YF-119/120發(fā)動機(jī)是YF-23A的核心部件(圖)
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發(fā)動機(jī) 發(fā)動機(jī)是飛機(jī)的核心部件，YF-23A的優(yōu)越性能很大程度是建立在YF-119/120的巨大推力基礎(chǔ)上的。超巡能力和跨戰(zhàn)區(qū)航程對發(fā)動機(jī)提出了極為嚴(yán)苛的要求。為滿足性能要求，需要采用具有中等增壓比的高壓壓氣機(jī)、較大增壓比的低壓壓氣機(jī)、較高的渦輪前溫度和較大的非加力狀態(tài)推力。
為滿足不加力推力的要求，通用電氣選擇了變循環(huán)技術(shù)。其YF-120發(fā)動機(jī)上使用了一種特殊的可變面積外涵道引射器，通過控制內(nèi)、外涵道空氣流量來改變涵道比。在超音速巡航狀態(tài)下，YF-120以接近渦噴發(fā)動機(jī)的方式工作(涵道比接近0)，只有少量外涵道引氣用于冷卻；亞音速飛行時(shí)，YF-120以渦扇發(fā)動機(jī)的方式上作(最大涵道比約0.3)。YF-120為雙轉(zhuǎn)子方案，采用同軸反轉(zhuǎn)技術(shù)，兩級低壓壓氣機(jī)，高／低壓渦輪均只有一級。采用三余度數(shù)字式發(fā)動機(jī)控制組件。和F-100比，其零件數(shù)量少了40%。而YF-120的軍用推力高達(dá)125千牛，甚至超過早期F-100的加力推力。
普·惠則選擇了相對保守的渦扇發(fā)動機(jī)方案，當(dāng)然在設(shè)計(jì)卜有明顯進(jìn)步，使得YF-119即使不采用變循環(huán)技術(shù)也可以滿足JAFE的要求。YF-119也是雙轉(zhuǎn)子方案，3級低壓壓氣機(jī)，6級高壓壓氣機(jī)，高／低壓渦輪各一級。其不加力推力明顯比YF-120要低，只有97.9千牛。有意思的足，第一種實(shí)用的變循環(huán)發(fā)動機(jī)J-58(用于SR-71)正是普·惠在50年代研制了。對于為何放棄自己首創(chuàng)技術(shù)，普·惠方面并沒有任何解釋。后來通用電氣承認(rèn)，YF120的技術(shù)有些超前了，風(fēng)險(xiǎn)確實(shí)比YF119要高。
武器系統(tǒng)由于ATF暫時(shí)放棄了對地攻擊能力的要求，因此在YF-23A的備選武器上并沒有對地攻擊武器。當(dāng)初為ATF準(zhǔn)備的主要對空武器是先進(jìn)中距空空導(dǎo)彈(AMRAAM，后來的AIM一120)和先進(jìn)近距空空導(dǎo)彈(ASRAAM，后來的AIM-132)。由于AIM-132進(jìn)度嚴(yán)重拖延，迫使美國空軍以先進(jìn)響尾蛇改型(即AIM-9X)作為應(yīng)急措施。今天，AIM-9X和AIM-120已經(jīng)成為F/A-22的主要武器。
YF一23A繼承了諾斯羅普最初方案的內(nèi)部武器艙設(shè)計(jì)。格斗導(dǎo)彈艙和主武器艙串列布置于前機(jī)身內(nèi)。格斗導(dǎo)彈艙較小，只能容納2枚AIM一9導(dǎo)彈。主武器艙較大，可容納4枚AIM一120導(dǎo)彈。載彈量和YF一22A相同。由于AIM一120改進(jìn)后彈翼縮小，因此在F/A-22的主武器艙內(nèi)可容納6枚。但YF-23A布置AIM-120A的方式就是上下前后錯(cuò)置排列，和YF一22A對稱排列不同，顯示其主武器艙尺寸可能較小，因此不一定能放得下6枚AIM一120改型。有資料提及，YF-23A的主武器艙掛架是可以升降的。需要發(fā)射AIM-120時(shí)，掛架伸出機(jī)外，將導(dǎo)彈置于自由流中再點(diǎn)火發(fā)射。此方式和YF-22A的彈射發(fā)射方式不同，完全避免了導(dǎo)彈在穿越機(jī)身表面氣流時(shí)狀態(tài)發(fā)生異常改變的可能性。當(dāng)然，重量和機(jī)內(nèi)容積的代價(jià)是免不了的。
沒有資料提及在YF-23A上AIM-9的鎖定／發(fā)射模式。但這其實(shí)是一個(gè)很有意思的問題。因?yàn)樵诜忾]的導(dǎo)彈艙內(nèi)，AIM-9的導(dǎo)引頭是不可能捕獲目標(biāo)的。
就這個(gè)問題，筆者和許多同好曾經(jīng)進(jìn)行了長時(shí)『日J(rèn)的討論，反復(fù)觀看F-22武器系統(tǒng)試驗(yàn)的錄像，最終形成較一致的看法：F-22在格斗狀態(tài)下，格斗導(dǎo)彈艙處于開艙狀態(tài)，將AIM-9X伸出，以解決導(dǎo)引頭鎖定問題。YF-23A完全可能采刖類似模式。結(jié)合AIM-120的發(fā)射模式，筆者推測：掛載AIM-9的可能也是升降式掛架，格斗狀態(tài)下開艙門將AIM-9伸出機(jī)外。由于完全伸出機(jī)外，沒有機(jī)身側(cè)面屏蔽，AIM-9可以獲得比在YF-22A上更好的視界，而且也不需要YF-22A上面的隔熱/排焰裝置。開艙狀態(tài)可能會給人比較怪異的感覺，但事實(shí)上開艙門伸出導(dǎo)彈所帶來的阻力并不會比傳統(tǒng)外掛架的阻力更大，因此不會對飛機(jī)性能有太大的負(fù)面影響。這種模式唯一的問題在于格斗狀態(tài)下飛機(jī)的雷達(dá)反射截面積會明顯增大。不過·來在進(jìn)入視距內(nèi)空戰(zhàn)的情況下雷達(dá)隱身意義不大；二來現(xiàn)代空戰(zhàn)格斗時(shí)間明顯縮短，開艙射擊暴露時(shí)間有限，因此不至于對YF一23A構(gòu)成嚴(yán)重威脅。對于ATF，特別是YF一23A這利飛機(jī)來說，不進(jìn)入格斗才是最佳戰(zhàn)術(shù)。
除了空空導(dǎo)彈外，M-61火神航炮仍然將作為ATF的固定武器。YF-23A上并沒有安裝M-61，但按照設(shè)計(jì)方案，航炮將安裝在機(jī)身右側(cè)，主武器艙上方。
可維護(hù)性設(shè)計(jì)·維護(hù)口蓋·艙門ATF是第一種在設(shè)計(jì)之初就提出可維護(hù)性指標(biāo)的作戰(zhàn)飛機(jī)，也是第一種在設(shè)計(jì)階段就邀請機(jī)務(wù)部門參與的戰(zhàn)斗機(jī)。美國空軍如此重視可維護(hù)性，很大程度上是受F-15A的影響——F-15A剛剛服役時(shí)，故障層出不窮，飛機(jī)頻頻趴窩，人稱“機(jī)庫皇后”。
對于傳統(tǒng)飛機(jī)來說，維護(hù)口蓋在機(jī)身表面的覆蓋率是衡量其可維護(hù)性的一個(gè)重要參考指標(biāo)。覆蓋率高，意味著機(jī)載設(shè)備可按近性好，機(jī)務(wù)人員不必將時(shí)間消耗在無用但必需的工作上——最典型的就是為了接近設(shè)備A，必須先拆下設(shè)備B、C、D…;處理完后再按相反順序裝回去，而B、C、D其實(shí)對于A的維護(hù)毫無意義。
但是，對于隱身飛機(jī)來說，情況完全不同。表面波的存在，使得機(jī)身表面任何開口都可能嚴(yán)重破壞飛機(jī)隱身特性。因此，“非必要絕不在機(jī)身表面開口”是隱身飛機(jī)設(shè)計(jì)必循的原則。在這種情況下如何改善飛機(jī)的可維護(hù)性呢?途徑之一是集中處理。不再是哪里有需要接近的設(shè)備就在哪里開設(shè)維護(hù)口蓋，而是確定一個(gè)集中區(qū)域，將接近最頻繁、維護(hù)量最大的設(shè)備全部集中到那里，以一個(gè)大的維護(hù)口蓋來解決。途徑二是建立在途徑一基礎(chǔ)上的，即盡量利用飛機(jī)必需設(shè)置無法省略的艙門作為維護(hù)口蓋。例如武器艙、起落架艙。如果能將需要維護(hù)的設(shè)備或接口集中到這些艙內(nèi)，甚至可能不必在機(jī)身表面再開其它維護(hù)口蓋。為保證反射波束的.致性，飛機(jī)表面所有口蓋羔、艙門都必須采用鋸齒狀設(shè)計(jì)，其鋸齒前緣在水平面的投影應(yīng)平行于飛機(jī)主要的反射邊緣。不過，和通常想象的不同，多鋸齒前緣設(shè)計(jì)并不是最佳的控制雷達(dá)反射措施。這種設(shè)計(jì)實(shí)際卜是隱身和重量要求折巾的結(jié)果。就隱身的角度來看，最理想的是單一鋸齒設(shè)計(jì)。但為了保證單一鋸齒的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，必須要付出相應(yīng)的重量代價(jià)。在ATF的嚴(yán)格重量要才下，YF一23A和YF一22A均采用了多鋸齒設(shè)計(jì)。然而在后來的F-22上，我們可以毛到，經(jīng)過空軍同意，該機(jī)減少了鋸齒數(shù)量,以改善隱身特性。
▲簡單評價(jià)
總的來看，YF-23A是這樣一種飛機(jī)相對第三代戰(zhàn)斗機(jī)上了一個(gè)臺階的常規(guī)機(jī)動性是它設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，然而這也是諾斯羅普在這方面所作的極限。在80年代中后期出現(xiàn)的敏捷性、過失速機(jī)動性等新概念，在YF-23A的設(shè)計(jì)中基本沒有考慮。它的設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在隱身和超巡方面。由于之前贏得TATB計(jì)劃合約，使得諾斯羅普在隱身飛機(jī)設(shè)計(jì)上顯得躊躇滿志。強(qiáng)調(diào)YF-23A的隱身能力，有利于發(fā)揮諾斯羅普的技術(shù)特長，從效費(fèi)比的觀點(diǎn)來看，把B-2的隱身技術(shù)運(yùn)用到Y(jié)F-23A上也是合理的。強(qiáng)調(diào)超巡能力，則應(yīng)該是屬于諾斯羅普對未來空戰(zhàn)要求的判斷。
這樣的設(shè)計(jì)思想，使得YF-23A在性能上呈現(xiàn)出一種“平均水平上有重點(diǎn)突出”的特點(diǎn)，特別是和YF-22A相比更是如此。在筆者看來，YF-23A的設(shè)計(jì)思想更接近于當(dāng)年百系列戰(zhàn)斗機(jī)中“截?fù)?轟炸機(jī)”的慨念，而有悖于諾斯羅普傳統(tǒng)的均衡設(shè)計(jì)思想。這種突然轉(zhuǎn)變是頗為令人矚目和驚訝的。
均衡設(shè)計(jì)的戰(zhàn)斗機(jī)長期競爭失利(雖然失利根本原因并不在此)和ATB計(jì)劃的成功，可能是促使諾斯羅普改變其傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思想的重要因素。加上諾斯羅普對機(jī)動性、速度、隱身重要性的認(rèn)識，最終形成了我們所看到的YF一23A。方方
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