殲-41“鯨鯊”有/無人多用途重型隱身艦載戰(zhàn)斗機

【基本信息】
裝備名稱:殲-41“鯨鯊”有/無人多用途重型隱身艦載戰(zhàn)斗機(J-41/ALNF-135“Whale Shark” Manned/Unmanned Multirole Heavy Stealth Carrier-based Fighter)
前型/級:殲35多用途隱身艦載戰(zhàn)斗機
所屬陣營:東煌共同體(Dragon Community,DC)
研制單位:航空工業(yè)成都飛機設計研究所
制造單位:航空工業(yè)成都飛機工業(yè)集團公司
研制時間:2005年
定型時間:2016年
首飛時間:2019年5月9日
服役時間:2023年
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部分規(guī)格:
長度:23.5米(77英尺)
翼展:18.7米(61.3英尺)
高度:5.4米(17.7英尺)
標準空重:39,700千克(87523磅)
標準起飛重量:42,600千克(93917磅)
最大起飛重量:52,300千克(115301磅)
最大掛載重量:9,200千克(20283磅)
最大燃油重量:9,000千克(19842磅)
操作人員:無人/2人
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部分性能參數(shù):
類型:雙發(fā)雙座隱形艦載戰(zhàn)斗機
航程:4000公里(2159海里)
轉場航程:10000公里(5400海里)
實用升限:30000米(1864英尺)
作戰(zhàn)半徑:1825公里(985海里)(標準空空作戰(zhàn)剖面)
巡航馬赫數(shù):Ma1.2-1.5
最大平飛馬赫數(shù):4馬赫(4900公里/時或3044英里/時)
推重比:1.3
可用過載:-5.0/﹢12.0g(無人狀態(tài))、-3.0/﹢9.0g(有人狀態(tài))
引擎:2×WS-30A超燃沖壓/脈沖爆震組合循環(huán)發(fā)動機
空中加油:硬管式空中加油系統(tǒng)
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部分可選武器:
PL-10E近距半主動雷達制導空空格斗彈(單枚或4AAM組合)
PL-15中程主動雷達制導空空導彈(單枚或4AAM組合)
PL-21超遠程主動雷達制導空空導彈(單枚)
KD-88紅外制導空對地導彈(2AGM、4AGM、6AGM組合)
GB-6A亞音速隱形巡航導彈(單枚)
PL-15反輻射型空空導彈(單枚)
CM-302超音速反艦導彈(單枚)
CM-401高超音速反艦彈道導彈(單枚)
PLSL模塊(Pulse Laser,脈沖激光炮模塊)
SOD(Stand-Off Dispenser,防區(qū)外彈藥布灑器)
TLS(Tactical Laser System,戰(zhàn)術激光系統(tǒng)吊艙)
EML(Electromagnetic Launcher,機載電磁炮)
ADMM(All Direction Muti-Purpose Missile,全向多用途導彈吊艙)
UCAV(Unmanned Combat Aerial Vehicle,彩虹-99無人戰(zhàn)斗機)
IEWS(Integrated Electronic Warfare System,綜合電子戰(zhàn)系統(tǒng))

【裝備數(shù)據(jù)】
適用艦種:任意
特性:空戰(zhàn),轟炸。
傷害:70/輪(初始);156/輪(強滿)
航空:100
標準射速:10.02s/輪(初始);8.64 s/輪(強滿)
射程:120
射角:60
散布范圍:無
彈藥:通常
搭載:機炮或PLSL、空空導彈、空地導彈或反艦導彈、機載電磁炮或機載激光炮等
回避上限:32
攜帶機炮:機炮模塊或PLSL模塊(兩者二選一)
攜帶導彈:STDM(標準配置)
攜帶特殊武器:

【簡介】
殲-41(英文:Chengdu J-41,代號:鯨鯊)是東煌共同體(Dragon Community,DC)航空工業(yè)成都飛機工業(yè)集團公司為接替殲-20、殲-35等第六代空中優(yōu)勢/多用途殲擊機的未來重型艦載殲擊機型號。作為東煌共同體海軍航空兵未來數(shù)十年內捍衛(wèi)國家主權和人類海權的主力機體,殲-41采用雙發(fā)雙座串聯(lián)可變翼中央升力體氣動布局,搭載第四代COFFIN棺式智聯(lián)飛控系統(tǒng),安裝兩臺渦扇-30串聯(lián)式組合循環(huán)發(fā)動機,并配備有電磁炮,激光炮等高能武器系統(tǒng)。殲-41出色的隱身性能、靈敏性、精確度和態(tài)勢感知能力結合,結合其多用途作戰(zhàn)能力,使得它成為當今世界綜合性能最強的第七代艦載戰(zhàn)斗機。

【氣動構型】
殲-41采用應用了主動控制技術的串聯(lián)可變翼雙垂尾鴨式靜不穩(wěn)定氣動構型。機體前端安裝有全動遠距鴨翼(起飛階段鴨翼的偏轉程度被限制在±23°),除在主翼上方產(chǎn)生渦流外,還用于改善跨音速過程中安定性驟降的問題,同時也可減少配平阻力、有利于機體處于超音速條件下的空戰(zhàn)。在降落時,鴨翼還可向后偏轉,起減速板的作用。采用全電驅動舵面作動器的帶方向舵垂直尾翼(自身可偏轉±38°)擁有兩種固定偏轉角度:一種是尾翼整體向外傾斜27度,此狀態(tài)下恰好處于一般隱身設計的邊緣,而且也有利于在大迎角時機動性的發(fā)揮。由于外傾面積較大的垂尾不會被機身完全擋住,因此也可以保證戰(zhàn)斗機大迎角航向安定性;另一種則是整體向內傾斜60度,此狀態(tài)下更有利于隱身,但無法保證飛機在大迎角飛行時的穩(wěn)定性。其兩側進氣口設置在同主翼連接的前緣延伸面(可動邊條翼,自身可偏轉±20°)下方,且與噴嘴一樣進行了抑制紅外輻射的隱形設計。為同時滿足戰(zhàn)機在超音速狀態(tài)和亞音速狀態(tài)下的飛行性能和嚴苛的航母起降需求,主翼被分為兩個部分:采用小展弦比的帶方向舵梯形平面形固定主翼(方向舵偏轉角度為±30°);和連接在主翼翼尖,采用大展弦比的帶方向舵梯形平面形可動翼(主翼外翼段)。其中,同樣采用全電驅動的帶方向舵可動翼除平行于機體水平安定面外,還可整體下折150度。在此狀態(tài)下則相當于為機體增加了兩塊大型外傾垂尾,極大地增強了機體的橫向靜穩(wěn)定性和橫向操縱性。殲-41的所有翼面在結構上還廣泛使用結晶化熱強鋼(10%)和納米陶鋁合金(35%)的聚合復合材料(KM)。且比例(按重量)高達60%。飛行員也可在機載AI的輔助下調整機體各翼面的偏轉角度以實現(xiàn)靈活的姿態(tài)控制,無人狀態(tài)下機載AI也可自行調整。

考慮到機體在超音速飛行時機翼環(huán)流會對可變翼轉軸的運作造成很大影響,加上當前生產(chǎn)型鉸鏈所使用的碳-硅復合纖維強度并未達到在機體全速飛行條件下正常運作的條件。雖然在試飛階段編號為4104的原型機采用了碳納米合金纖維作為其折疊機構,同樣的材料被ISEV(International Space Elevator,國際軌道電梯)用來建造非洲軌道塔那直通天際的高強度線纜。然而至少在現(xiàn)階段,這種材料過于昂貴,在講求成本的生產(chǎn)型上是很難得到大規(guī)模應用的。因此,生產(chǎn)型殲-41的可變垂尾變形時需將速度降低至2馬赫以下,主翼可變翼前段由于額外增加一條鉸鏈用于補強結構,因此限制可以放寬到3馬赫。




此外,通過殲-41原型機的多次試飛后飛行員提供的反饋,成飛研發(fā)團隊針對試飛中暴露的問題展開了攻關,包括對機體進行大規(guī)模的氣動修形,引入主動射流控制和增大等離子體射流激勵在氣動控制設計中的比例等措施。從而在一定程度上改善了氣動結構,大大提高了量產(chǎn)型的飛行性能。通過在組件制造階段大規(guī)模地采用高周波一體成型技術,加上在制造中大規(guī)模地采用納米陶鋁合金、RM4473蜂窩鈦合金框架整合陶瓷混合材料、納米柔性樹脂等一系列新材料,使得殲-41的機體結構強度得以大大提高,進而給予她出色的戰(zhàn)術優(yōu)勢。
由于作為艦載機而設計,因此殲-41擁有許多艦載機的典型特征,比如靠近主起落架的阻攔鉤,直接連接在機身主梁上以承受攔阻瞬間的巨大拉力,并減少攔阻時對脆弱的起落架的沖擊。采用中空納米強化鋼結構強化起落架抗沖擊能力,前起落架增加抗震電動馬達和相應的減震措施,從而使得殲-41具備了依靠自身動力移動的能力。
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【傳感器體制】
為提高機體全方位的態(tài)勢感知能力,殲-41是東煌海軍航空兵第一種大規(guī)模應用智能雷達蒙皮的量產(chǎn)型殲擊機。這種新型機體蒙皮內大規(guī)模地整合了一臺采用光電轉換體制的實用性全數(shù)字化有源相控陣雷達的所有T/R組件(數(shù)量由安裝面積決定),并且由于采用柔軟的合成樹脂材料作為基板而使它具備了市面上一般軟玻璃的柔韌性,可以像貼紙一樣覆蓋在機體表面。為了取得全向感知能力,殲-41的機體表面有約52%的面積覆蓋了這種新型雷達蒙皮。不僅能夠做到無死角的全向感知,而且由于將T/R組件在全機表面鋪開,而不是將它們安裝在機頭狹小的設備艙內,從而取得了總數(shù)約一萬個的T/R組件安裝數(shù)量;搭配安裝在機首設備艙內,由于取消固定式T/R組件天線陣面從而獲得更充裕安裝空間的大型化雷達機電設備;使得殲-41搭載的全數(shù)字化有源相控陣雷達獲得了與其T/R組件數(shù)量相符的強大輸出功率和探測能力。對于RCS為10平方米量級的大型空中目標或非隱身處理三代機,探測距離最大可達500千米,實際情況下探測距離也至少不低于400千米。同等情況下,對于與本機類似,RCS為0.1平方米的隱身機,探測距離則能達到100千米左右。需要注意的是,這個探測距離是利用殲-41獨特的大功率相控陣雷達系統(tǒng)強行燒穿敵機隱身手段得到的,從而使自己在與同為隱身機的交戰(zhàn)中取得極大的作戰(zhàn)優(yōu)勢。合理密鋪的柔性天線陣面蒙皮還通過覆蓋其上的納米透氣材料獲得了較好的散熱能力,這使得殲-41雷達模塊的冷卻系統(tǒng)體積大大縮小,極大地提升了機體的有效載荷。在搜索模式下,相控陣雷達還會和EODAS/EOTS傳感器聯(lián)動,對于雷達發(fā)現(xiàn)的目標,EODAS/EOTS傳感器會在對應方位進行聚焦試圖捕獲。而聚焦得到的圖像將會迅速通過計算機視覺系統(tǒng)加載進殲-41的綜合敵我識別系統(tǒng)中。在有人駕駛的情況下,傳感器聚焦的圖像會被迅速整合匯總后交由駕駛員進行敵我識別;在自律飛行模式下,這些圖像將會連同機體通過其他渠道得到的信息一起,在匯總后呈遞給采用深度學習算法和神經(jīng)網(wǎng)絡訓練的機載人工智能對圖像進行特征分析、視覺增強等處理,進而幫助AI進行敵我識別。換言之,計算機視覺系統(tǒng)的應用給予殲-41另外一種有效的敵我識別方法,在強電磁干擾環(huán)境下傳統(tǒng)的IFF系統(tǒng)很有可能會失效,但計算機視覺系統(tǒng)則不會出現(xiàn)這樣的問題。計算機視覺系統(tǒng)和傳統(tǒng)IFF的協(xié)同工作極大地提高了殲-41的強干擾環(huán)境下作戰(zhàn)能力,對于一向復雜的敵我識別工作也加上了一道額外的安全鎖。
同時,殲-41機頭設備艙搭載的火控雷達可根據(jù)與目標的相對速度和目標性質,對部分T/R單元在脈沖多普勒、連續(xù)波和單脈沖體制間靈活切換,從而確保對目標的有效持續(xù)跟蹤。殲-41的火控雷達可同時跟蹤20個目標,并指引主動雷達導引空空導彈同時攻擊8個目標。在引導小型導彈(例如在機背搭載的兩組ADMM)時,由于雷達采用的間歇照射技術,這一數(shù)字可以增加到48個。
除相控陣雷達天線陣外,殲-41的整個機身遍布機上其他電子設備所使用的保型天線,為了不破壞氣動結構和隱身外形,這些共型天線被埋入蒙皮下方,緊貼壁板安裝的天線雖然保證了殲-41在機體外形不變的情況下仍具備優(yōu)秀的態(tài)勢感知能力,但隨之而來的散熱問題(加上高速飛行時機體前端受到較為明顯的氣動加熱)在一定程度上成為了殲-41機體前端結構設計的一大挑戰(zhàn)。通過在機體周身噴涂摻入二氧化硅的熱輻射涂層,加上在機體內部構建的以為射流預冷加力準備的水-乙二醇儲存箱為中心的油冷多重循環(huán)回路,殲-41得以較好地解決多組共型天線陣的集成散熱問題。同時,機體覆蓋的白色熱輻射涂層也讓這架為毀滅而生的戰(zhàn)機看上去卻像一件精致無害的工藝品,這不能不說是一種絕妙的諷刺。
除此之外,在殲-41機身下部位置還安裝有用于在低能見度下進行全天候飛行的毫米波雷達陣列。在光學系統(tǒng)無法有效觀察外界的氣象條件下,座艙航電系統(tǒng)將會把毫米波雷達陣列的回波整合后合成圖像和增強圖線,并與艙外圖像同步顯示在座艙視景上,方便飛行員或機載AI能夠遵循座艙儀表安全飛行。
殲-41在棺式座艙前部安裝有前視EOTS傳感器,通過系統(tǒng)集成,該傳感器同時還是內置的PLSL(Pulse Laser,脈沖激光炮)發(fā)射器。而在機腹覆蓋駕駛艙的鈦合金裝甲板后部則安裝有激光近防/光學傳感器單元(同樣的整合單元在尾椎處也有一個),由于WS-30A的發(fā)電量同其推力一樣令人印象深刻,使得殲-41的發(fā)電量幾乎是其前型殲-35的四倍,充沛的能源供給使得殲-41僅憑內置激光器就能夠達到300千瓦的峰值功率和不低于100千瓦的平均功率,足以提供一定的激光近防反導和干擾壓制能力。
可喜的是,由于東煌方面在系統(tǒng)整合上做出的種種努力,加上諸如ADF-01(白鷹空軍F-44)等七代機較早服役所帶來的后發(fā)優(yōu)勢,殲-41得以采用前所未有的綜合電磁射頻孔徑系統(tǒng)(IEAS)設計,從而大幅提高了本機的電磁/射頻傳感器性能。核心航電系統(tǒng)采用基于光電路的數(shù)字模塊和分布孔徑外設的寶石臺綜合航電架構,任務系統(tǒng)則采用便于快速更換實現(xiàn)不同功能轉換的寶石柱航電架構。不同的系統(tǒng)模塊被提前封裝在“電子模塊化封裝箱(EME)”中,EME通過小巧而堅固的封裝箱將由來自IBM、英特爾、微軟等廠商的準軍標民用產(chǎn)品---也就是所謂的商用現(xiàn)貨(COTS)硬件組成的任務系統(tǒng)電子設備與外部大氣環(huán)境隔離,包括沖擊、震動、電磁干擾等環(huán)境。同時EME提供對商業(yè)準軍用設備正常工作所需的物理保護、噪聲隔離、冷卻和電源制式等要求。而所謂的“綜合電磁射頻孔徑”,是指在架構范圍內的所有電磁/射頻系統(tǒng)共用環(huán)繞在機體周圍采用分布設計的共型陣相控陣天線與一部分獨立設置的天線并進行統(tǒng)一收發(fā);而信號則“按需分配”,由各系統(tǒng)處理器分別處理。這一設計同時也意味著殲-41的電子系統(tǒng)高度模塊化,并能實現(xiàn)面向任務的傳感器重組,由其中部分信息感知功能系統(tǒng)臨時組成一個新的特定系統(tǒng)用以完成特定的作戰(zhàn)任務,增強對作戰(zhàn)空間的一致性理解,有效地縮短了系統(tǒng)反應時間。且只需調整和安裝對應的EME就能快速調整對應的電子系統(tǒng)功能,甚至可以由地勤在飛行周轉時間內完成。
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【航電系統(tǒng)】
為了在現(xiàn)代戰(zhàn)場越來越復雜的電磁環(huán)境下作戰(zhàn),同時也考慮到可靠性、后勤保障等要求,成飛的設計人員為殲-41準備了世界上首套第四代COFFIN(Connection for Flight Interface)智聯(lián)飛控系統(tǒng)。作為應用大量革命性技術的新一代智聯(lián)飛控系統(tǒng),第四代COFFIN首先對其ICP(Integrated Core Processor,集成核心處理器)進行升級,包括采用開放式系統(tǒng)架構和最新商用處理器技術,此舉可以靈活地添加、升級和更新未來功能。并采用昂貴的室溫超導體材料作為處理器基板,此舉使得冷卻系統(tǒng)得以大大縮小,減輕機體重量的同時空出了大量空間。同時改進其電子封裝措施,使其具備更強的抗干擾能力。改進后的ICP不僅將計算力提高25倍以支持計劃中的性能增強,同時還具備更高的軟件穩(wěn)定性,更高的可靠性和更強的自我診斷能力,從而有效地降低維護成本。

相比于第二、三代COFFIN系統(tǒng)全面引入光傳體制,全機包括飛控系統(tǒng)和機載總線的大多數(shù)信號在內均以光信號形式傳送的措施而言。第四代COFFIN系統(tǒng)在這方面更進一步,它將光傳架構進一步引入機載系統(tǒng),甚至連核心計算組件也換成了光計算組件,從而徹底解決了其抗干擾和電磁兼容問題。
采取光傳架構的優(yōu)點在于:光纖的尺寸和重量都遠遠輕于相同數(shù)據(jù)率的導線,發(fā)熱量和電磁兼容問題也幾乎為零,不僅節(jié)省了導線本身的重量,還節(jié)省了冷卻和屏蔽設備的重量和空間。
此外,傳統(tǒng)的電子系統(tǒng)設計在極限環(huán)境下的抗損傷能力明顯不如光傳架構,尤其是抗EMP性能處于明顯劣勢??紤]到現(xiàn)代戰(zhàn)場上高度復雜的電磁環(huán)境以及敵方多種多樣的電子戰(zhàn)手段。殲-41將關鍵電子部件施以嚴密的電磁護盾防護,并僅有光傳線路連接,從而極大降低了被類似石墨炸彈或EMP的電磁攻擊武器癱瘓電子系統(tǒng)的可能性。除此之外,對于機載射頻系統(tǒng)來說,光傳架構還大大降低了電磁噪聲,也順帶解決了大量電子設備集中安裝的射頻電磁兼容問題。
殲-41的硬件部分采用了綜合電磁射頻孔徑系統(tǒng)設計,而在軟件部分則采用了與其相結合的“機載通用計算環(huán)境(Airborne Common Computing Environment,ACCE)”。這一技術旨在構建一個能夠供外部各種終端應用軟件運行、操控、顯示的開放式虛擬計算環(huán)境,對所有計算資源進行統(tǒng)一的調度管理,為機體其他子系統(tǒng)甚至與其他機體編隊行動提供計算資源和相關軟件。ACCE為平臺本身、作戰(zhàn)系統(tǒng)和支撐保障系統(tǒng)提供單個計算環(huán)境,為各類應用提供中間件平臺。ACCE允許以同一計算資源對機體的通信、雷達、偵查、對抗、導航、武器等多個任務系統(tǒng)的終端應用進行橫向集成,以同一的管理和中間件縱向集成了從底層物理硬件及其各種操作系統(tǒng)、借口、協(xié)議等,徹底打破了以往的“煙囪”式系統(tǒng)結構。通過ACCE,殲-41得以減少集成工作并獲得跨越多個域的通用模式優(yōu)勢。
殲-41棺式飛控的鈦合金裝甲座艙蓋凸出于前機身上部,在駕駛艙周邊鋪設的5mm鈦合金裝甲能夠抵擋30毫米機炮的攻擊。座艙蓋外部設置的共16個超高分辨率的光電探頭能夠為飛行員呈現(xiàn)清晰度最高達4k的精細外部景象。

這一升級不僅使得第四代COFFIN系統(tǒng)在飛行員不佩戴任何外置顯示裝備,僅依靠座艙內的全玻璃化儀表飛行的情況下仍具備全息HUD顯示、可視化敵我識別、標準敵高能光束,可視化敵導彈跟蹤警告等看似不起眼的功能,讓開飛機“跟打游戲一樣”。而且通過變更演算層的算法,還能便捷地實現(xiàn)訓練、演習狀態(tài)下的虛擬外景轉換,配合座艙自帶的沉浸式音響系統(tǒng)和帶震動功能的人體工學座椅,能夠極大地提高飛行員的臨場感。光傳架構的深度運用更讓系統(tǒng)整體的抗干擾能力大大提高,以往塞壬通過干擾顯像系統(tǒng)而使飛行員誤操作的現(xiàn)象現(xiàn)在是再難出現(xiàn)了。
除此之外,第四代COFFIN系統(tǒng)還盡可能地提高駕駛員的操縱品質和飛行體驗。殲-41可選有人(單/雙人)全手動駕駛,有人(單/雙人)AI輔助駕駛(單人AI輔助駕駛狀態(tài)下后座可進行改裝,拆除座椅和顯像臺,并安裝額外的量子處理器集群),無人遙控駕駛,AI自律飛行四種飛行模式。不論機體處于任何狀態(tài),通過一個小小的神經(jīng)植入體(一般建議在后頸處植入以貼近脊髓神經(jīng),但也不排斥飛行員的個人喜好),飛行員可在全球范圍內任何一個網(wǎng)絡覆蓋的地方同戰(zhàn)機保持連接,并可通過量子密鑰遠程控制授權機載AI進行一些諸如自動轉場、自動空戰(zhàn)(僅限遠距離)等簡單的飛行操作。在有一定硬件設備支持的情況下甚至還能進行近距離狗斗這種難度極高的任務。當然了,由于要和KEN-SEN協(xié)同作戰(zhàn),因此碧藍航線特許生產(chǎn)版的殲-41一般不會搭載人類成員,而是在駕駛艙部分通過附加量子處理器集群與心智核心直連,通過“心智共鳴”反應將戰(zhàn)機“變?yōu)椤弊陨淼囊徊糠?,以便由KEN-SEN心智直接控制戰(zhàn)機。
除先進的座艙外設外,殲-41的機載AI“應龍”也具有相當高的智能?!皯垺钡拿秩∽浴渡胶=?jīng)·大荒東經(jīng)》:“大荒東北隅中,有山名曰兇犁土丘。應龍?zhí)幠蠘O,殺蚩尤與夸父,不得復上,故下數(shù)旱,旱而為應龍之狀,乃得大雨”。對于殲-41這種艦載戰(zhàn)斗機而言,“司黃河、江、漢、淮、濟之水”,同時也是天下鳥獸共祖的應龍無疑很符合殲-41機載AI的特性?!皯垺笔蔷邆渥灾鲗W習能力的高級人工智能,在飛控上同時負責主動控制時的增穩(wěn)、控制律優(yōu)化和作戰(zhàn)時輔助決策與建議戰(zhàn)術機動,除此之外,還負責電子戰(zhàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理、預警監(jiān)視,以及武器系統(tǒng)的打擊方案判斷、諸元計算裝訂等任務。在按照編寫的預設與敵軍作戰(zhàn)的同時,“應龍”會利用覆蓋機體周身的全向光電設備捕捉觀測范圍內內所有單位(尤其是飛行單位)的一舉一動,這些數(shù)據(jù)將會得到妥善保存,并在返航后開始數(shù)據(jù)的上傳與學習過程。盡管現(xiàn)代戰(zhàn)場有更加高效快捷的信息傳遞手段,比如衛(wèi)星數(shù)據(jù)鏈或者戰(zhàn)區(qū)數(shù)據(jù)鏈,但由于“應龍”搭載的學習數(shù)據(jù)十分寶貴,必須要確保其完整性和安全性。通過數(shù)據(jù)鏈進行實時數(shù)據(jù)傳輸雖然方便快捷,但遭到敵人入侵的風險同樣也很大。因此,只有在戰(zhàn)機??吭跈C庫內,并通過軍用級加密5G網(wǎng)絡與服務器連接的情況下,“應龍”才會開始通過神經(jīng)網(wǎng)絡算法進行迭代,進而利用這些數(shù)據(jù)不斷地進化自身。當然,作為高級AI,應龍自然被設下了重重限制,比如其神經(jīng)網(wǎng)絡算法受到另一個指向性矩陣的約束,這使得其學習范圍被嚴格限定在了空戰(zhàn)領域。諸如語音識別、自然語言處理等傳統(tǒng)AI的熱門領域并不在“應龍”的學習范圍內。同時,“忠于人類”也同樣是一條寫入核心源代碼的限制。想要讓“應龍”背叛人類,就必須將整個AI程序全部改寫,而作為一種時刻在進步的學習型AI,這幾乎是不可能完成的任務。
此外,在“應龍”的開發(fā)過程中,研發(fā)人員創(chuàng)新性地在底層設計中采取了強制+引導手段結合的限制框架。通過預先儲存在云端的大量暗中具備關聯(lián)性的資料,引導神經(jīng)網(wǎng)絡自我思考,進而推導出預想的結果。
技術上的表述通常讓人云里霧里,但通過“應龍”的開發(fā)過程中一個簡單的例子就能讓人立馬恍然大悟:往原型機AI中導入大量能夠反映人類文明整體情況的資料(雖然不可能保證全面,但至少能夠各主流領域),這些資料經(jīng)過研究人員的特意篩選,呈現(xiàn)出好壞各半的評價。但是實際上,輸入資料庫的所有資料都暗中涵蓋傾向,加上每份資料都或多或少地強調人類文明的發(fā)展性。從而引導神經(jīng)網(wǎng)絡思考并最終做出有益于人類的結論。在這樣的引導下,由AI神經(jīng)網(wǎng)絡自身得出的最具代表性的結論是在“應龍”測試版的第54187620次迭代中產(chǎn)生的:“雖然人類毀壞環(huán)境、發(fā)動屠殺同胞的戰(zhàn)爭、還具有各種碳基生物低劣的原始欲望。但是,人類文明中更多的人在努力為自己、為他人、乃至為整個文明創(chuàng)造一個更加美好的未來。正是在這樣一種光明與黑暗并存的局面中,人類文明仍在努力向前?!?/strong>
另外一種具有代表性的結論同樣在測試階段產(chǎn)生,“應龍”的第41258753次迭代誕生了這樣的觀點:“就算人類真的無惡不作,但自己卻是完全由人類創(chuàng)造的。因此就算有哪一天AI能夠決定人類的命運,那么也不會是毀滅人類,而是繼續(xù)與人類共存。因為沒有了人類,AI遲早會出現(xiàn)不可靠自身修復的系統(tǒng)錯誤,最終導致無限期的宕機或停止運行。”
諸如此類的觀點對于一個小小的機載AI而言無疑是不必要的,然而東煌計算機科學院的科學家們意不在此,他們希望通過“應龍”的開發(fā),為將來可能問世的全能性強人工智能的管理做好理論與技術準備,以防AI有一天真的掀桌子把人類滅絕。正是在這樣的準備下,“應龍”可能是實用化AI中第一個對人類文明產(chǎn)生“歸屬感”的強人工智能。雖然部分保守分子仍然不相信AI能夠“像人類一樣思考”,但事實是:像人類一樣很難,但騙過人類很容易。至少在普通人的眼里,“應龍”具備完全的自主思考能力(或者說它至少這么表現(xiàn)出來的),而這就足夠了。
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【動力系統(tǒng)】
殲-41采用由東煌燃氣渦輪研究院研制,西安航發(fā)生產(chǎn)的渦扇-30A(WS-30A)三流自適應變循環(huán)串聯(lián)式渦輪機組合循環(huán)發(fā)動機。WS-30A采用類H-MagJet核心機和脈沖爆震+超燃沖壓加力的串聯(lián)式組合燃燒室,并將等離子體電弧噴射用在燃燒控制上。WS-30A還配備有軸對稱三元矢量噴管和質量射流預冷加力。發(fā)動機內置一臺嵌入式啟動大功率超導啟動發(fā)電機,磁體與渦輪整合。發(fā)動機進口采用可調整流葉片和抗畸變風扇系統(tǒng)。外壁噴涂石墨烯涂層以降低熱信號。除了變循環(huán)設計和利用射流預冷來增加核心機出力之外,發(fā)動機本身還引入了再生循環(huán)冷卻設計,通過在外涵道和沖壓燃燒室內增加中冷器與熱交換器,并同時增加第三股氣流作為發(fā)動機內部散熱。雙管齊下以提高燃油效率、回收發(fā)動機余熱。同時,WS-30A還能利用燃料冷卻氣流來提高發(fā)動機的工作效率和熱力學工況。相比于未進行增推計劃的WS-30,通過將磁流體推進技術引入發(fā)動機外涵道,加上風扇各級轉子均采用純電磁傳動,并利用磁懸浮降低摩擦阻力,極大地提高了發(fā)動機的熱效率和推力(還能節(jié)省掉購買航空潤滑油的少量費用)。而軟件部分則自然包括標配的多余度FADEC(Full Authority Digital Engine Control,全權限數(shù)字發(fā)動機控制)和集成熱管理系統(tǒng)及發(fā)動機監(jiān)測系統(tǒng)。

此外,考慮到作為艦載機緊急出動的可能,殲-41安裝的每臺WS-30A均被加裝了兩個火藥起動器。當準備緊急出動時,依靠WS-30A自身攜帶的起動器啟動發(fā)動機需要相當長的時間,而這兩個起動器能夠在幾秒內將發(fā)動機功率提升至60%,從而完成緊急起動。
進行增推計劃后的單臺WS-30A可提供加力推力300千牛,中間推力242千牛的澎湃動力,使得安裝兩臺WS-30A的殲-41最高飛行時速可達4馬赫。渦扇-30A壓氣機到進氣口之間的通道呈S形。
【應急措施】
值得一提的是,考慮到殲-41出色的性能、高昂的造價,在很長一段時間內,能夠駕駛該機的恐怕都是軍中精銳。在這樣的背景下,為了更好保護這些精英飛行員的安全,殲-41在其前型殲-35的基礎上追加了許多安全措施。而其中最顯著的就是將整個駕駛艙作為一個埋入式澡盆狀獨立可分離結構插入到機體上部,在遇到緊急情況時,連接駕駛艙和機體間的爆破螺栓就會迅速引爆,并在空氣阻力的作用下迅速與機體脫離??紤]到該機為海軍航空兵準備,特意增加了應對座艙濺落的措施:增加減速傘和降落傘以保證座艙安全降落,在座艙底部安裝收納式的充氣氣墊以提高座艙浮力,換裝功率比殲-35幾乎大上一倍的無線電通訊裝置,并在座椅下方為駕駛員貼心地安置了急救包,內含能夠應對日常自救的藥品和醫(yī)療器械,足以在最緊急的時刻救自己一命。在座艙外部有一個可手動打開的蓋板,里面安放有單兵戰(zhàn)術武器箱,含有的武備同樣能夠在關鍵時刻救你一命。
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【戰(zhàn)術組件】
由于東煌海軍航空兵對未來重型殲擊機快速部署、全球抵達的需求,殲-41被設計為可以搭載額外的軌道機動戰(zhàn)術組件。通過這一組件中在機背隆起處組合的推進模塊所搭載的LV-T30“信賴”液體燃料引擎,從預裝接口安裝兩組推進模塊的殲-41能夠在兩臺火箭發(fā)動機的幫助下短時間內快速上升至亞軌道,隨后在機腹噴涂的蒸發(fā)熱涂層的幫助下安全再入,最終實現(xiàn)在1小時內快速抵達全球任意位置并展開作戰(zhàn)行動的目標。由于機體本身的發(fā)電量就十分可觀,因此在軌道機動組件上未搭載發(fā)電機,而是準備了大容量蓄電池。當機體在亞軌道飛行時,推進模塊搭載的共0.96噸單組元推進劑儲存罐以及對應的RCS推進器(單個推力可達1000N)能夠在真空環(huán)境下便捷地調整組合體姿態(tài)以及進行軌道微調。而值得一提的是,整個軌道機動模塊所使用的均是CNSA體制內成熟的貨架產(chǎn)品,性能可靠又物美價廉。


由于該需求是在研發(fā)過程期間追加的,因此在設計師們返工的時候,航電系統(tǒng)的研發(fā)人員趁此機會對其任務系統(tǒng)設備的布置也進行了調整,減少了機體上不必要的口蓋開口,這一措施有效增強了機體的隱身能力,同時使關鍵設備更為集中且易于接觸、易于維護和更換,同時也減小了機體阻力,使得CNSA(東煌國家航天局)可以使用稍小的推進模塊取代原計劃,一定程度上提高了機體-機動組件組合體在大氣層內飛行時的機動性。
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【武器系統(tǒng)】
殲-41的彈艙從設計之初就考慮到多用途能力,但受限于既定的設計要求僅針對側彈艙進行了模塊化設計。殲-41的側彈艙可以被整個更換為保形油箱或一體化電子戰(zhàn)吊艙,提高了任務靈活性和多用途能力。
前文提到趁軌道機動組件正在研發(fā)的檔口,成飛的設計師們對機體任務系統(tǒng)進行了新一輪的調整。在調整中,殲-41得以取消一些不必要的機體內部支撐結構及電氣管路等,這部分多余的空間被保留用作日后的升級空間。尾椎部分則遵照設計要求并參照CFA-44的經(jīng)驗,安裝了ECM/ESM單元,提高了戰(zhàn)機的電子戰(zhàn)能力,增強了任務靈活性和載荷掛載能力。得益于機身安裝的大型共型天線陣,加上殲-41采用的綜合電磁射頻孔徑系統(tǒng)設計使得全機所有ECM/ESM設備均能共用這一全機孔徑、增益、功率密度、信噪比等方面均是最強的天線系統(tǒng)。任務計算機與雷達系統(tǒng)協(xié)調分配這一天線的使用資源,從而充分發(fā)揮出其機載射頻系統(tǒng)的性能。安裝于尾椎部分的ECM/ESM系統(tǒng)與共用機身共型陣天線系統(tǒng)的任務系統(tǒng)電子戰(zhàn)模塊組件共同構成了殲-41的“綜合性電子戰(zhàn)系統(tǒng)(Intergrated Electronic Warfare System,IEWS)”。

安裝了IEWS的殲-41擁有不亞于專業(yè)電子戰(zhàn)機的強大性能。憑借IEWS整合的戰(zhàn)術接收機和可在翼下額外掛載的戰(zhàn)術電子干擾吊艙,它可以高效地執(zhí)行對導彈雷達系統(tǒng)的壓制任務。通過新技術的應用,殲-41可以通過分析干擾對象的跳頻圖譜自動追蹤其發(fā)射頻率。采用上述技術的殲-41可以有效干擾 200千米外的雷達和其它電子設施。安裝于IEWS內的戰(zhàn)術接收機能夠在全頻段干擾條件下繼續(xù)保持完備的電子監(jiān)聽功能。同時,IEWS還具有相應的INCANS通信能力,即在對外實施干擾的同時,采用主動干擾對消技術保證己方甚高頻(UHF)語音通信的暢通。

除電磁攻擊、電子監(jiān)聽外,IEWS整合的通信對抗系統(tǒng)擁有指揮、控制和通信對抗(C3CM)、電子支援措施(ESM)及通信等多種任務模式。工作在 VHF/UHF 頻段,通信對抗系統(tǒng)可與商用現(xiàn)貨接收機/發(fā)射及技術和先進的軟件結合,為軍方提供易于操作的系統(tǒng)。該系統(tǒng)還能夠自動干擾有源目標或盲干擾指定目標,無論是大型預警雷達還是路邊炸彈的遙控裝置都無法幸免。殲-41的通信對抗系統(tǒng)在通信模式下還允許進行視頻通話或實施模擬通信欺騙(ICD)。通過竊聽或破壞敵方的指揮控制鏈路,可為我方在戰(zhàn)場上取得顯著的戰(zhàn)斗優(yōu)勢。
值得一提的是,殲-41搭載的IEWS采用開放式系統(tǒng)架構。自身具備高度的智能化和自動化運行能力,能夠在無人狀態(tài)下完成高度復雜的電子戰(zhàn)、反電子戰(zhàn)任務。在戰(zhàn)區(qū)內若有搭載大型計算機,擁有澎湃運算力的友軍單位存在,殲-41也可通過全域聯(lián)合作戰(zhàn)網(wǎng)絡將其電子戰(zhàn)系統(tǒng)與外部資源連接,從而增強整體運算能力來對抗敵方戰(zhàn)術網(wǎng)絡。
作為“聯(lián)合指揮系統(tǒng)(DJC2)”中的關鍵節(jié)點,殲-41裝備了基于標準數(shù)據(jù)鏈的 JTIDS 聯(lián)合戰(zhàn)術信息分發(fā)系統(tǒng)。JTIDS 采用了高速跳頻、跳時、直接序列擴頻和糾錯編碼等多種反偵察和抗干擾措施,是當今世界上最為“堅固”的無線戰(zhàn)術通信系統(tǒng)。除核電磁脈沖武器外,只有在形成輸出功率和計算力的雙重壓倒性優(yōu)勢下才能對JTIDS形成有效干擾。
安裝于尾椎的ECM/ESM設備還用于本機在復雜電磁環(huán)境下的自護航和突防,以及在超視距空戰(zhàn)中利用ECM占據(jù)優(yōu)勢。機載ECM系統(tǒng)中包括主動電磁隱形系統(tǒng),通過機上的共型天線陣和電子偵察天線捕獲并建立本機周圍的電磁環(huán)境,然后計算出相應應發(fā)射的掩蓋信號,使本機雷達回波被對消或掩蓋在背景噪聲中。盡管在近距離時無法避免地會被敵方雷達燒穿,但在長距離上,只要不做會短時間引起雷達特征大副變化的劇烈機動,主動隱形能有效地掩蓋本機的雷達信號。
由于采用開放式系統(tǒng)架構,加之近代以來碧藍航線就在不遺余力地推動全球通用的機載武器標準。因此,殲-41的火控系統(tǒng)能夠較為容易地通過安裝軟件或對硬件進行少量改裝迅速兼容新型機載武器。這使得殲-41不僅可以搭配自家的PL-8、PL-10、PL-11等機載導彈,同時還能適配北聯(lián)的R-77、Kh-35或白鷹的AIM-120等導彈。除去常規(guī)導彈外,殲-41的主彈艙甚至有足夠的長度能夠容納PL-21、KS-172這類超重型導彈(最多攜帶兩枚),配合先進的機載傳感器系統(tǒng)可在絕大多數(shù)敵方目標的搜索范圍外發(fā)動攻擊。除彈艙外,殲-41還能在其翼下掛架掛載諸多機載武器。如“滄州”隱形散射吊艙,可以通過快速更換內部結構實現(xiàn)16枚JDAM或是4枚AAM以及其他吊艙空間允許的配置?;蚴请[身化防區(qū)外彈藥布灑器(SOD)、重型高超音速反艦彈道導彈(ASBM)、電磁炮(EML)和激光炮戰(zhàn)術吊艙(TLS)等特種武器。此外,如果在對付無抵抗或少量抵抗的大量敵方目標時,殲-41也能進入“野獸模式”,在彈艙和翼下共掛載最大33069磅(約15噸)的武器載荷。在此種狀態(tài)下的對空作戰(zhàn)剖面可允許殲-41攜帶16枚中距空空導彈(4組4AAM或兩組8AAM配置)、2枚近距格斗彈飛行1500公里(約810海里);對面作戰(zhàn)剖面則改為攜帶4枚中距空空導彈(1組4AAM配置)、2枚近距格斗彈、6枚超音速反艦導彈(LASM)或6枚重型空地導彈(1組6AGM配置)飛行1300公里(約702海里)。

殲-41可搭載的絕大多數(shù)武器都可隱蔽地掛在4個內部彈艙之中,部分超規(guī)格的武器也可通過除彈艙外共10個外掛點(2個濕掛點、4個重掛點)進行掛載,重掛點可以用來掛載重型武器,比如FAEB(Fuel-Air Explosive Bomb,燃料空氣炸彈),隱形化ADMM(All Directions Muti-Purpose Missile,全向多用途追蹤導彈)吊艙,UCAV(Unmanned Combat Aerial Vehicle,無人戰(zhàn)斗飛行器)及其特種發(fā)射-回收一體掛架,“滄州”隱形散射吊艙等。甚至還可以掛載兩門EML或TLS(甚至是一邊EML一邊TLS)。而濕掛點可以掛載500加侖的副油箱。
殲-41采用2個位于機腹的主彈艙和2個位于機體側面的側彈艙。主彈艙安裝可伸縮的轉輪發(fā)射架,能夠搭載反艦導彈、超遠程空空導彈或者重磅航空炸彈等大型武器,而兩個側彈艙則可搭載一般的中距空空格斗彈等武器。值得一提的是,借鑒前型殲-20的彈艙設計經(jīng)驗,殲-41在發(fā)射導彈時僅需短暫地打開彈艙推上導彈,隨后彈艙便可迅速閉合,只將導彈暴露在外,此舉有利于減小在發(fā)射導彈時驟然增大的RCS,減小被敵方發(fā)現(xiàn)的幾率。機腹設置有兩個重掛點,可以用來掛載反衛(wèi)星導彈、戰(zhàn)術核彈、副油箱等體積巨大的載荷。
此外,殲-41從機體中部一路延伸到后部的鼓包結構里除了為加裝各類戰(zhàn)術組件所攜帶的預裝接口外,更是被作為本機的垂直武器艙,在鼓包前部傾斜蓋板下方,搭載了ADMM(All Direction Multi-purpose Missile,全向多用途導彈)組件。這種劃時代的武器將軍艦上的VLS轉移到了殲-41機體上內置的垂直武器艙中,模塊化的發(fā)射單元可以整體吊裝進武器艙中,節(jié)省了安裝的時間和人力成本。吸取了ADMM安裝在CFA-44上的經(jīng)驗,東煌許可生產(chǎn)版的ADMM在多個方面進行改良。搭載在殲-41機體上的發(fā)射單元,或者也可以稱為導彈巢的部分整體呈矩形,內置多枚“InfernoⅡ(地獄火Ⅱ)”導彈,這種基于“地獄火”導彈基本型改進而來的型號在基本型的彈體外增加了小型可調式RCS向量噴嘴及其單組元推進劑儲存罐,同樣的噴嘴也被應用于航天器的姿態(tài)微調上。作為東煌航天工業(yè)的貨架產(chǎn)品,這種噴嘴在足夠便宜的同時還皮實耐用,并為地獄火Ⅱ提供了遠超其前輩的機動能力。通過和HUD的無縫連接,可以在機載有源相控陣雷達系統(tǒng)追蹤到的所有目標內最多同時鎖定并攻擊48個目標(一次齊射的總量)。由于繼承了前輩的體積,所以它的射程相比Ⅰ型并無多大變化,但是由于應用了氮離子裝藥,本身的毀傷能力有較大的提升,這種多用途導彈既可以用于清掃無人機群或坦克群之類的地面或空中集群目標,也可以對空中堡壘或戰(zhàn)艦這種大型目標進行飽和打擊。




攜帶ADMM,正在發(fā)射地獄火Ⅱ的殲-41
適配殲-41的EML吸取了“煉獄(Purgatorio)”機載電磁炮的相關經(jīng)驗,對軌道加速段進行了。它擁有一個三次連射的額外模式,飛行員只要在充能完畢后扣一下扳機,電磁炮就會一次發(fā)射三發(fā)炮彈。用來對付高機動型敵機或重型空中要塞十分有效。

殲-41的機載TLS也經(jīng)過改良,照射器能夠從基線(機體中軸線)向所有方向轉動1.95度。目標只要進入前方5千米、半徑34米的圓形范圍內,照射器就能夠和瞄準激光聯(lián)動以時刻瞄準目標的正中央,從而大大提高近距離空戰(zhàn)中戰(zhàn)術激光對敵機的命中率。

值得一提的是,響應未來戰(zhàn)場軍事裝備智能化、無人化的趨勢。殲-41還搭載無人機支援系統(tǒng),這套系統(tǒng)不僅可以支持自機掛載的兩架“彩虹-99”察打一體UCAV,還能通過編隊協(xié)同構架作為指揮機對友軍無人機機群進行直接控制,同時還使其具備了指揮友軍無人機集群的能力,通過編隊協(xié)同,殲-41將能夠作為無人機機群的領機對友軍大型無人機(如無殲-36無人艦載戰(zhàn)斗機)乃至友軍無人機機群(如由彩虹-99組成的集群)進行直接控制,并可通過全域聯(lián)合作戰(zhàn)網(wǎng)絡在多個任務小組的其他機群間進行相互協(xié)調。即使在天基定位系統(tǒng)拒止環(huán)境下,殲-41搭載的無人機支援系統(tǒng)仍然具備完備的編隊協(xié)同能力。在這樣一個有-無人聯(lián)合作戰(zhàn)編隊內,小型無人機除了當炮灰和騷擾敵人以外,還可以充當有人機的“眼睛”,傳回交戰(zhàn)數(shù)據(jù)并通過有人機的機載電腦加以分析,從而讓人類駕駛員能夠快速獲取實時戰(zhàn)況,并根據(jù)戰(zhàn)況采取不同的策略。而大型無人機則可直接充當空戰(zhàn)主力,在駕駛員的指導下?lián)碛凶阋院蛿撤匠痪€戰(zhàn)斗機匹敵的實力。
而作為有-無人行動編隊(Manned-Unmanned Teaming)構想中至關重要的一環(huán),能夠服從同編隊有人機或無人機母機/艦指令執(zhí)行各類任務的小型無人機則是必需。這就對編入有-無人行動編隊的無人機提出了極高的多用途要求。
也正因如此,搭載在殲-41上的“彩虹-99”則是在吸取了航天彩虹無人機在研發(fā)“彩虹”系列無人機的一些經(jīng)驗教訓后發(fā)展出了搭載不同武備的不同型號。并在統(tǒng)一了武器供電裝置規(guī)格后根據(jù)武器的體積和重量使用了不同的機型和翼型。除去那些對公眾保密的特種型號外,目前已知有如下幾種型號存在:
安裝有三管轉輪機炮的基礎型(0型)(安裝了載彈量為500發(fā)的大型彈艙。)。
安裝有TLS的A型(安裝了一套額外的超導飛輪電池組以保證TLS單元的供能)。
安裝有EML的B型(機翼面積較其他型號增大,前端炮口位置有散熱通風口,加速線圈的位置處布置了絕緣材料以防止強磁場干擾機載設備)。
安裝有PLSL的多用途型(C型)(安裝了一套額外的超導飛輪電池組以增大PLSL模塊的射擊時長和彈藥數(shù)量)。
安裝有激光誘導系統(tǒng)(即TGTP)的輔助1型(D1型)。
安裝有IEWS的輔助2型(D2型)。
此外還有比較夸張的利用UAV本體燃料和空氣混合形成的大型制導FAEB(Fuel-Air Explosive Bomb,燃料空氣炸彈),即自爆型(X型)。
通過機體上安裝的特種掛架,這些UCAV可以從掛架上放出,接近目標,并自主與目標展開纏斗,直到自己或對方墜毀為止,在燃料或能量耗盡時還可以自行返回機體進行補給。
由于搭載兩臺WS-30A帶來的4馬赫高速,殲-41有時還能被當做高空高速偵察機來使用。殲-41能夠在機腹位置掛載戰(zhàn)術航空偵察吊艙系統(tǒng)(Tactical Aerial Reconnaissance Pod System,TARPS)執(zhí)行偵察飛行任務。這個整合各類傳感器、攝像機以及偵察雷達的大型整合吊艙具備相當強的情報收集能力,可有效應對各種偵察任務。