盡管目前全球各國空軍還遠(yuǎn)未徹底進(jìn)入五代機時代,但出于對新技術(shù)和新裝備的追求,各大主要軍事國家已經(jīng)開始在第六代戰(zhàn)斗機領(lǐng)域展開了緊鑼密鼓的研發(fā)工作。從近年來各方發(fā)布的下一代戰(zhàn)斗機概念預(yù)想圖來看,盡管外形和功能定位各不相同,卻也有令人意外的“共識”,那就是基本都去掉了一個對于飛行器來說非常重要的裝置——垂直尾翼。從某種角度來說,第六代戰(zhàn)斗機的技術(shù)標(biāo)配之一可能就是無垂尾設(shè)計。
相比起現(xiàn)有的五代機,第六代戰(zhàn)斗機會且只會對隱身性能有更加苛刻的要求。在飛機的氣動外形設(shè)計上,設(shè)計師必然會追求更加平整光滑的效果,畢竟“折線”越少,雷達(dá)反射概率就越小。如此一來,妨礙飛機獲得全向隱身能力的垂直尾翼就顯得有些“礙眼”了。
從側(cè)面來看一架戰(zhàn)機,垂直尾翼可謂是雷達(dá)波最為理想的探測對象。根據(jù)美國空軍與NASA上世紀(jì)70年代的研究成果顯示,垂直尾翼“貢獻(xiàn)”了側(cè)向雷達(dá)反射面積的60%以上,幾乎是天然的“信號放大器”。既然如此,人們自然會想到如何減少垂尾的側(cè)向投影面積,于是乎就出現(xiàn)了傾斜垂尾設(shè)計,即垂直尾翼不再與機身呈90度夾角,而是向外側(cè)傾斜。
需要指出的是,傾斜垂尾設(shè)計只能應(yīng)用于雙垂尾戰(zhàn)斗機上,對于那些只有一個垂直尾翼的戰(zhàn)斗機來說,它們絕不可能采用這種設(shè)計,否則將造成氣流不平衡。
自全球首架真正意義上的隱身戰(zhàn)機F-117開始,美國人開始使用傾斜式雙垂尾設(shè)計,包括之后的F-22、YF-23和F-35,無一不是如此。至于近年來加入隱身元素升級改造的F-15SE“沉默鷹”戰(zhàn)斗機,雙垂尾同樣由此前的垂直式改為了傾斜式。不光是美制戰(zhàn)機,我們的殲20、俄羅斯的蘇-57、日本的“心神”驗證機、韓國的K-FX戰(zhàn)斗機和伊朗的F-313原型機等皆是如此。
傾斜垂直尾翼確實行之有效,但卻并非問題的根本解決之道,因為垂尾依然凸出于機身,破壞了機身的平整度,傾斜設(shè)計只是部分緩解和減少了側(cè)向投影與雷達(dá)反射面積。從最理想的角度來說,沒有垂直尾翼的飛機才有最好的隱身效果。雖然聽起來有些瘋狂,但這并非不可能。
或許很多人都會感到意外,萊特兄弟于1903年發(fā)明的人類首架飛機“飛行者一號”就是典型的無垂尾設(shè)計。當(dāng)然,“飛行者一號”只是為了能離開地面,并不追求機動性,當(dāng)時也沒有對隱身能力的考慮,但這起碼證明了無垂尾飛行器的技術(shù)可行性。
到了上世紀(jì)四五十年代,德國的Go-229戰(zhàn)斗機、美國XB-35和YB-49轟炸機的出現(xiàn),則意味著無垂尾飛機可以被投入正式使用。而人類歷史上真正意義上的首款切實可用的無垂尾戰(zhàn)機,則是美國的B-2隱身轟炸機。B-2轟炸機不僅有出色的正向與后向隱身能力,且由于沒有安裝垂尾,機身側(cè)向投影大為縮小,等于被最大限度地“拍扁”了,取得了劃時代的側(cè)向隱身進(jìn)步。
當(dāng)然,受到飛控和發(fā)動機技術(shù)限制,在B-2誕生的年代,無垂尾設(shè)計最多只能支持不追求機動性的轟炸機使用,戰(zhàn)斗機還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法拋棄垂直尾翼。但如今,隨著“飛-火-推”一體化技術(shù)的進(jìn)步與普及,以及推力矢量發(fā)動機的出現(xiàn),垂直尾翼對于戰(zhàn)斗機來說似乎不再是必備品,因為三維軸對稱矢量發(fā)動機已經(jīng)可以賦予飛機完整的矢量機動能力?;蛟S也正因如此,各國六代機方案才都不約而同地選擇了取消垂直尾翼。
從這個角度來說,國內(nèi)對六代機的研發(fā)很可能也將緊跟世界潮流,以無垂尾設(shè)計為標(biāo)配。屆時,預(yù)想中的國產(chǎn)第六代戰(zhàn)斗機定將在外形上與現(xiàn)有的殲20乃至其他戰(zhàn)機出現(xiàn)決定性的差別,給人帶來不俗的視覺沖擊感。