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楼主: 空弹匣
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[专题] 欧洲五代机项目:西班牙加入德法“未来空战系统”(FCAS)

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 楼主| 空弹匣 发表于 2019-6-25 10:25 | 显示全部楼层
晨枫:四舍五入的“幻影”之子 法德“第六代战斗机”简析
2019-06-25 08:07:17 https://www.guancha.cn/ChenFeng3/2019_06_25_506915.shtml
不管是尘埃初起,还是尘埃落定,法德合作(还有西班牙加入)的“第六代战斗机”(正式名称是“未来空中作战系统”,简称FCAS)在2019年巴黎航展上正式露面了:要求在2025年首飞,2040年前达到全状态作战能力,尽管现在只是全尺寸模型。
法德方面没有对FCAS的性能、起飞重量、任务系统和武器等多做说明,但宣称具有忠诚僚机、空战云、深度学习等功能。现在唯一能确定的是基本外形。虽说模型与实物可能有差距,但有法国总统保驾、两国国防部长签约的模型应该还是靠谱的。
这是一架单座、双发、浅V双垂尾的战斗机,具有大型机内武器舱,因此重量级应该超过“阵风”。与此前公开的达索“下一代战斗机(简称NGF)相比,FCAS在技术上实际更保守,尽管两者都只是模型。
FCAS放弃了NGF的无垂尾布局和水平方向的二维推力转向,而是采用大型浅V双垂尾,可以看作诺斯洛普YF-23的无血缘远亲,或者说与麦道JSF方案更加近似。YF-23和麦道JSF都属于第五代(在中国称为第四代)战斗机,FCAS在气动设计方面的理念和技术上并无显著突破,单靠先进任务系统就敢自称第六代令人难以信服,顶多五代半。
不过这样四舍五入算新一代是欧洲特色,“阵风”就是这样,相对于第四代的F-16、米格-29,“阵风”其实只先进半代,应该说是四代半,但法国自称属于第五代,尽管谁都不把“阵风”与第五代的F-22、F-35相提并论。
FCAS的法国影响无可置疑,在某种程度上可看作高度隐身化、单垂尾变浅V双垂尾的“幻影“战斗机,所以称为幻影之子也不为过。

                               
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巴黎航展上的FCAS模型
与YF-23和麦道JSF相比,FCAS采用更加先进的DSI进气口。YF-23的梯形翼下进气口采用上唇后方多孔内壁实现吸收式附面层分离,隐身好但效率不可靠;麦道JSF的加莱特相当于斜置的矩形进气口,只需要考虑相对简单的气流二维平面流动,附面层分离也可靠,但附面层分离隔道对入射雷达波形成反射凹腔,损害隐身。在隐身技术的早期,这些都算有效的方法,但兼顾进气效率和隐身的DSI出现后,再拘泥于老办法就说不过去了。
DSI是F-35首创的,但是被中国彻底白菜化。FCAS是第一架已知采用DSI的欧洲战斗机,NGF还是加莱特。
但FCAS在气动方面的进步也不宜彻底否定。FCAS的DSI的鼓包更大,前机身下侧壁更倾斜。更大的鼓包更加充分地利用DSI的气动特点。老实说,“枭龙”那样的小鼓包对DSI特点的利用是有限的,但那也是在基本气动设计已经确定后的锦上添花,还有技术风险和成本控制的考虑,与FCAS的全新设计不可相提并论。
更加倾斜的前机身下侧壁形成更加宽大、尖锐的前机身侧棱,导致更加强烈的前机身边条作用,有利于通过涡升力获得大迎角机动性,也提高侧向隐身。大侧棱对涡流控制是很大的挑战,前机身鼓包附近气流的三元流动也更加强烈,提高了分析和设计难度,但这与现有的F-22、歼-20相比,都是量变,不是质变。

                               
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FCAS是第一种实用DSI进气道的欧洲战斗机,看起来似乎在技术上有所进步,但这与F-22、歼-20相比都并没有根本性的提高
FCAS的浅V双垂尾也一样。V形双垂尾兼顾平尾和垂尾的作用,与常规的“四翼面尾翼”相比,重量减轻,隐身和减阻都更好,但飞控挑战更大。V形尾用作单纯的俯仰控制还好说,用于航向控制必须与副翼配合,抵消横滚倾向。事实上,由于大幅度转弯时需要顺向横滚配合,副翼的动作量还要加倍。
倒V形双垂尾倒是正好相得益彰,用于航向控制的时候顺便产生有利横滚,“捕食者“无人机上就是这样的,但在战斗机上没法用。
另一个办法是反其道而行之,把V形尾作为垂直安定面使用,像B-2一样用外翼段上下对称的扰流片组形成左右两侧的差动阻力,控制航向。
不管用什么办法,机动飞行时阻力代价稍大,飞控律则大大复杂化,全系统可靠性要求很高,而且问题随V形角度的增加而增加。F-18的V形双垂尾是出于边条涡流走向的考虑,角度接近垂直,比较好解决;F-22出于隐身的考虑加大了角度,但依然相对直立。两者都必须保留常规的平尾,缓解了飞控律的问题。
YF-23是主流战斗机设计中首先采用浅V双垂尾的,角度约45度。FCAS的角度更大,不超过30度,体现了对气动和飞控的信心。YF-23落选的原因之一是美国空军对其机动性不放心。近三十年后,FCAS重新拾起这一布局,或许当年过于超前的技术如今终于足够成熟了。但与DSI一样,这是量变,不是质变。
FCAS的机翼不再是简单的大后掠角三角形,而是后缘带有大型浅锯齿,接近麦道JSF的平面形状,但没有强调边缘对齐。后缘强调边缘对齐的话,气动影响太大,翼面积损失也太大。三角翼的气动优点已经为人们所熟知。三角翼需要至少中等后掠角的前缘,但后缘应该平直,顶多有浅前掠或者浅后掠,以尽可能保持三角翼的气动优点。浅锯齿的尖点附近气流情况复杂,但总体上还比较接近常规三角翼,这是在后向隐身和气动特性之间的最好折衷了。
FCAS的翼梢既不是三角翼的尖角,也不是后掠翼的平直截梢,而是突出的锯齿,比较特别。这既有隐身作用,也可能具有类似圆翼尖的作用,减少翼尖绕流,降低翼尖阻力。如果保留到生产型,将是独有的特征。

                               
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与去年范保罗航展上初夏年代NFG模型相比,今年巴黎展示的FCAS已经要保守了不少
与NFG惊艳的直立二维推力转向喷管不同,FCAS的尾喷管就是简单的带锯齿圆截面喷管,隐身不如大锯齿的二维喷管,但简单,推进损失小,不失为稳妥的选择。平直的二维喷管貌似简单,其实制造要求非常高。从模型上,难以确定是否具有推力转向能力,但推测应该有。
FCAS的发动机是另一个项目。在2019年巴黎航展上,法国与德国在签订FCAS研发协议之后,另外签订了发动机研发协议,由法国赛峰(前斯奈克玛)和德国MTU联合研制。坊间有提到FCAS具有超巡要求的。现在还不清楚这是否是正式要求,但浅V双垂尾是有利于减阻、有利于超巡的。
不过再减阻,推力要求还是大大高于亚巡。航展上没有公布新发动机的任何细节,包括推力级、推重比、尺寸和一般技术特点(如涡扇还是变循环),但估计不是斯奈克玛M88的简单放大。比照FCAS的机内武器舱,FCAS的重量级至少不低于F-35,需要超巡的话,发动机推力很难低于125千牛级,推重比可能需要达到10-11。考虑到增重和发展潜力,M88那样的中推简单放大到这一等级的大推的幅度太大,以全新研发为宜。
超巡战斗机的发动机推重比应该达到10-11,否则发动机重量在正常起飞重量里占比太大,压缩燃油、武器和电子系统的重量占比,影响战斗力。在技术上,法德没有已知在研的变循环发动机计划或者样机,要白纸起家,赶上2025年首飞可能来不及,估计还是深度优化的涡扇。
总体来看,FCAS是现有航空技术的深化和优化,与F-22、歼-20相比,顶多在第五代战斗机基础上进一步深化,并没有理念和关键技术上的突破,谈不上第六代。不过浅V双垂尾导致的扁平外形是除了无垂尾外最隐身、超巡阻力最小的,只是机动性还取决于法德的气动设计和数字飞控的功力。

                               
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早期的FCAS模型设想比现在更激进,在气动外形上体现了一些新设想,但进气道等设计显然并不是认真的

                               
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对于欧洲来说,不想抱紧美国的大腿的话,也只能自己开发了
在任务系统方面,法德没有过多说明,但常规的主动电扫雷达、内载电子战-被动探测系统、大屏显示、全向光电系统、数据链等应该是必不可少的。法德正在研发新一代智能化、小型化的机载武器,涵盖天空、地面和海洋,估计会成为FCAS的标配。但这些都不是只有第六代战斗机才可能具有的,F-18E Block III、F-15X、苏-35等四代半战斗机在不同程度上已经具备这些能力。
忠诚僚机和空战云也是一样,这不是第六代战斗机专有的。不过深度学习是有意思的挑战,这提出的问题比解决的问题更多。深度学习已经发展到“强化学习”(reinforcement learning),可以在“最大回报”方向上加强激励,在更短的时间内自动优化模型。
谷歌“阿尔法狗”还用3000盘人类最佳棋局作为训练的开始,第二代的“阿尔法狗-零”不用从任何人类棋局开始,很快达到和超过了第一代的能力,以至于谷歌宣布不再继续围棋人机大战方面的研究,电脑棋手战胜人类棋手已经不成挑战了,电脑的棋路在很多方面也超过了人类的理解。
但下棋是一回事,打仗是另一回事。不受控制、难以理解的人工智能不仅可能要了敌人的命,同样可能要了自己的命。深度学习是人工智能的一个分支,用人工智能辅助作战的最终目的是在有控制地情况下战胜敌人。惊喜是可以的,惊愕则是决不容许的。人类不能容许人工智能“自说自话”,做出可能失控的决策,不管是战略层面、战役层面还是战斗层面。
人工智能说到底是数学的一个分支,但在可预见的将来,人工智能的行为还无法在数学上严格分析,其结果无法在数学上可靠预测,这使得人工智能的决策不可信赖。仅仅靠保留“拔插头”机制是不够的,人工智能越强大,造成破坏的深度、广度、速度也越大。在可预见的将来,尤其在有人战斗机上,深度学习只可能在相对简单、明确的领域辅佐飞行员的决策,更像忠诚的哨兵,顶多是低级参谋。

                               
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这样的一种战斗机究竟“六代”在哪呢?

                               
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CF-105,Tsr.2也曾成为加拿大、英国航空工业的“最后希望”然而……
不管FCAS最终发展成什么样,这至少回答了一个问题:在“两风”之后,欧洲(不管是英国、法国还是德国)还会有下一代有人战斗机吗?看来是有的。欧洲曾经试图一步跨入无人作战飞机,但在靠谱的人工智能出现之前,自主作战的无人作战飞机是不可能的。与英国“暴风”只有“虚拟座舱”为最大亮点相比,FCAS至少更加有料一点。
德国加入法国阵营也可能决定性地改变未来欧洲战斗机世界的走向。在“阵风”之后,法国誓言再也不独立研制战斗机了,实在负担不起。英国也有同样问题。德国既是欧洲金主,又缺乏主导下一代战斗机研发的技术实力。德国的加盟既解决了下一代战斗机的投资问题,又不威胁合作伙伴国的技术主导地位,可能成为决定谁生谁死的关键。现在看来法国能活下来了。
英国或许还有美国大腿可抱。英国是F-35研发里唯一的“一级合作伙伴”,深度参与研发。或许英国也能通过参加美国第六代战斗机的研发保住香火,但这与“台风”时代的主导还是截然不同的。
FCAS的锣鼓已经敲响。尽管与波音737MAX的MCAS只差一个字母,两个CAS的人气和期望可是天差地远。希望FCAS的身世不要像MCAS那么坎坷。幻影世家需要子孙。

klonoa112 发表于 2019-7-4 14:52 | 显示全部楼层
达索与空客达成“未来作战航空系统”项目重要决议
2019-07-02 13:13 中国航空报 黄涛

      据达索公司官网6月17日刊文,达索航空和空客集团已经向法国和德国政府提交了一份用于“未来作战航空系统”(FCAS)首个验证机阶段的联合工业建议书,其要点如下:
关于验证机项目的工业协议涵盖了FCAS的核心要素:新一代战斗机、遥控载具以及空战云。
●第一阶段验证机的联合工业建议书已经提交给法国国防采购局DGA和德国国防部。
●工业界致力于采用尖端技术、计划在2026年实现首飞的雄心勃勃的验证机项目。
●正式对外披露了新一代战斗机和遥控载具的第一个概念模型。

      新一代战斗机和遥控载具模型在2019年巴黎航展开幕当天向世界公众展示,展示了该计划的下一个重要里程碑成就。达索航空公司董事长兼首席执行官埃里克·特拉皮尔和空中客车防务与航天公司首席执行官德克·霍克为模型揭幕,法国总统、法国武装部队长官、德国联邦国防部长和西班牙国防部长见证了模型展示。
      该验证机阶段将从2019年持续到2021年中期,并将作为在2026年前首飞的新一代战斗机(NGF),遥控载具(RC)空战云(ACC)的验证机和技术开发的起点。包括MBDA系统公司和泰雷兹公司在内的各种团队协议包括了第一个验证机阶段的计划范围定义、工作方式和商业协议。此外,在各自的团队协议中已经建立了透明和公平的知识产权处理。与此同时,赛峰和MTU公司负责开发新发动机。
      “2019年1月授予达索航空和空客的联合概念研究是两家公司之间富有成效合作的第一步。第一个验证机阶段标志着‘下一代武器系统’工业组织的另一个决定性步骤,其中新一代战斗机由达索和空中客车公司制造,达索航空公司作为总承包商,与此同时空客集团将作为遥控载具和空战云的总承包商,这些要素将成为FCAS的基石。”埃里克·特拉皮尔说。“近几个月我们在FCAS计划方面取得的进展非常显著。 它将在未来几十年内塑造欧洲最具决定性的军事空战计划,并在构建欧洲主权方面取得强有力的举措。”
      德克·霍克表示:“我对达索在执行联合概念研究中建立的信任和伙伴关系非常满意,现在我们已经提出了工业建议提交给两国政府。我们的工业合作原则包括联合决策,明确的治理机构,透明的工作方式,以及对第一阶段验证机活动的共同准备和谈判。”
      在通过提交的提案启动谈判阶段后,达索航空和空客预计将在2019年第四季度之前为第一个验证机阶段颁发合同。
http://www.cannews.com.cn/2019/0702/197975.shtml

klonoa112 发表于 2019-8-2 17:26 | 显示全部楼层
欧洲下一代战斗机将为舰载作战进行优化
刘秀 摘自 janes网站

     【据janes网站2019年8月1日报道】法国达索公司和空客公司联合研发的未来空战系统(FCAS)中的下一代有人战斗机将从一开始就为舰载作战而进行优化。工程师们将从达索公司的“军旗”,“超军旗”和“阵风”战斗机项目中吸取经验和教训,优化战斗机的耐腐蚀性,弹射起飞/甲板着陆的兼容性,为机身设计能承受较大着陆载荷的结构,并配备拦阻钩。此外,下一代战斗机的电子设备还将配备专用屏蔽系统和高质量连接器,保护机体不受舰载雷达,核爆炸,新一代脉冲/微波武器的强电磁脉冲影响。
http://www.aeroinfo.com.cn/Item/30284.aspx

klonoa112 发表于 2019-9-10 17:03 | 显示全部楼层
klonoa112 发表于 2019-2-21 17:34
西班牙正式加入欧洲未来作战飞机项目
    【据defense-aerospace网站2019年2月18日报道】2月14日,法国 ...

西班牙政府指定Indra公司为“未来空战系统”项目的国家主承包商
刘秀 摘自 janes网站

     【据janes网站2019年9月9日报道】西班牙政府已指定Indra公司为德、法、西共同参与的“未来空战系统”(FCAS)的国家主承包商。Indra将与德国空客和法国达索一起协调西班牙工业界参与这个研发下一代空战系统的项目。西班牙在6月份的巴黎航展上正式签署了加入FCAS项目的协议,到2021年,西班牙对该项目的初始投入将达到2500万欧元。目前,西班牙正在考虑到2035年左右替换波音F/A-18“大黄蜂”战斗机机队。
http://www.aeroinfo.com.cn/Item/30836.aspx

klonoa112 发表于 2019-10-14 16:56 | 显示全部楼层
欧洲“未来作战航空系统”合作伙伴呼吁政府加速计划进度
黄涛 摘自 janes网站

     【据janes网站2019年10月9日报道】空客公司和达索航空公司已呼吁德国和法国政府承诺提供更多资金,并启动“未来作战航空系统”(FCAS/SCAF)计划的验证机阶段。
     两家公司10月7日发表的联合声明宣布,他们希望在该项目上取得快速具体进展,并表示德国和法国将于本月晚些时候举行的高级别部长级会议将推动这一目标的实现。
     “即将举行的法德部长级会议应通过快速启动这一验证机阶段并使伙伴国家承诺制定可靠的供资计划,以确保这一欧洲发展计划的可持续性和连贯性,来推动这一共同愿望向前迈进,”声明中写道。
     两家公司呼吁法德领导人尽一切努力及早启动验证机项目,推动FCAS项目向前迈出关键一步。
     两家公司在声明中指出,已经建立了法德工业组织(法国将领导新一代战斗机(NGF)的开发,德国将领导更广泛的FCAS)。2019年1月启动了法德联合概念研究(JCS),以定义系统的主要功能。
     声明中写道:“空客公司和达索航空公司希望强调两家公司共同缔结协议并为推进工作做好准备的速度,但是,现在需要开发用于后续飞行测试和鉴定的未来技术。这一成熟阶段对于降低风险和预测这种复杂性的发展至关重要。”
http://www.aeroinfo.com.cn/Item/31334.aspx

hu14 发表于 2019-11-6 11:49 | 显示全部楼层
                lfx160219            
                                                                                        今天 19:04 来自 三星 GALAXY Note8(谜夜黑)                                                                                                                已编辑                                                
                                     空中客车公司公开了保密12年的“低可探测无人试验平台”(LOUT),于2007年开始的秘密开发工作,12米长12米宽的4吨重菱形机体,带有推力矢量的扁平喷口,有内弹舱,用于测试各种隐身技术,包括减少特征,电磁辐射控制和电子对策,看起来像是座舱盖的东西是为了测试透明材料的隐身能力,而不是为了载人设计,LOUT验证的技术将为欧洲下一代FCAS战机提供技术贡献,图9还能看到空客在LOUT之前进行的隐身研究方案

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虽然看起来挑了一种飞不起来的方案(参考美帝那边的类似方案下场),但不能说欧洲没做准备呢


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