设想：猎隼战斗攻击机

一、需求分析

1.1 攻击机存在的价值和需求

近年来一直有有人攻击机没落的说法，美国空军也几度想退役A-10，但现实是A-10延寿到2028年，美国特种作战司令部还要采购轻型攻击机，俄罗斯持续改进苏-25，这些都表明攻击机有现实的需求。

从实际作战来看，美军在伊拉克、阿富汗、南联盟的对地打击使用了轰战机、战斗机、攻击机、无人机和武装直升机。但在恶劣天气、复杂地形、地面伪装情况下，需要飞机低飞来对目标进行探测，确保不会误伤，此时轰炸机基本没有办法，战斗机需要低飞，攻击直升机的速度和纵深打击能力有限，攻击机的作用就显现出来。尤其是一些特殊情况，譬如美军在阿富汗高山峡谷中遇到恶劣天气，其它机型已经难以执行低空攻击任务，A-10由于侧重于低空慢速机动设计而能够继续执行任务，这表明攻击机的确在近距支援有其长处，未来还有继续存在的价值。

1.2 有人攻击机该向什么方面发展

过去A-10和苏-25多次被击落说明攻击机不能停留在当前状态，需要考虑地面防空武器的发展而降低被击落的概率。地面防空武器对攻击机威胁较大的有：小口径高射炮、肩扛式导弹、低空车载导弹（譬如罗兰导弹）和大型防空导弹（攻击机飞在中高空时）。针对这些威胁，传统攻击机对抗小口径高射炮是靠装甲防护，对抗肩扛式导弹是通过红外干扰弹，而对抗雷达导弹是靠箔条，原则上这些手段还要继续使用，除此而外还需要提高攻击机的速度脱离地面武器攻击，利用红外和雷达隐身技术来降低被发现的概率，进一步增加攻击机的生存能力。攻击机还容易被战斗机攻击，攻击机提高隐形性能和机动性对于增加攻击机的生存能力显然是很有帮助的。

 随着作战面向全时和全空域发展，攻击机也需要全天候作战能力，需要装备雷达等电子设备，增强对战场的态势感知能力。

1.3 我国对有人攻击机的需求

（1）、边境作战需求

我国与多个国家接壤，边境漫长且地形复杂，尤其是东南亚边境和中印边境，面临重型武器装备难以运输、补给困难等问题，如配备有人攻击机，能够从距离边境稍远但后勤补给完善的地域出发对前沿作战区域敌人发起攻击，将会极大威胁敌人。

 边境作战中青藏高原难度最大，对攻击机的高原起降性能和高原峡谷飞行能力提出了更高的要求，目前飞机上高原都存在滑跑距离加长和载荷能力降低的问题，还有攻击任务面临的飞行性能难点：攻击需要距离地面近且飞行速度不能太快，高原距离地面近但是绝对海拔高，空气密度小，低速升力小，必须考虑强大的增升措施来满足起降和低速近地攻击需求。

（2）、南海岛礁防卫、执法和救援

巴西“超级巨嘴鸟”教练机发展出巡逻和攻击型号，在边境巡逻和对游击队、武装毒贩攻击中发挥重要作用。我国南海与周边国家存在争端，存在周边国家执法力量射击我国渔民和干扰我国石油生产的情况。南海海域中北部是典型的台风高发区，时常出现船舶遇险的情况，南海海域面积较大，直升机航程有限，船舶救援速度慢，利用固定翼飞机快速定位船舶和评估灾难状况对后续救援很有帮助，另外固定翼飞机还可以携带可抛投充气救生艇，便于落水人员自行救援。

（3）变两栖攻击舰为小型航母

美军的两栖攻击舰搭载鹞式飞机和F-35B，能够从两栖攻击舰对中小国家发起攻击，起到维护其海外利益的作用。如果攻击机能够在高原维持很好的起降性能，那么在海平面就可以大幅度降低起飞降落速度，如果给两栖攻击舰安装拦阻装置和滑跃甲板，就能够在两栖攻击舰上实现滑跃起飞和拦阻降落。

（4）、攻击机的技战术要求

 可以预计在2035年国内三代机逐步淘汰而四代机大量装备，2035年的攻击机与四代机和五代机是互补关系而不是替代关系，攻击机主要填补近距支援的空缺。从国外攻击机的实际使用来看，通常要求攻击机价格便宜能够频繁使用，靠近前线，便于维护。作战飞机的价格与重量是正相关，故应该控制攻击机重量来降低价格。

 从伊拉克、阿富汗、南联盟战场情况来看，对于机动和时敏性目标的打击是随机而动的，很难在起飞前就知晓，很多时候是先起飞然后发现目标再进行攻击，这需要飞机具有较长的留空时间和加油能力，还要具备完善的数据链能力以便与战场上的陆军和其它飞机能够交换信息。

二、对2035技术发展的预估

    从技术发展历史来看，信息化和电子技术发展成加速趋势，基本每隔十年就有一次巨大的变化。相对而言机体和材料也有长足进展，但总体发展速度不算太快。我们根据这个趋势来预测2035年的技术发展。

    预计2035年飞机的材料、结构设计和发动机会与当前四代机有一定延续性，可以预计3D打印技术更为成熟，轻质高强度材料采用会更为广泛，对降低空重有利；隐身材料的发展更便宜更好维护，在一定程度上让飞机外形设计有更多选择余地。航空发动机的研发需要时间积累，预计2035年航空发动机仍然以涡扇发动机为主，推重比会提高到10以上。

    信息化和航空电子方面，按照摩尔定律，未来航空电子可能降低价格，相控阵雷达、机载计算机、各种机载传感器的性能提高，体积缩小，价格降低。弹药方面，随着大量的GPS应用和基础元器件的成熟，GPS炸弹和激光制导炸弹成本也会降低。弹药小型化和智能化发展仍然持续，未来会更加便宜，可更加广泛使用小型智能化弹药。

三、技术方案

3.1 总体布局与参数

双发、隐形、模块化、多功能、较高机动性的攻击空战作战飞机，三面图如下：

   参数：

   机长：14.5米

   翼展：12米

   机高：4米

  翼面积：36平方米

  根稍比：3 （翼根4.5米，翼稍1.5米）

前缘后掠角：37°，后缘后掠角：14°

   发动机：采用小型涡扇发动机，单台最大加力推力6吨，军用推力3.5-4吨。

   空重：7-8吨（根据机载装备的不同）

   最大起飞重量：16吨（海平面），14吨（高原）

   最大着舰/着陆重量：12吨

   內油：5吨

   载弹量:4吨

   最大航程：4000公里（外挂副油箱容量2吨）

   实用升限：15000米

   最大速度：1.6马赫

3.2 设计特点和创新点

（1）升力体机身和双发布局

升力体机身有利于提高整机升力系统和升阻比，本设想也采用类似四代机的升力体机身。双发布局是考虑到在地广人稀的高原、山高林密的西南边境、岛屿面积很小的南海飞行的需要，单发失效时仍然有机会将飞机飞回基地，降低风险。

（2）低翼载较高展弦比机翼设计

为了满足航程、留空时间和最大速度的要求，本设想的机翼面积为36平方米，翼载比A-10和SU-25都低，有利于高原起降和提高巡航效率；翼展12米，展弦比为4，能够较好的满足航程和留空时间的要求；机翼后掠角为37°，期望满足最大速度1.6马赫的要求。

（3）增升措施：可升降边条和双缝后退式襟翼

阿里昆莎机场海拔是4274米，空气密度是海平面的60%左右，氧气含量低，飞机升力低，发动机推力小。青藏高原温差大，中午以后温度升高空气密度更低，高原型空客319载客能力降低到20-30人。所以适应高原作战的攻击必须有特殊的增升措施。本设想通过可升降边条和双缝后退式襟翼来实现增升。

大面积双缝后退式襟翼提供的增升效果好，但会造成低头力矩，本设想通过可升降边条产生抬头力矩来平衡襟翼的低头力矩，同时边条迎角增大后产生涡扫过机翼表面产生涡升力。升降边条工作状态示意图如下：

可升降边条有点类似庄逢甘院士在2000年左右提出的尖顶襟翼，尖顶襟翼是在大后掠角机翼的顶部设置可上下偏转的襟翼来改善大后掠角机翼的升阻比和大迎角性能。可升降边条可以向上和向下偏转，在小迎角时边条向上偏转提供抬头力矩和涡升力，当迎角增大后边条涡的高度升高远离机翼，此时可让边条下偏降低涡的高度接近机翼使机翼气流不失速，从而维持机翼升力。

《飞机设计手册》第六册上对俯仰力矩的设计要求是：小展弦比飞机平尾配平所需负升力不要超过总升力的15%。本设想是用正升力配平，假设负升力配平是10%的总升力，正升力配平也是10%的总升力，则一正一负总升力差距能达到20%，本设想的增升效果与传统尾翼配平差异明显，可望通过正升力配平将起降时的升力系数比传统布局提高20%左右。

选择的双缝后退式襟翼增升效果好，后掠式机翼让襟翼位置更靠近飞机重心，襟翼增升带来的低头力矩较小，有利于提高整机升力系数，从而进一步提高整机升力系数。

（4）副翼、尾翼面积较大，满足低速和高原峡谷机动性要求

低速下飞行时操纵面的气动效率降低，本设想通过增大操纵面面积来满足低速下操纵力的要求。操纵面大可以提高敏捷性，有利于低速和在高山峡谷做机动，也有利于在中高空遇到战斗机时进行空战。

（5）外观隐形设计和腹部半埋挂架，降低雷达反射

为了控制成本飞机较小，难以实现武器全内置，为了降低雷达反射选择腹部半埋挂架，腹部半埋挂架和整机外观隐形设计能降低雷达反射。

半埋挂架为多用途设计，能够挂载中距空空弹和对地攻击弹药，满足对地攻击、自卫乃至一定的空优任务。

（6）进气道和起落架设计有利于在低等级机场或泥土跑道起飞

青藏高原修建机场困难，很多机场跑道长度达4000米，在作战时机场将成为对方攻击的主要目标，攻击机能够在低等级机场和泥土跑道起飞则对作战非常有帮助。

本设计的高增升设计有利于缩短起飞滑跑距离，除此而外还使用低压轮胎可载泥土跑道上滑跑。进气道向前伸展到前起落架稍后一点位置（进气道与起落架前后位置类似于苏25），前起落架轮胎带起的泥土和碎石不容易进入进气道，降低对机场跑道的要求，更有利于前线作战。

（7）多样化的传感器、信息化作战系统和多样化攻击弹药

集成相控阵雷达、光学传感器（红外、可见光、紫外），能够全天候收集战场信息，能够与战场上的我方预警机、战斗机、地面人员、车辆等交换信息，全方位感知战场信息。

可挂载GPS、激光制导炸弹、火箭弹、机炮等弹药对敌发起攻击。可携带红外自卫导弹来保护自我。

3.3 上两栖攻击舰的可能性

4000米海拔高原的空气密度只有海平面的60%左右，如果增升措施如能实现240公里时速带一定载荷降落，则在海平面时所能够降低着陆速度，即海平面时速为186公里时就能满足升力要求。歼15的着舰重量大约24吨，本设想着舰重量为12吨，也就是着舰重量是歼15的一半。如果本设想的攻击机在辽宁号上着舰，同样拦阻距离下拦阻力只需要歼15的30%（50%重量×60%拦阻速度平方=30%）。辽宁号的拦阻距离大约是100米，这样的拦阻距离不适合布置在两栖攻击舰上，建议将拦阻距离降低到60米，此时拦阻力为辽宁号上拦阻系统的50%，拦阻能量为30%。目前美国已经在使用移动式拦阻系统来拦阻飞机着陆，其体积并不大，见下图：

从上图可以看到，移动式拦阻系统用拖车即可拖走，拦阻系统占地面积较小，是可以灵活布置。

当然，陆基移动式拦阻系统的难以满足高频度拦阻，其采用的是摩擦式消耗拦阻能量，拦阻过程温度上升快，如果拦阻频率高需要对拦阻系统冷却。目前电磁拦阻系统已经成功，电磁拦阻系统体积小，配置冷却系统后总体积也不会太大，加上总拦阻能量小，可望能够在两栖攻击舰上布置。

四、作战使用

4.1 高原作战

特殊增升设计提高了整机升力系数，有利于缩短高原起飞降落距离，进气道设计有利于土质跑道上起飞，可以在跑道被破坏或者临时修建的跑道上起飞着陆。

在作战时，如需降低飞行高度以较低速度飞行，可升起边条和放下后退式襟翼，可保证相对高度较低但海拔高度较高下的升力要求。较大的操纵面积可以让攻击机载高山峡谷中灵活机动飞行，能够发现隐藏在山坳和山谷里的敌人目标和假目标，对敌进行精确攻击。

多机作战和配合地面作战时，能够收集多个平台信息，全面感知战场信息，对地面目标实现精确打击。

4.2 南海岛礁巡逻执法、战斗和救援

较小的重量和有利于巡航的机翼设计便于在南海进行巡逻执法并降低巡逻成本。遇到需要详查的目标可利用升起边条放下襟翼来降低速度进行详查，如需救援则可以在低速下向救援目标附件抛下充气救援艇。

在遇到敌对目标时，可载机身下或机翼下挂载对海攻击的反舰导弹或炸弹进行攻击，尤其是对中小目标可以利用机炮、火箭弹进行警告射击来进行驱离。

4.3 两栖攻击舰上战斗和攻击

由于本设想的翼载小敏捷性高，在面对实力不强的国家时该机可以挂载中距导弹进行空空作战。

在对地支援时，可利用良好的低空系统开辟登陆场地，压制对方火力并对登陆场地的浅纵深的敌人作战力量进行拦截和攻击，让登陆部队能够站位脚跟。