五代机研制进程缓慢,是否重蹈“光辉”覆辙
1997年9月7日,世界上第一款量产五代机F-22“猛禽”成功首飞,标志着五代机时代到来。
没过多久,印度空军与航空工业界对隐身战斗机研发进行讨论,提出研制具有同等战斗力的新型战斗机。2001年,代号为“MCA先进中型战斗机”的预研项目正式启动,并展示出设计效果图——外形酷似双发版LCA“光辉”战机,采用无垂尾设计以减少雷达反射面积。
然而,印度空军并不看好这个项目,迫切希望与俄罗斯共同研制T-50隐身战斗机(苏-57原型机),军方的朝三暮四让MCA研发停滞不前,直到俄印分道扬镳,他们才要求重启自研五代机项目。
为此,2008年,印度航空发展局起草了一份详细工程报告,并在2年后将预研的MCA项目升级为AMCA项目,生产一款双引擎中型隐身全天候多用途战斗机。没过多久,印度航空发展局一名高官宣布,将为AMCA项目拨款20亿美元,开发2架技术验证机和7架原型机,于2017年前首飞。
虽然印度生产过苏-30MKI、米格-29UPG等战机,但其本身缺乏最为基础的飞机设计经验和完善的型号发展过程。对于基础差、底子薄的印度航空工业来说,研制五代机无疑是一个巨大挑战。
追溯印度战机研发历史,一切有迹可循。早年印度国产“风神”战斗机,主要来自于德国设计师库尔特·谭克之手,对印度航空工业战机研发能力没有带来质的变化。当印度提出研制LCA“光辉”战机时,由于材料、结构、电子、动力、工艺和系统综合等方面技术短缺,导致项目研发周期持续延长。量产后的LCA“光辉”战机国产化率依然很低,发动机、雷达、航电等关键设备都不得不采取外购。
虽然印度在购买引进西方和俄罗斯先进航空技术和成品方面具有较大便利,但“买买买”的快捷方式并不会提升印度航空工业水平,也难以打造出合格的技术研发团队,最终导致印度航空工业始终在低水平徘徊。
世界其他国家的成功经验证明,研制五代机是一个极其复杂的航空系统工程,并不是画画图纸、造个模型,在国际航空市场上买些部件就能攒出来的。当问题缠身的印度航空工业开始发展五代机时,放大效应将比研发LCA“光辉”战机更加明显,项目管理效能低下、经费使用不当、进度严重延期、科研人员流失……这些在LCA项目中出现的问题,同样在AMCA项目中显现,导致最初预定的2017年首飞时间节点一拖再拖,整个项目再度出现LCA“光辉”战机研制时的“重度拖延症”。
“借鸡生蛋”为项目研发提速,从长远来看必然受制于人
众所周知,航空工业是高技术产业,每一代战机数字上的跨越意味着性能的成倍提升。相比四代机,五代机具有隐形、超音速巡航能力、超机动能力、超级信息优势等方面优点,可以有效躲避敌方雷达,突入其领空对战略目标进行降维打击。
面对如此巨大的战场优势预期,在退出俄印联合研发五代机计划后,印度空军下令航空工业必须实现国产五代机AMCA项目,在“定义”战机技术方面拥有“完全控制权”。对于印度航空工业来说,这种要求可谓苛刻,这意味着他们必须攻克五代机所有技术难关。
早期,五代机AMCA项目是由印度国防部国防研究与发展组织旗下的航空发展局和印度斯坦航空公司共同负责,后者是印度国防部下属国营企业。印度航空工业体系最大的特点是研、产分立——先由航空发展局开发和验证相关技术,并将其工程化,再将相关设计和技术工艺转交给印度斯坦航空公司,协同完成型号研制和使用试飞,并由后者进行批量生产和后续维护升级。
鉴于五代机AMCA项目研制难度极大,印度改变了过去政府主导模式,采用更加开放的公私合营方式,以吸引更多的资金和技术投入到五代机AMCA项目中来。印度允许本土私人资本100%投资国防工业,国防领域的外国直接投资比例也超过了26%。比如,印度塔塔集团成立了主打防务装备的塔塔先进系统公司,并在美国波音公司授权下为AH-64E“阿帕奇卫士”武装直升机生产机身,借此积累了一定的航空装备制造能力。同样属于私营企业的印度拉森特博洛公司是俄印联合研制“布拉莫斯”导弹的印方生产商。有媒体报道,目前共有超过140家公司参与到五代机AMCA项目中来,除了印度塔塔先进系统公司、拉森特博洛公司外,还包括信实国防与航空航天公司、戈德瑞吉航空航天公司和拉克希米机械公司等印度私营企业。
为了进一步给五代机AMCA项目研制提速,2020年9月,印度正式提高了外国投资其国防领域的上限,将外国直接投资国防领域的限制从当地公司股本的49%提高到74%。显而易见,这种改变会直接影响到印度航空工业的主导权,导致印度本土国防企业与外国投资企业深深地捆绑在一起,在装备研发、技术使用、项目推进等方面必然会受制于人。
“借鸡生蛋”——用别人的钱和技术来提升自身国防力量,看起来很美好,长远来看必然受制于人。
技术层面面临多重挑战,未来前景仍存诸多变数
从现有技术储备来看,仅凭印度一己之力研制五代机难度很大。20多年五代机逐梦之旅,印度走得分外艰难。从提出各种不切实际的方案,到外形仿制F-22战机……这期间印度没有生成过可靠方案。直到2022年3月,印度斯坦航空公司举行了五代机AMCA首个部件开工仪式,预示着五代机项目进入原型机制造阶段。
不过,就先进战机研发而言,原型机制造仅仅是开始,要想造出性能优异且能够实战的五代机,仍有诸多难题需要攻克:
一是隐身涂层技术依然薄弱。作为隐身战机,虽然AMCA在气动布局上采用了类似F-22战机的设计,具有一定外形隐身能力,但隐身涂层技术依然薄弱。印度曾寄希望通过从法国购买“阵风”战机上获得雷达吸波材料技术,但目前尚未实现。
此外,与隐身材料息息相关的还有制造工艺问题。隐身材料极其敏感脆弱,加工战机蒙皮需要很高的工艺水平。目前,印度斯坦航空公司正在制造的LCA“光辉”战机已经出现蒙皮铺设公差太大的工艺问题。对于AMCA来说,一个突出的螺钉或一个不匹配的蒙皮翘起,都会导致隐身性能遭受破坏,是否具备高质量的五代机制造工艺,对印度斯坦航空公司的总装车间是一次严峻的考验。
二是有源相控阵雷达技术存在短板。有消息称,五代机AMCA将采用印度国产有源相控阵雷达。自2012年以来,印度电子和雷达开发机构一直在研究有源相控阵机载雷达,用时10年之久勉强研发出国产新型雷达原型机,近期才搭载在LCA“光辉”战机上开展测试。受制于国产雷达研制进度缓慢,早期服役的LCA“光辉”战机只能使用以色列旧式脉冲多普勒雷达应急,而后批次生产的LCA“光辉”战机换装的也是从以色列引进的有源相控阵雷达。国产机载雷达能否研制成功还尚无定论。
从供给侧角度看,制约印度国产有源相控阵雷达制造的关键是氮化镓的生产。有源相控阵雷达使用的是氮化镓晶体管TR组件,2017年印度专门批准规划,投资数亿美元建设一座生产氮化镓的工厂,但直到2020年技术方案才得到初步批准,用于国产有源相控阵雷达生产的氮化镓晶体管TR组件目前只能依赖进口。这个问题对于印度武器装备发展的影响是全面的,已经服役的海军“维克兰特”号航母至今没有搭载有源相控阵雷达。可以遇见,未来一段时间,五代机AMCA依然会向国外采购有源相控阵雷达。
三是国产先进涡扇发动机研发遥遥无期。五代机AMCA要实现超音速巡航,必须装有高性能涡扇发动机。印度在航空发动机研发能力方面基础薄弱。从1986年开始,印度燃气涡轮研究院就开始研制国产“卡佛里”中等推力涡扇发动机,计划用于装备LCA“光辉”战机,历经30余年研发周期,目前也未达到实用水平。期间,印度航空基础材料和制造工艺不足的问题,导致发动机叶片、涡轮等关键零部件设计和制造长期不过关。同时,印度缺乏必需的测试设备,不得不依靠法国、俄罗斯进行发动机测试,这也是发动机研制成本增加、周期延长的主要外因。
有消息称,五代机AMCA初期版本已经彻底放弃国产发动机,原型机将选用美国通用电气公司的F414涡扇发动机,以保证首飞如期进行。目前,在法国赛峰集团的帮助下,印度燃气涡轮研究院仍在完善“卡佛里”发动机,希望能够装在量产五代机AMCA上,但仍有大量技术难题需要突破。
印度官员表示,当前阶段,五代机AMCA项目主要任务是制造5架原型机进行飞行测试。同时,他还公布了从2019年开始五代机AMCA的10年发展规划路线图:预计首架原型机于2024年面世,2025年或2026年进行首飞,2029年开始量产。不过,从LCA“光辉”战机发展过程看,这个路线图过于乐观,LCA“光辉”战机早在2001年1月就完成首飞,但交付部队一直等到15年后。五代机AMCA比LCA“光辉”战机研制复杂得多,在原型机还未制造出来的当下谈服役还为时尚早。
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