24小时内两架新型战机试飞，中国六代机研发提速
24小时内两架新型战机试飞，中国六代机研发提速
在不到24小时的时间内，中国先后进行了两款未来隐形战机的试飞，展现了航空技术的快速进步。这一举动迅速引发了西方航空专家的关注与疑问——这两款战机的设计是否与美国的第六代空优战斗机相似？一般来说，第六代战斗机指的是空中优势战机。
有专家认为，中国目前似乎正在试飞两款先进的战机，尽管它们有所不同，但都极为前卫。其中一款相对较小，在成本、复杂性和性能方面可能具有某些优势；而另一款较大，有专家推测它可能正是美国国防部2019年发布的《中国报告》中提到的歼/轰-XX中程战斗轰炸机，或许是未来“中型/重型”载人战机的互补组合。
此外，还有军事媒体认为，新型战机的设计相当大胆，甚至有人将其称为“特制炸弹”，也有专家质疑中国的两款隐形战机是否仅仅是在外形上与六代机相似。
一：什么才是六代机
飞机在军事上的应用经历了从侦察到投弹，最终发展成空中对抗的历程。一战期间，战斗机初露锋芒，二战时便迅速成为主力武器，战后更是成为战争中的主宰力量。单纯的制空权便能使一个国家完全屈服，因此，各国纷纷投入巨资研发先进的战斗机，以确保空中优势。
在二战中，双方的螺旋桨战斗机并没有绝对的优势，也没有明确的代际划分。德国率先研发的ME262喷气战斗机，以其卓越的速度和升限，彻底淘汰了螺旋桨战机。战后，F-80和米格-9仅仅是在传统螺旋桨战斗机的基础上装上喷气发动机，飞行速度的提升有限。随着F-86和米格-15的出现，飞行速度达到了高亚音速，但作战方式依然停留在二战时期的机炮或机枪扫射，快速占位。
由于喷气轰炸机的问世，轰炸机速度大幅提升，为了有效拦截这些高速目标，美国的F-100和苏联的米格-19将飞行速度提升到1.4马赫，但武器系统仍以机炮为主。到了第三代战斗机，F-4和米格-23装备了火控雷达和导弹，尽管技术上有所进步，但成熟度和可靠性仍有待提高。
随着导弹与雷达技术的不断进步，第四代喷气式战斗机不再单纯追求极限速度，而是将重点转向中低空和亚跨声速的能量机动，强调高过载和大迎角的飞行特性。它们配备了大型脉冲多普勒雷达，并结合中距雷达制导的空空导弹，同时搭载全向攻击红外导弹。在空战中，这些战斗机通常先进行中距的迎头拦截，接着进入中低空近距离格斗，凭借出色的机动性能，往往能以极大的交换比战胜第三代战机。
因此，像F-14、F-15、F-16、F/A-18、台风、阵风、鹰狮、米格-29/35以及苏-27/30/35等机型，至今仍是世界各国空军的主力高机动战斗机。第五代战斗机则在提升飞行性能的基础上，加入了隐身能力，使得其作战性能相比前一代有了质的飞跃。在对抗演习中，第五代战机创下了144:0的惊人战绩。
尽管90年代后服役的第四代战斗机在航电和武器系统上有了显著的提升，但由于缺乏隐身这一关键特性，尽管通过局部改进、外涂吸波涂层和座舱盖金属镀膜等方式进行优化，仍无法与第五代战机正面抗衡。
四代战斗机的雷达反射截面积通常在3到10平方米之间。地面上的远程对空警戒雷达能够在400公里外探测到目标，三坐标对空引导雷达的探测距离为300公里，而战斗机的机载雷达则能在100公里外发现目标。
如果雷达反射截面积降低十倍，雷达的探测距离将缩短三分之二，即便提升了十倍的能量孔径积，也只能在一定程度上增加探测距离，最多只能提高一半。在没有电子干扰的情况下，发射功率为30千瓦、天线波束宽度为2.2度、噪声系数为3分贝、系统损耗为9分贝、搜索范围为水平90度、垂直30度，且搜索时间为10秒的S波段有源相控阵雷达，能够在147公里外探测到雷达反射截面积为0.008平方米的目标。然而，在电子干扰的环境下，探测距离会缩短至大约50公里。
四代战斗机的机载雷达对0.001平方米雷达反射截面的隐身战斗机的搜索距离仅为30到50公里，在电子干扰环境下，这一距离会减少到5到20公里。即使隐身战斗机被四代战斗机飞行员肉眼发现，四代战斗机的机载雷达也无法锁定该隐身目标。
隐身战斗机具备在第四代战斗机的探测范围之外，先于敌人发现、锁定、开火并成功脱离的战术优势，使得战场态势呈现单向透明，局面倾向于一边倒。总体而言，领先一代的技术能够以极高的交换比压制前代机型。
因此，六代机必须具备至少一种独特且极具压倒性的性能特点，从而推动装备体系、部队编制及战术战法的革命性变化。考虑到现代战斗机的研发费用动辄数百亿乃至上千亿元，如果没有具备颠覆性特征，这将是一笔巨大的浪费。中国目前已成功研发了歼-20和歼-35隐身战斗机，其性能已超越了F-35和F-22。秉持“装备一代、研制一代、预研一代”的发展理念，中国应当从2017年起便启动六代机的研发工作。
歼-20总设计师杨伟在航空工业权威杂志《航空学报》上发表的文章中，勾画了中国六代机的初步构想。杨伟认为，六代机的设计理念主要聚焦于未来战场中的制空作战能力，特别是穿透性和对抗反介入/区域拒止的需求。具体来说，六代机将追求较长航程、高速飞行、全方位隐身、广泛频段隐身以及较大载弹量，从而具备卓越的制空能力。
其飞翼布局有助于提升隐身性能，减少机身不连续面与独立结构的雷达散射区域，从而使其在L波段和S波段预警雷达下展现出更强的全向隐身效果。然而，这种设计在机动性上存在一定的不足。为了提升机动性，六代机需要配备更强大的发动机，并具备矢量推力技术。
此外，六代机还要求具备高空高速飞行能力，要实现高超声速飞行，必须有效降低空气阻力。目前的战斗机飞行高度大多在1万米左右，而超过2万米的高空由于空气稀薄，阻力较小，更有利于实现这一目标。
因此，六代机的飞行高度至少需达到2万米以上，若要求具备1万千米的航程，则飞行高度应突破3万米。传统的涡扇发动机由于需要大量空气流入，无法在如此高的高度运行，只有变循环发动机和超燃冲压发动机能够胜任。
变循环发动机可以在不同飞行状态下调节工作模式，从而减少约30%的油耗，并提升50%的推力。以往的SR-71侦察机便是在涡喷发动机的基础上改装为变循环发动机。
然而，随着飞行速度提升至3马赫，涡轮喷气发动机因超温限制往往难以继续工作，而只有超燃冲压发动机才能提供所需的高超声速动力。超燃冲压发动机的结构较为简单，且没有活动组件，重量较轻，但其最低启动速度要求在2马赫以上。
二：中国已经实现的六代机技术
中国已成功研发“有源频率选择蒙皮”，这是一种极薄的印刷电路板，其下方集成了半导体和铜片结构。通电后，它能够吸收特定频率的微波，并且可以调节吸收的频段。同时，雷达天线、光学探测装置、发射机、接收机、信号与信息处理设备、射频电缆及其他传感器设备也被集成在蒙皮之上，使得飞机能够实现360度全方位的态势感知。对于六代机的高隐身要求，已经不再是中国的技术难题。
杨伟还指出，各国战机隐身化的趋势不可逆转，大家都难以发现彼此，战机的信息化程度将成为主要性能指标。单纯依赖六代机自身的传感器会面临诸多限制，因此需要控制辐射，降低被敌方发现的概率。最理想的方案是，将具备一定图像和视频处理能力的无人机作为分布式系统的节点，使得作战单元能够自主决策，与六代机无缝融合。六代机本身也能够在体系中获得增强与支持。
目前，中国的通信传输速率已达到兆字节级别以上，因此实现分布式作战已经不再是难题。现阶段，歼-20S双座战斗机能够携带16架“利剑”或飞鸿隐身无人机。与歼-20相比，这些无人机没有高端的相控阵雷达和航电设备，体型小巧，且没有驾驶舱，其雷达反射截面比歼-20还要小一个数量级。
在作战时，每架无人机可以携带4到6枚导弹，前出占据有利的发射位置，并由歼-20进行引导，实行A射B导。这样一来，一架歼-20的导弹火力相当于接近百枚导弹的威力。歼-20已经能够实现的技术，六代机自然也能够轻松掌握。考虑到六代机需要处理大量的情报信息并控制多架无人机，它将采用双座设计，甚至具备指挥整个战区内所有传感器与火力的能力。
六代机实际上是一个以物联网为基础的作战平台，能够连接任何物品进行互联，具备智能识别、定位、跟踪、监控和管理等功能，任何授权用户都可以在线访问，进行识别、定位、跟踪、监控、管理及操作。
中国早在2012年便成立了“军事物联网联合实验室”，并成功研发了诸多先进的军事技术，包括军用自组网、专用芯片空间加密技术、机器人识别控制定位技术等。
歼-20的“有源相控阵雷达+分布式光学孔径系统”展现出强大的信息化能力，其多传感器融合技术已达到了全球领先水平，为未来六代机技术的发展打下了坚实基础。目前，尽管有源相控阵雷达的探测范围仍有限，战斗机通常需要保持紧密的固定队形以弥补盲区，六代机仍需配备具有颠覆性的新型雷达技术。
目前可供选择的有太赫兹雷达和微波光子雷达，其中太赫兹成像雷达能够穿透隐身涂层，获取涂层下的金属图像，不仅能有效发现隐身目标，还能侦测水下和伪装目标。中国电子科技集团公司早在2016年就成功研制出了首部全固态太赫兹成像雷达。
微波光子雷达是一种在雷达领域具有颠覆性意义的技术，它由光生微波源、光发射通道、射频前端、天线、光接收通道和雷达信号处理系统等部分组成，兼具微波和光信号的传输与处理功能。该技术通过光生微波源产生光载微波信号，并通过光发射通道进行滤波、放大、延时和移相处理；接着，在射频前端实现光电转换，最终形成波束微波信号。
在接收端，微波信号经过电光转换后，通过光接收通道完成滤波、放大、采样和模数转换，得到的数字信号再进行处理。微波光子雷达具有远距离探测、优异的目标识别能力、强大的抗干扰能力，同时其系统小巧轻便。作为新一代超宽带、多功能、软件化雷达，它在技术上具有显著优势。中科院电子学研究所已于2017年成功研制出微波光子雷达。
三：中国实现难度较高的六代机技术
中国六代战斗机的实现是否可行，关键在于武器系统和发动机技术。长期以来，发动机一直是中国航空领域的短板。目前，中国空军所使用的涡扇-10发动机，已无法满足歼-20在超机动性和超声速巡航方面的需求。
第四代涡扇-15大推力发动机的问世，标志着中国航空发动机技术已经与世界领先的航空强国接轨。然而，关于六代机所需的变循环发动机，目前尚未有明确的消息。激光武器的杀伤原理是通过烧蚀来破坏飞机的结构和光电设备。通常，飞机外壳采用的是熔点为1500℃的铝合金，其破坏的临界值为1到10千瓦/平方厘米。
而一台100千瓦的二氧化碳激光器，在5千米范围内的单脉冲功率密度可达到100千瓦到10兆瓦/平方厘米之间。假设机载激光器的体积为1立方米，重量为2吨，输出功率达到100千瓦，那么它在1秒钟内就能摧毁5至10千米范围内飞机的蒙皮。
激光武器的光学镜头能够向多个方向发射激光束，无需依赖机动飞行就能将敌机纳入攻击范围，因此战斗机不再需要进行近距离格斗，航炮和红外制导空空导弹可能会逐步被淘汰。然而，由于透射光学部件、光学镀膜和震动等因素的影响，激光武器的跟瞄精度达到200微弧度，这意味着在5千米的距离上误差可达100毫米，光斑直径在380毫米至2760毫米之间。
随着距离的增加，光斑直径也会扩大，导致功率密度降低；从10千米到20千米，光斑直径增大，照射时间也相应延长，从3至5秒，若目标发生机动，照射时间可能会延长至10至20秒。对于100千瓦的激光武器来说，照射4秒后需要60秒的冷却时间，这对散热系统提出了极高的要求。此外，云层、雾霾和沙尘暴等天气条件也会显著缩短激光武器的射程。因此，预计机载激光武器的有效攻击距离大约为10千米。
六代机依然需要在机内弹仓中携带若干中远程空空导弹。如果在100至150千米的距离发起攻击，飞行速度为4马赫的空空导弹大约需要100至160秒才能击中目标。中国已经具备此类空空导弹的技术。
然而，六代机之间的空战探测距离一般限制在5到20千米之间。假设一架进攻战斗机以2马赫的速度在20千米处，每隔3秒发射一枚空空导弹，总共发射4枚，这一过程需要9秒。第一枚导弹将在12秒后击中目标，第四枚导弹则将在5秒后命中。在这段时间内，战斗机会继续向前飞行6千米，双方的距离缩短至10千米。被攻击的六代机可以使用机载激光武器拦截空空导弹。假设每摧毁一枚导弹需要1秒，转移目标需要3秒，那么总共需要4秒的时间来拦截9秒内发射的4枚空空导弹。
进攻型战斗机需要携带6枚空空导弹才能突破防守战斗机的拦截。如果飞机与导弹保持相同航向，且无需转换目标，那么突破拦截所需的导弹数量将增加至17枚。而当进攻战斗机接近机载激光武器的有效照射范围时，双方的较量将转向激光杀伤能力与防护能力的比拼。先发制人的一方有可能直接摧毁对方的光电跟踪和激光瞄准系统，但若激光照射的时机把握不当，功率密度未能在激光器过热关机之前摧毁目标，那么反而可能在激光器冷却过程中，被对方趁机进行反击。
因此，六代机需要解决激光器功率、冷却时间与重量、尺寸之间的矛盾。此外，六代机将取消传统的大型凸出式驾驶舱，改为具备防激光涂层的半封闭或全封闭式驾驶舱，并且放弃使用平面显示器，所有飞行信息将通过AR头盔和联网的航电系统呈现。系统能够自动与其他战机进行信息互通，自动捕捉并识别敌我目标，飞行员只需通过虚拟现实设备操控飞机。
四：结语
杨伟在《航空学报》发表的文章中指出，六代机应尽早投入生产，理想状态是在五年内完成定型并实现部署，而非像以往那样需要十几年进行论证和研发。这表明中国已经攻克了六代机的所有技术难题，预计到2030年，六代机将装备部队。如果中美爆发战争，将是歼-40与美军的F-35、F-15XE等战机展开激烈对抗。