼加大三角翼布局,只需要400米长的跑道即可滑行升空,450米跑道可完成降落,起飞能力在全世界二代机中遥遥领先,远远超过需要上千米滑跑距离的F-4、米格-21、幻影-3等战斗机,F-16等第三代战斗机采用高推比发动机、变弯度机翼等先进技术才达到JA-37的起降能力。
    伊朗F-313飞机采用这一布局最大的可能就是为了解决飞机起降能力差的问题。从图片上看,该机机翼没有采用前缘襟翼,机翼后缘襟翼宽度较窄,对飞机总升力贡献不大,在气动设计上不足以产生较大的升力。伊朗人很可能没有合适的发动机可以选择,而飞机的起飞重量又无法降低,这就导致起飞推重比较低,和第二代战斗机遇到的问题类似,因此不得不采用固定前翼的布局。


    2楼2013-02-08 16:16
    回复
      2025-07-26 13:10:08
      广告
      不感兴趣
      开通SVIP免广告
      F-313的机身明显能够看出是由很多平面组成的,类似美国80年代服役的F-117A隐身攻击机,与之后的B-2、F-22、F-35飞机由连续曲面构成的机身完全不同,这反映了伊朗人电磁计算能力的局限。
      美国设计F-117A攻击机时采用的电磁计算方法是几何绕射法,这种方法简单易行,适合针对火控雷达,但无法分析曲面问题,无法处理波长和目标尺寸相近的问题,无法处理腔体散射(座舱、进气道),更无法分析目标表面的场分布,所以F-117才将进气道用金属栅格屏蔽、座舱盖镀金属膜做成平面结构。B-2开始采用时域有限差分、有限元和积分方程等全波方法,计算机运算速度也大幅提高,因此才能设计成连续的曲面结构。伊朗的计算机速度虽然够用,但明显电磁计算理论储备能力不足。
      F-117飞机全机都由平面组成,机身与机翼、机翼前后面之间棱线分明,完全遵循电磁计算设计要求。F-313的机翼、机翼与机身交接处都是明显的曲面结构,这很可能是因为伊朗空气动力学能力同样低下,无法设计出类似F-117那样完全由平面组成但还能飞的飞机,所以只好保留部分曲面外形。这使得F-313的隐身能力不会有多好,大概只能做到0.1平米等级,比现有战斗机5平米等级有大幅下降,配合电子干扰摆脱对方雷达锁定的效果大增,但远远达不到不被发现的程度。
      该机发动机喷口深埋在机身尾部结构内,从侧面看具备较好的红外隐身特征,有利于规避敌方搜索和跟踪。但是F-35战斗机尚且存在尾翼温度过高的问题,F-313的机尾结构只会更严重,发动机开加力状态下尤其如此,所以判断该机只能装备无加力发动机。


      3楼2013-02-08 16:18
      回复
        发动机选择
        伊朗航空工业没有独立研制喷气发动机的能力,所以F-313只能在现有发动机中进行选择。伊朗空军装备有F-4、F-5、F-14、米格-29、歼-7等战斗机,能够获得的发动机只有J-85、涡喷-7、RD-33等寥寥几种。2004年伊朗公开了在F-5基础上研制的闪电80战斗机,该机很可能采用了和F-5相同的J-85发动机,也就意味着伊朗掌握了这一发动机的生产能力。
        J85-GE-21发动机军用推力1.56千牛,加力推力2.2千牛,属于小型发动机,安装两台J-85的F-5最大起飞重量只有11.2吨。如果保持同样的推重比,只有一台发动机的F-313仅能达到5.6吨的起飞重量,即使降低起飞推比也不会超过10吨。从飞机与飞行员的比例看,该机长度在12米左右,由于机身十分宽大,甚至接近F-35的机身宽度,估计空重可能超过10吨,最大起飞重量超过16吨,这是单台J-85发动机难以支持的。
        如果选择不带加力燃烧室的涡喷-7发动机,军用推力可达4.2千牛,相当于两台J-85的加力推力,在固定前翼和后掠翼组合的气动布局下支持飞机以16吨重量起飞不成问题。


        4楼2013-02-08 16:19
        回复
          F-313的发动机进气道位于座舱两侧的机身上表面,每个进气道的面积都很小,说明发动机空气流量不大,属于小推力发动机,这也证实了该机确实存在起飞推力不足的问题。从图片上没有找到超音速飞机进气道常见的附面层隔离装置,同样也不存在DSI进气道必有的唇口鼓包,因此可以判断该机属于亚音速飞机,同样符合推力不足的判断。
          美国F-117隐身攻击机采用金属格栅遮挡进气道,F-22战斗机采用弯曲进气道来屏蔽雷达波,这两种做法虽然可以在更多情况下取得更好的效果,但都会造成发动机推力损失。F-313的进气道位于机身上表面,在进气道前方有一段机身凹陷形成的挡板,可以遮挡飞机前下方照射来的雷达波,阻止其进入进气道内形成较强的、具备周期性变化特征的反射波,从而增强了飞机的隐身能力。
          但是这种设计在大迎角飞行时会阻碍进气道进气,很容易导致发动机喘振停车,因此采用类似设计的X-47A、X-47B、捕食者C都是对大迎角能力几乎没有要求的无人机。伊朗飞机采用了这种进气道,就说明它彻底放弃了大迎角性能,飞机机动性类似于客机,只能依靠隐身性能当做攻击机、侦察机来使用。


          5楼2013-02-08 16:19
          回复
            第三代战斗机普遍采用可以整体旋转的全动式鸭翼,以实现更大的控制舵面积,提高飞机敏捷性。F-313采用的固定鸭翼在技术难度上很低,瑞典在上世纪60年代就可以将其实用化,技术难度远低于全动鸭翼;固定鸭翼的缺点是大迎角能力较差,难以控制鸭翼涡,但F-313根本不追求大迎角性能,因此可以不在乎这一缺点。
            从图片看,该机的鸭翼和机翼前缘都十分厚实圆滑,翼面厚度很大。这样做有利于提高机翼结构强度和刚度,同时也便于布置机翼油箱,对增加机内空间十分有利。但是较厚的机翼前缘不容易产生脱体涡,不利于飞机采用涡增升技术,对起降性能和大迎角性能不利;同时较厚的机翼在高速时阻力很大,不利于实现超音速飞行,这也符合F-313飞机发动机和进气道方面的特点。
            整架飞机最令人迷惑的就是机翼外侧下垂的翼尖部分,这种设计在现代作战飞机上很少见到,使该机看起来颇有几分变形金刚的感觉,很多人怀疑其根本就是个大号的玩具模型。但其实这并不稀奇,只要将视线扩散一下,我们很容易找到类似的设计方案。美国扫描鹰无人侦察机的机翼外侧翼尖上翘形成垂直安定面和控制面,食肉鸟隐身技术验证机机翼内侧上反外侧下反,机翼后缘都有活动控制舵面,从而兼具俯仰和航向控制能力。
            伊朗F-313飞机的翼尖部分没有安装活动舵面,两个机翼各自只有一个控制舵面,难以起到航向控制的作用;虽然和前翼联合控制下也可以做到,但这很可能超出伊朗人的技术能力。笔者猜测F-313可能采取分阶段开发的策略,


            6楼2013-02-08 16:20
            回复
              伊朗F-313飞机的翼尖部分没有安装活动舵面,两个机翼各自只有一个控制舵面,难以起到航向控制的作用;虽然和前翼联合控制下也可以做到,但这很可能超出伊朗人的技术能力。笔者猜测F-313可能采取分阶段开发的策略,先保留垂尾这一传统控制面以确保试飞安全,然后逐步减少垂尾控制权限,最终转换到无垂尾状态进行试飞。
              但是总的来说,F-313的机翼设计仍然十分古怪,尤其是和垂尾同时出现在一架飞机上,这完全丧失了翼尖下垂的必要性。所以笔者猜测,F-313当前很可能只是一个未完成的技术验证机,伊朗人后续还会进行若干改进工作,取消垂尾就是其中重要内容。
              机体设计
              F-313的机体设计的十分古怪,其最诡异的地方就是在进气道的下方还有类似进气道口的小型平面结构,却又没有任何辅助进气道存在的痕迹,除了增加机身宽度扩大机内空间外别无其他用处,却为此付出了机身表面不连续面导致隐身性能下降的代价。笔者猜测,伊朗人并非不清楚这样做在隐身上的代价,也不会不知道可以通过增大机头尺寸的方式可以扩大机身容积,只是有几个原因使他们无法这样做。


              7楼2013-02-08 16:20
              回复
                这些原因可能包括伊朗人不具备飞机总体设计能力,因此只能在原有F-5、歼-7等现有飞机机体结构的基础上进行小幅度修改,任何大幅修改都会导致飞机大幅增重,导致起降能力和航程更加糟糕;设计师要保证飞行员对两侧下方目标的视野范围,因此必须采用尖瘦的机头结构,中机身截面积只好单独扩大;伊朗不具备对飞机隐身最重要的机身下表面进行电磁计算的能力,所以只能套用类似设计等等。
                飞机座舱盖F-313采用了整体式座舱盖,但这并不意味着伊朗人在这方面达到了F-22和歼-20的水准,实际上采用整体座舱盖的小型运动飞机非常多,只是没被注意罢了。战斗机整体座舱盖的难度在既要于承受高速飞行时巨大的空气压力,又要保持极高的透明度,同时飞行员向任何方向看都不会发生视线变形,而且重量还要足够轻巧。F-313作为亚音速飞机不存在很大的空气压力,在机库中的照片显示透过座舱盖看到的房梁存在变形情况,作为战斗机座舱盖明显不合格。伊朗这次只是在外型上赶了个时髦,实际性能仍然差得很远。
                总体评价
                伊朗的F-313飞机设计的十分粗糙,从照片上可以清楚的看出伊朗在隐身设计、飞机结构设计、气动设计和飞行控制上存在的局限。从该机目前的状态看,远远未达到正式服役水平,很可能只是一种技术验证机,伊朗国家新闻中播放的也可能只是飞机模型飞行的视频,根本不能证明伊朗已经具备设计隐身飞机的能力。


                8楼2013-02-08 16:21
                回复
                  2025-07-26 13:04:08
                  广告
                  不感兴趣
                  开通SVIP免广告
                  如果伊朗真的研制出一种能够将RCS控制在0.01平米等级的隐身飞机,那么最适合的用途就是威胁波斯湾南岸沙特、阿联酋、巴林等阿拉伯国家的石油基地、码头和炼油厂,并为本国封锁波斯湾的反舰导弹提供超视距目标引导,强化封锁波斯湾沿岸国家石油出口的能力,从而增强本国与美国、阿拉伯国家进行政治谈判的能力。但是从F-313的状态看,如果不能取得国外技术支援,伊朗人大概需要15-20年时间才能实现这一目标。在当前技术水平下,适合执行这些任务的隐身攻击机一定会采用美国X-47B试验机或A-12攻击机或B-2轰炸机的外形,F-313采用现有方案只能说明伊朗的飞机设计水平远未达到美国上世纪80年代初期的能力,差距超出30年。
                  之所以高调宣传这种飞机,并不在于F-313本身具备多么巨大的能力,而在于伊朗需要通过这种方式来证明自己具备探索国防科技高新技术领域的决心,以及在美国封锁下实现技术进步、构建能力有限但基本完整的国防工业系统的能力,从而警告美国和以色列不要对自己发动进攻,不然伊朗有能力进行一定程度的报复。


                  9楼2013-02-08 16:22
                  回复