旧闻|开源情报|军事|YF-23图纸解读

admin 2024年7月5日14:02:23评论12 views字数 2894阅读9分38秒阅读模式

摘要:美国诺斯罗普公司的YF-23(俗称“黑寡妇”)隐形战斗机虽然在1991年的ATF计划中遗憾落败于洛克希德公司的YF-22,但是诺斯罗普/麦道团队对于未来空战的理解对设计及当今时代下的战斗机设计具有一定的指导意义。本文根据互联网场景下所搜集到的YF-23设计图纸,介绍其气动设计和隐身战斗性能,对当下及未来的空战提出一种可能的猜想。

关键词YF-23;未来空战;设计图纸

1 背景介绍

上世纪八十年代,苏联的大厦摇摇欲坠,美国认为苏制的米格战斗机不再具有决定性的威胁,对于下一阶段的空战设想找不到新的强有力的假想敌,便将目光投向了整个欧洲。为了在整个欧洲陷入高烈度的战争时,美国的战机可以穿越敌占区取得制空权,同时起飞地点可能落在欧洲边缘地区的卢森堡、比利时甚至荷兰,美国开启了第四代战斗机的研发项目。1982年十月,美国国防部提出“先进战术战斗机计划”(简称“ATF计划”),向各大武器厂商募集第四代超音速战斗机的设计方案。在激烈的角逐后,1986年末,洛克希德公司和诺斯罗普公司抢到了研制两架原型机的合同,进入到了研发阶段。

在经过双方的友好协商后,大致确定了新型战斗机的基本功能:1)具备作战半径在1100-1500KM2)具有在610跑道上起降的能力;3)空战任务时的起飞重量不超过27吨;4)速度超过1.5马赫;5)具有优越的隐身性能,可以避开大部分雷达系统。

但是,对于如何制造出这样优秀性能的战斗机,双方出现了分歧。洛克希德公司侧重于使用轻质合金来降低机身的总重量,同时为了机动性能割舍了一部分隐身性能。诺斯罗普公司则倾向于使用合成塑料建立机身骨架,同时认为将来的空战将尽可能舍弃近战而偏向于高隐身性、超高音速巡航和火力饱和覆盖。尽管以现在的眼光来看,诺斯罗普/麦道团队的眼光具有前瞻性,但是在当时苏制米格系列的战斗机阴影下,这种思想还是显得太过超前了。

最终在爱德华兹的跑道上,洛克希德公司的飞行员以一连串花哨的战斗机近身格斗技巧赢得了满堂喝彩,为美国空军接下来一代战机奠定了基调,F-22“猛禽”正式取代F-14“鹰”,F-23“黑寡妇”黯然退场,原型机也被收藏于爱德华空军基地的博物馆里。

2 图纸分析

2.1整体分析

首先如图一所示,是YF-23战斗机的主视图和俯视图,它向我们完整展示了优美的气动外形和基本机械结构。

旧闻|开源情报|军事|YF-23图纸解读

图一:整体图

从外形上看,YF-23并没有采用呼声较高的鸭式外形,而是整个机身如同一颗钻石,机翼与机身完美融合。20.54米长,13.30米的翼展和4.24米的高度展现出充足的弹药空间。左上角的YF-119-PW-100发动机提供了足够的动力,不需要加力燃烧室即可实现超音速巡航,最大速度超过1.8马赫,最大巡航速度达到1.3马赫,航程接近1500KM。最难能可贵的是,在不对机动性和高速性上阉割的前提下,保证了巡航时的隐身性能,这就和前代的B-2轰炸机形成了鲜明的对比。

菱形机翼和V式尾翼的设计介于传统布局和无尾翼布局之间,单人座舱配合尾翼双发动机,气流从腹部过。之所以不选用传统的四尾翼布局,是因为V式尾翼可以大大减少侧面雷达反射截面面积,同时可以降低机身重量,减少风阻,进一步加强巡航机动性。

但是,由于是原型机设计本身就有一定的缺陷,由于机载导弹的发射口和发动机排气管过于接近,在常规速度下双方还能互不干涉,一旦飞行速度超过了音速,导弹的气流会中断发动机的气流,致使整个发动机失去动力。这也是为什么在爱德华兹展示样机的时候,YF-22发射了多次响尾蛇导弹,YF-23虽然多次打开武器舱却没有发射哪怕一次导弹。而且由于尾翼设计上过于粗糙,飞行员对飞机本身的控制极为艰难,多次出现失去平衡的情况。

2.2 外部分析

外部大概可拆解为机翼、驾驶舱和机身机翼三个方面,机翼分解图如图二所示。

旧闻|开源情报|军事|YF-23图纸解读

图二(a):机翼分解图

旧闻|开源情报|军事|YF-23图纸解读

图二(b):尾翼分解图

从图中可以看出机翼面积很大,结合图一整体图来看,尾翼和机翼不在同一平面上,锯齿形尾翼分别向左右倾斜45°,既可以完成升降,又可以完成转向,还能散射掉侧向的雷达波,达到隐身的效果。机翼前缘后掠40°,后缘前掠40°,下反角2°,展弦比2.0。机翼前后安装机动襟翼,在大迎角机动飞行时一样可以保证飞机本体的平稳运行,让飞行员有良好的操纵性。但是由于V型尾翼大幅降低了总重量,在大攻角时会产生较大的衍生阻力。

驾驶舱是飞行员的位置,几乎所有操作都在此完成。驾驶舱如图三所示。

旧闻|开源情报|军事|YF-23图纸解读

图三(a):驾驶舱正面图

旧闻|开源情报|军事|YF-23图纸解读

图三(b):驾驶舱座椅图

YF-23的驾驶舱采用了低阻的气泡型设计,座舱位置高且靠前,给飞行员提供了广阔的空战视野。而且前舱座椅下还安装了四枚AIM-9“响尾蛇”导弹,避免在近距离空战格斗中陷入纠缠。过大的驾驶舱虽然在一定程度上阻碍了红外制导导弹的出击视角,但是有利于之后的对地导弹的发展,也有利于视距外空战。

进气道和发动机是喷气机前方雷达反射截面积的主要来源,很容易成为反隐身设备的突破口。通常情况下,高空飞机的主要威胁来自于地对空导弹,也就是腹舱下方,因此进气道和发动机的喷管被安置于机体上表面。

2.3 内部分析

武器挂载是军迷们最关心的问题。但是ATF计划中明确指出放弃对地攻击能力,因此诺斯罗普选取的都是空空导弹。YF-23搭载的是近距空空导弹AIM-132和中距空空导弹AIM-120,其中AIM-120已经成为F-22当前的主力武器。

武器舱处于机身内部,分为格斗武器舱和主武器舱,成串联排列。格斗武器舱较小,只能容纳四枚AIN-9,以应对近身缠斗的敌人。主武器舱则空间较大,前后错开排列了六枚AIM-120,因为AIM-132进度拖延,在原型机试飞时就没有搭载。

除了导弹,主武器舱上方、机身右侧还有一门航炮,是M-61火神航炮作为固定武器。但是,现代空战格斗时间明显缩短,M-61火神航炮更多的是作为近身战的“匕首”使用。

发动机作为飞机的核心部件,YF-23A激进地选取了拥有巨大推力的YF-119/120,使得其在超音速巡航和跨战区航程方面有着突出的表现。为了满足不加力推力的要求,YF-23A采取变循环技术,在发动机上使用了一种特殊的可变面积外涵道引射器,通过控制内、外涵道空气流量来改变涵道比,推理增加了近1KN,但是零件数量却降低了近40%

整体评价

总的来看,YF-23A是在第三代战斗机的基础上加入了超常规的机动性,它的设计重点在于超乎时代的隐身性和超音速巡航理念,然而这也是诺斯罗普在这方面所作的极限。但是,正是因为这种理念太过前卫,导致在和YF-22A的竞争中落入下风,使得YF-22A成为第四代战斗机的代表。

对于YF-23A的失败,白宫方面给出的理由十分牵强附会:1)诺斯罗普公司管理混乱,今后的生产存在质量威胁;2)设计生产成本过于高昂。由于1990年的试飞数据至今仍是高度机密,外界除了只言片语可以说是一无所知。

本文写于2022年,因为最近网传的文件才想起发出来。

最近网传的几个图纸会在后续一段时间内分析并产出文件,各位可以关注本公众号

原文始发于微信公众号(XDsecurity):旧闻|开源情报|军事|YF-23图纸解读

  • 左青龙
  • 微信扫一扫
  • weinxin
  • 右白虎
  • 微信扫一扫
  • weinxin
admin
  • 本文由 发表于 2024年7月5日14:02:23
  • 转载请保留本文链接(CN-SEC中文网:感谢原作者辛苦付出):
                   旧闻|开源情报|军事|YF-23图纸解读http://cn-sec.com/archives/2922024.html

发表评论

匿名网友 填写信息