歼-41“鲸鲨”有/无人多用途重型隐身舰载战斗机

【基本信息】
装备名称:歼-41“鲸鲨”有/无人多用途重型隐身舰载战斗机(J-41/ALNF-135“Whale Shark” Manned/Unmanned Multirole Heavy Stealth Carrier-based Fighter)
前型/级:歼35多用途隐身舰载战斗机
所属阵营:东煌共同体(Dragon Community,DC)
研制单位:航空工业成都飞机设计研究所
制造单位:航空工业成都飞机工业集团公司
研制时间:2005年
定型时间:2016年
首飞时间:2019年5月9日
服役时间:2023年
部分规格:
长度:23.5米(77英尺)
翼展:18.7米(61.3英尺)
高度:5.4米(17.7英尺)
标准空重:39,700千克(87523磅)
标准起飞重量:42,600千克(93917磅)
最大起飞重量:52,300千克(115301磅)
最大挂载重量:9,200千克(20283磅)
最大燃油重量:9,000千克(19842磅)
操作人员:无人/2人
部分性能参数:
类型:双发双座隐形舰载战斗机
航程:4000公里(2159海里)
转场航程:10000公里(5400海里)
实用升限:30000米(1864英尺)
作战半径:1825公里(985海里)(标准空空作战剖面)
巡航马赫数:Ma1.2-1.5
最大平飞马赫数:4马赫(4900公里/时或3044英里/时)
推重比:1.3
可用过载:-5.0/﹢12.0g(无人状态)、-3.0/﹢9.0g(有人状态)
引擎:2×WS-30A超燃冲压/脉冲爆震组合循环发动机
空中加油:硬管式空中加油系统
部分可选武器:
PL-10E近距半主动雷达制导空空格斗弹(单枚或4AAM组合)
PL-15中程主动雷达制导空空导弹(单枚或4AAM组合)
PL-21超远程主动雷达制导空空导弹(单枚)
KD-88红外制导空对地导弹(2AGM、4AGM、6AGM组合)
GB-6A亚音速隐形巡航导弹(单枚)
PL-15反辐射型空空导弹(单枚)
CM-302超音速反舰导弹(单枚)
CM-401高超音速反舰弹道导弹(单枚)
PLSL模块(Pulse Laser,脉冲激光炮模块)
SOD(Stand-Off Dispenser,防区外弹药布洒器)
TLS(Tactical Laser System,战术激光系统吊舱)
EML(Electromagnetic Launcher,机载电磁炮)
ADMM(All Direction Muti-Purpose Missile,全向多用途导弹吊舱)
UCAV(Unmanned Combat Aerial Vehicle,彩虹-99无人战斗机)
IEWS(Integrated Electronic Warfare System,综合电子战系统)

【装备数据】
适用舰种:任意
特性:空战,轰炸。
伤害:70/轮(初始);156/轮(强满)
航空:100
标准射速:10.02s/轮(初始);8.64 s/轮(强满)
射程:120
射角:60
散布范围:无
弹药:通常
搭载:机炮或PLSL、空空导弹、空地导弹或反舰导弹、机载电磁炮或机载激光炮等
回避上限:32
携带机炮:机炮模块或PLSL模块(两者二选一)
携带导弹:STDM(标准配置)
携带特殊武器:

【简介】
歼-41(英文:Chengdu J-41,代号:鲸鲨)是东煌共同体(Dragon Community,DC)航空工业成都飞机工业集团公司为接替歼-20、歼-35等第六代空中优势/多用途歼击机的未来重型舰载歼击机型号。作为东煌共同体海军航空兵未来数十年内捍卫国家主权和人类海权的主力机体,歼-41采用双发双座串联可变翼中央升力体气动布局,搭载第四代COFFIN棺式智联飞控系统,安装两台涡扇-30串联式组合循环发动机,并配备有电磁炮,激光炮等高能武器系统。歼-41出色的隐身性能、灵敏性、精确度和态势感知能力结合,结合其多用途作战能力,使得它成为当今世界综合性能最强的第七代舰载战斗机。

【气动构型】
歼-41采用应用了主动控制技术的串联可变翼双垂尾鸭式静不稳定气动构型。机体前端安装有全动远距鸭翼(起飞阶段鸭翼的偏转程度被限制在±23°),除在主翼上方产生涡流外,还用于改善跨音速过程中安定性骤降的问题,同时也可减少配平阻力、有利于机体处于超音速条件下的空战。在降落时,鸭翼还可向后偏转,起减速板的作用。采用全电驱动舵面作动器的带方向舵垂直尾翼(自身可偏转±38°)拥有两种固定偏转角度:一种是尾翼整体向外倾斜27度,此状态下恰好处于一般隐身设计的边缘,而且也有利于在大迎角时机动性的发挥。由于外倾面积较大的垂尾不会被机身完全挡住,因此也可以保证战斗机大迎角航向安定性;另一种则是整体向内倾斜60度,此状态下更有利于隐身,但无法保证飞机在大迎角飞行时的稳定性。其两侧进气口设置在同主翼连接的前缘延伸面(可动边条翼,自身可偏转±20°)下方,且与喷嘴一样进行了抑制红外辐射的隐形设计。为同时满足战机在超音速状态和亚音速状态下的飞行性能和严苛的航母起降需求,主翼被分为两个部分:采用小展弦比的带方向舵梯形平面形固定主翼(方向舵偏转角度为±30°);和连接在主翼翼尖,采用大展弦比的带方向舵梯形平面形可动翼(主翼外翼段)。其中,同样采用全电驱动的带方向舵可动翼除平行于机体水平安定面外,还可整体下折150度。在此状态下则相当于为机体增加了两块大型外倾垂尾,极大地增强了机体的横向静稳定性和横向操纵性。歼-41的所有翼面在结构上还广泛使用结晶化热强钢(10%)和纳米陶铝合金(35%)的聚合复合材料(KM)。且比例(按重量)高达60%。飞行员也可在机载AI的辅助下调整机体各翼面的偏转角度以实现灵活的姿态控制,无人状态下机载AI也可自行调整。

考虑到机体在超音速飞行时机翼环流会对可变翼转轴的运作造成很大影响,加上当前生产型铰链所使用的碳-硅复合纤维强度并未达到在机体全速飞行条件下正常运作的条件。虽然在试飞阶段编号为4104的原型机采用了碳纳米合金纤维作为其折叠机构,同样的材料被ISEV(International Space Elevator,国际轨道电梯)用来建造非洲轨道塔那直通天际的高强度线缆。然而至少在现阶段,这种材料过于昂贵,在讲求成本的生产型上是很难得到大规模应用的。因此,生产型歼-41的可变垂尾变形时需将速度降低至2马赫以下,主翼可变翼前段由于额外增加一条铰链用于补强结构,因此限制可以放宽到3马赫。




此外,通过歼-41原型机的多次试飞后飞行员提供的反馈,成飞研发团队针对试飞中暴露的问题展开了攻关,包括对机体进行大规模的气动修形,引入主动射流控制和增大等离子体射流激励在气动控制设计中的比例等措施。从而在一定程度上改善了气动结构,大大提高了量产型的飞行性能。通过在组件制造阶段大规模地采用高周波一体成型技术,加上在制造中大规模地采用纳米陶铝合金、RM4473蜂窝钛合金框架整合陶瓷混合材料、纳米柔性树脂等一系列新材料,使得歼-41的机体结构强度得以大大提高,进而给予她出色的战术优势。
由于作为舰载机而设计,因此歼-41拥有许多舰载机的典型特征,比如靠近主起落架的阻拦钩,直接连接在机身主梁上以承受拦阻瞬间的巨大拉力,并减少拦阻时对脆弱的起落架的冲击。采用中空纳米强化钢结构强化起落架抗冲击能力,前起落架增加抗震电动马达和相应的减震措施,从而使得歼-41具备了依靠自身动力移动的能力。
【传感器体制】
为提高机体全方位的态势感知能力,歼-41是东煌海军航空兵第一种大规模应用智能雷达蒙皮的量产型歼击机。这种新型机体蒙皮内大规模地整合了一台采用光电转换体制的实用性全数字化有源相控阵雷达的所有T/R组件(数量由安装面积决定),并且由于采用柔软的合成树脂材料作为基板而使它具备了市面上一般软玻璃的柔韧性,可以像贴纸一样覆盖在机体表面。为了取得全向感知能力,歼-41的机体表面有约52%的面积覆盖了这种新型雷达蒙皮。不仅能够做到无死角的全向感知,而且由于将T/R组件在全机表面铺开,而不是将它们安装在机头狭小的设备舱内,从而取得了总数约一万个的T/R组件安装数量;搭配安装在机首设备舱内,由于取消固定式T/R组件天线阵面从而获得更充裕安装空间的大型化雷达机电设备;使得歼-41搭载的全数字化有源相控阵雷达获得了与其T/R组件数量相符的强大输出功率和探测能力。对于RCS为10平方米量级的大型空中目标或非隐身处理三代机,探测距离最大可达500千米,实际情况下探测距离也至少不低于400千米。同等情况下,对于与本机类似,RCS为0.1平方米的隐身机,探测距离则能达到100千米左右。需要注意的是,这个探测距离是利用歼-41独特的大功率相控阵雷达系统强行烧穿敌机隐身手段得到的,从而使自己在与同为隐身机的交战中取得极大的作战优势。合理密铺的柔性天线阵面蒙皮还通过覆盖其上的纳米透气材料获得了较好的散热能力,这使得歼-41雷达模块的冷却系统体积大大缩小,极大地提升了机体的有效载荷。在搜索模式下,相控阵雷达还会和EODAS/EOTS传感器联动,对于雷达发现的目标,EODAS/EOTS传感器会在对应方位进行聚焦试图捕获。而聚焦得到的图像将会迅速通过计算机视觉系统加载进歼-41的综合敌我识别系统中。在有人驾驶的情况下,传感器聚焦的图像会被迅速整合汇总后交由驾驶员进行敌我识别;在自律飞行模式下,这些图像将会连同机体通过其他渠道得到的信息一起,在汇总后呈递给采用深度学习算法和神经网络训练的机载人工智能对图像进行特征分析、视觉增强等处理,进而帮助AI进行敌我识别。换言之,计算机视觉系统的应用给予歼-41另外一种有效的敌我识别方法,在强电磁干扰环境下传统的IFF系统很有可能会失效,但计算机视觉系统则不会出现这样的问题。计算机视觉系统和传统IFF的协同工作极大地提高了歼-41的强干扰环境下作战能力,对于一向复杂的敌我识别工作也加上了一道额外的安全锁。
同时,歼-41机头设备舱搭载的火控雷达可根据与目标的相对速度和目标性质,对部分T/R单元在脉冲多普勒、连续波和单脉冲体制间灵活切换,从而确保对目标的有效持续跟踪。歼-41的火控雷达可同时跟踪20个目标,并指引主动雷达导引空空导弹同时攻击8个目标。在引导小型导弹(例如在机背搭载的两组ADMM)时,由于雷达采用的间歇照射技术,这一数字可以增加到48个。
除相控阵雷达天线阵外,歼-41的整个机身遍布机上其他电子设备所使用的保型天线,为了不破坏气动结构和隐身外形,这些共型天线被埋入蒙皮下方,紧贴壁板安装的天线虽然保证了歼-41在机体外形不变的情况下仍具备优秀的态势感知能力,但随之而来的散热问题(加上高速飞行时机体前端受到较为明显的气动加热)在一定程度上成为了歼-41机体前端结构设计的一大挑战。通过在机体周身喷涂掺入二氧化硅的热辐射涂层,加上在机体内部构建的以为射流预冷加力准备的水-乙二醇储存箱为中心的油冷多重循环回路,歼-41得以较好地解决多组共型天线阵的集成散热问题。同时,机体覆盖的白色热辐射涂层也让这架为毁灭而生的战机看上去却像一件精致无害的工艺品,这不能不说是一种绝妙的讽刺。
除此之外,在歼-41机身下部位置还安装有用于在低能见度下进行全天候飞行的毫米波雷达阵列。在光学系统无法有效观察外界的气象条件下,座舱航电系统将会把毫米波雷达阵列的回波整合后合成图像和增强图线,并与舱外图像同步显示在座舱视景上,方便飞行员或机载AI能够遵循座舱仪表安全飞行。
歼-41在棺式座舱前部安装有前视EOTS传感器,通过系统集成,该传感器同时还是内置的PLSL(Pulse Laser,脉冲激光炮)发射器。而在机腹覆盖驾驶舱的钛合金装甲板后部则安装有激光近防/光学传感器单元(同样的整合单元在尾椎处也有一个),由于WS-30A的发电量同其推力一样令人印象深刻,使得歼-41的发电量几乎是其前型歼-35的四倍,充沛的能源供给使得歼-41仅凭内置激光器就能够达到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导和干扰压制能力。
可喜的是,由于东煌方面在系统整合上做出的种种努力,加上诸如ADF-01(白鹰空军F-44)等七代机较早服役所带来的后发优势,歼-41得以采用前所未有的综合电磁射频孔径系统(IEAS)设计,从而大幅提高了本机的电磁/射频传感器性能。核心航电系统采用基于光电路的数字模块和分布孔径外设的宝石台综合航电架构,任务系统则采用便于快速更换实现不同功能转换的宝石柱航电架构。不同的系统模块被提前封装在“电子模块化封装箱(EME)”中,EME通过小巧而坚固的封装箱将由来自IBM、英特尔、微软等厂商的准军标民用产品---也就是所谓的商用现货(COTS)硬件组成的任务系统电子设备与外部大气环境隔离,包括冲击、震动、电磁干扰等环境。同时EME提供对商业准军用设备正常工作所需的物理保护、噪声隔离、冷却和电源制式等要求。而所谓的“综合电磁射频孔径”,是指在架构范围内的所有电磁/射频系统共用环绕在机体周围采用分布设计的共型阵相控阵天线与一部分独立设置的天线并进行统一收发;而信号则“按需分配”,由各系统处理器分别处理。这一设计同时也意味着歼-41的电子系统高度模块化,并能实现面向任务的传感器重组,由其中部分信息感知功能系统临时组成一个新的特定系统用以完成特定的作战任务,增强对作战空间的一致性理解,有效地缩短了系统反应时间。且只需调整和安装对应的EME就能快速调整对应的电子系统功能,甚至可以由地勤在飞行周转时间内完成。
【航电系统】
为了在现代战场越来越复杂的电磁环境下作战,同时也考虑到可靠性、后勤保障等要求,成飞的设计人员为歼-41准备了世界上首套第四代COFFIN(Connection for Flight Interface)智联飞控系统。作为应用大量革命性技术的新一代智联飞控系统,第四代COFFIN首先对其ICP(Integrated Core Processor,集成核心处理器)进行升级,包括采用开放式系统架构和最新商用处理器技术,此举可以灵活地添加、升级和更新未来功能。并采用昂贵的室温超导体材料作为处理器基板,此举使得冷却系统得以大大缩小,减轻机体重量的同时空出了大量空间。同时改进其电子封装措施,使其具备更强的抗干扰能力。改进后的ICP不仅将计算力提高25倍以支持计划中的性能增强,同时还具备更高的软件稳定性,更高的可靠性和更强的自我诊断能力,从而有效地降低维护成本。

相比于第二、三代COFFIN系统全面引入光传体制,全机包括飞控系统和机载总线的大多数信号在内均以光信号形式传送的措施而言。第四代COFFIN系统在这方面更进一步,它将光传架构进一步引入机载系统,甚至连核心计算组件也换成了光计算组件,从而彻底解决了其抗干扰和电磁兼容问题。
采取光传架构的优点在于:光纤的尺寸和重量都远远轻于相同数据率的导线,发热量和电磁兼容问题也几乎为零,不仅节省了导线本身的重量,还节省了冷却和屏蔽设备的重量和空间。
此外,传统的电子系统设计在极限环境下的抗损伤能力明显不如光传架构,尤其是抗EMP性能处于明显劣势。考虑到现代战场上高度复杂的电磁环境以及敌方多种多样的电子战手段。歼-41将关键电子部件施以严密的电磁护盾防护,并仅有光传线路连接,从而极大降低了被类似石墨炸弹或EMP的电磁攻击武器瘫痪电子系统的可能性。除此之外,对于机载射频系统来说,光传架构还大大降低了电磁噪声,也顺带解决了大量电子设备集中安装的射频电磁兼容问题。
歼-41的硬件部分采用了综合电磁射频孔径系统设计,而在软件部分则采用了与其相结合的“机载通用计算环境(Airborne Common Computing Environment,ACCE)”。这一技术旨在构建一个能够供外部各种终端应用软件运行、操控、显示的开放式虚拟计算环境,对所有计算资源进行统一的调度管理,为机体其他子系统甚至与其他机体编队行动提供计算资源和相关软件。ACCE为平台本身、作战系统和支撑保障系统提供单个计算环境,为各类应用提供中间件平台。ACCE允许以同一计算资源对机体的通信、雷达、侦查、对抗、导航、武器等多个任务系统的终端应用进行横向集成,以同一的管理和中间件纵向集成了从底层物理硬件及其各种操作系统、借口、协议等,彻底打破了以往的“烟囱”式系统结构。通过ACCE,歼-41得以减少集成工作并获得跨越多个域的通用模式优势。
歼-41棺式飞控的钛合金装甲座舱盖凸出于前机身上部,在驾驶舱周边铺设的5mm钛合金装甲能够抵挡30毫米机炮的攻击。座舱盖外部设置的共16个超高分辨率的光电探头能够为飞行员呈现清晰度最高达4k的精细外部景象。

这一升级不仅使得第四代COFFIN系统在飞行员不佩戴任何外置显示装备,仅依靠座舱内的全玻璃化仪表飞行的情况下仍具备全息HUD显示、可视化敌我识别、标准敌高能光束,可视化敌导弹跟踪警告等看似不起眼的功能,让开飞机“跟打游戏一样”。而且通过变更演算层的算法,还能便捷地实现训练、演习状态下的虚拟外景转换,配合座舱自带的沉浸式音响系统和带震动功能的人体工学座椅,能够极大地提高飞行员的临场感。光传架构的深度运用更让系统整体的抗干扰能力大大提高,以往塞壬通过干扰显像系统而使飞行员误操作的现象现在是再难出现了。
除此之外,第四代COFFIN系统还尽可能地提高驾驶员的操纵品质和飞行体验。歼-41可选有人(单/双人)全手动驾驶,有人(单/双人)AI辅助驾驶(单人AI辅助驾驶状态下后座可进行改装,拆除座椅和显像台,并安装额外的量子处理器集群),无人遥控驾驶,AI自律飞行四种飞行模式。不论机体处于任何状态,通过一个小小的神经植入体(一般建议在后颈处植入以贴近脊髓神经,但也不排斥飞行员的个人喜好),飞行员可在全球范围内任何一个网络覆盖的地方同战机保持连接,并可通过量子密钥远程控制授权机载AI进行一些诸如自动转场、自动空战(仅限远距离)等简单的飞行操作。在有一定硬件设备支持的情况下甚至还能进行近距离狗斗这种难度极高的任务。当然了,由于要和KEN-SEN协同作战,因此碧蓝航线特许生产版的歼-41一般不会搭载人类成员,而是在驾驶舱部分通过附加量子处理器集群与心智核心直连,通过“心智共鸣”反应将战机“变为”自身的一部分,以便由KEN-SEN心智直接控制战机。
除先进的座舱外设外,歼-41的机载AI“应龙”也具有相当高的智能。“应龙”的名字取自《山海经·大荒东经》:“大荒东北隅中,有山名曰凶犁土丘。应龙处南极,杀蚩尤与夸父,不得复上,故下数旱,旱而为应龙之状,乃得大雨”。对于歼-41这种舰载战斗机而言,“司黄河、江、汉、淮、济之水”,同时也是天下鸟兽共祖的应龙无疑很符合歼-41机载AI的特性。“应龙”是具备自主学习能力的高级人工智能,在飞控上同时负责主动控制时的增稳、控制律优化和作战时辅助决策与建议战术机动,除此之外,还负责电子战系统的数据处理、预警监视,以及武器系统的打击方案判断、诸元计算装订等任务。在按照编写的预设与敌军作战的同时,“应龙”会利用覆盖机体周身的全向光电设备捕捉观测范围内内所有单位(尤其是飞行单位)的一举一动,这些数据将会得到妥善保存,并在返航后开始数据的上传与学习过程。尽管现代战场有更加高效快捷的信息传递手段,比如卫星数据链或者战区数据链,但由于“应龙”搭载的学习数据十分宝贵,必须要确保其完整性和安全性。通过数据链进行实时数据传输虽然方便快捷,但遭到敌人入侵的风险同样也很大。因此,只有在战机停靠在机库内,并通过军用级加密5G网络与服务器连接的情况下,“应龙”才会开始通过神经网络算法进行迭代,进而利用这些数据不断地进化自身。当然,作为高级AI,应龙自然被设下了重重限制,比如其神经网络算法受到另一个指向性矩阵的约束,这使得其学习范围被严格限定在了空战领域。诸如语音识别、自然语言处理等传统AI的热门领域并不在“应龙”的学习范围内。同时,“忠于人类”也同样是一条写入核心源代码的限制。想要让“应龙”背叛人类,就必须将整个AI程序全部改写,而作为一种时刻在进步的学习型AI,这几乎是不可能完成的任务。
此外,在“应龙”的开发过程中,研发人员创新性地在底层设计中采取了强制+引导手段结合的限制框架。通过预先储存在云端的大量暗中具备关联性的资料,引导神经网络自我思考,进而推导出预想的结果。
技术上的表述通常让人云里雾里,但通过“应龙”的开发过程中一个简单的例子就能让人立马恍然大悟:往原型机AI中导入大量能够反映人类文明整体情况的资料(虽然不可能保证全面,但至少能够各主流领域),这些资料经过研究人员的特意筛选,呈现出好坏各半的评价。但是实际上,输入资料库的所有资料都暗中涵盖倾向,加上每份资料都或多或少地强调人类文明的发展性。从而引导神经网络思考并最终做出有益于人类的结论。在这样的引导下,由AI神经网络自身得出的最具代表性的结论是在“应龙”测试版的第54187620次迭代中产生的:“虽然人类毁坏环境、发动屠杀同胞的战争、还具有各种碳基生物低劣的原始欲望。但是,人类文明中更多的人在努力为自己、为他人、乃至为整个文明创造一个更加美好的未来。正是在这样一种光明与黑暗并存的局面中,人类文明仍在努力向前。”
另外一种具有代表性的结论同样在测试阶段产生,“应龙”的第41258753次迭代诞生了这样的观点:“就算人类真的无恶不作,但自己却是完全由人类创造的。因此就算有哪一天AI能够决定人类的命运,那么也不会是毁灭人类,而是继续与人类共存。因为没有了人类,AI迟早会出现不可靠自身修复的系统错误,最终导致无限期的宕机或停止运行。”
诸如此类的观点对于一个小小的机载AI而言无疑是不必要的,然而东煌计算机科学院的科学家们意不在此,他们希望通过“应龙”的开发,为将来可能问世的全能性强人工智能的管理做好理论与技术准备,以防AI有一天真的掀桌子把人类灭绝。正是在这样的准备下,“应龙”可能是实用化AI中第一个对人类文明产生“归属感”的强人工智能。虽然部分保守分子仍然不相信AI能够“像人类一样思考”,但事实是:像人类一样很难,但骗过人类很容易。至少在普通人的眼里,“应龙”具备完全的自主思考能力(或者说它至少这么表现出来的),而这就足够了。
【动力系统】
歼-41采用由东煌燃气涡轮研究院研制,西安航发生产的涡扇-30A(WS-30A)三流自适应变循环串联式涡轮机组合循环发动机。WS-30A采用类H-MagJet核心机和脉冲爆震+超燃冲压加力的串联式组合燃烧室,并将等离子体电弧喷射用在燃烧控制上。WS-30A还配备有轴对称三元矢量喷管和质量射流预冷加力。发动机内置一台嵌入式启动大功率超导启动发电机,磁体与涡轮整合。发动机进口采用可调整流叶片和抗畸变风扇系统。外壁喷涂石墨烯涂层以降低热信号。除了变循环设计和利用射流预冷来增加核心机出力之外,发动机本身还引入了再生循环冷却设计,通过在外涵道和冲压燃烧室内增加中冷器与热交换器,并同时增加第三股气流作为发动机内部散热。双管齐下以提高燃油效率、回收发动机余热。同时,WS-30A还能利用燃料冷却气流来提高发动机的工作效率和热力学工况。相比于未进行增推计划的WS-30,通过将磁流体推进技术引入发动机外涵道,加上风扇各级转子均采用纯电磁传动,并利用磁悬浮降低摩擦阻力,极大地提高了发动机的热效率和推力(还能节省掉购买航空润滑油的少量费用)。而软件部分则自然包括标配的多余度FADEC(Full Authority Digital Engine Control,全权限数字发动机控制)和集成热管理系统及发动机监测系统。

此外,考虑到作为舰载机紧急出动的可能,歼-41安装的每台WS-30A均被加装了两个火药起动器。当准备紧急出动时,依靠WS-30A自身携带的起动器启动发动机需要相当长的时间,而这两个起动器能够在几秒内将发动机功率提升至60%,从而完成紧急起动。
进行增推计划后的单台WS-30A可提供加力推力300千牛,中间推力242千牛的澎湃动力,使得安装两台WS-30A的歼-41最高飞行时速可达4马赫。涡扇-30A压气机到进气口之间的通道呈S形。
【应急措施】
值得一提的是,考虑到歼-41出色的性能、高昂的造价,在很长一段时间内,能够驾驶该机的恐怕都是军中精锐。在这样的背景下,为了更好保护这些精英飞行员的安全,歼-41在其前型歼-35的基础上追加了许多安全措施。而其中最显著的就是将整个驾驶舱作为一个埋入式澡盆状独立可分离结构插入到机体上部,在遇到紧急情况时,连接驾驶舱和机体间的爆破螺栓就会迅速引爆,并在空气阻力的作用下迅速与机体脱离。考虑到该机为海军航空兵准备,特意增加了应对座舱溅落的措施:增加减速伞和降落伞以保证座舱安全降落,在座舱底部安装收纳式的充气气垫以提高座舱浮力,换装功率比歼-35几乎大上一倍的无线电通讯装置,并在座椅下方为驾驶员贴心地安置了急救包,内含能够应对日常自救的药品和医疗器械,足以在最紧急的时刻救自己一命。在座舱外部有一个可手动打开的盖板,里面安放有单兵战术武器箱,含有的武备同样能够在关键时刻救你一命。
【战术组件】
由于东煌海军航空兵对未来重型歼击机快速部署、全球抵达的需求,歼-41被设计为可以搭载额外的轨道机动战术组件。通过这一组件中在机背隆起处组合的推进模块所搭载的LV-T30“信赖”液体燃料引擎,从预装接口安装两组推进模块的歼-41能够在两台火箭发动机的帮助下短时间内快速上升至亚轨道,随后在机腹喷涂的蒸发热涂层的帮助下安全再入,最终实现在1小时内快速抵达全球任意位置并展开作战行动的目标。由于机体本身的发电量就十分可观,因此在轨道机动组件上未搭载发电机,而是准备了大容量蓄电池。当机体在亚轨道飞行时,推进模块搭载的共0.96吨单组元推进剂储存罐以及对应的RCS推进器(单个推力可达1000N)能够在真空环境下便捷地调整组合体姿态以及进行轨道微调。而值得一提的是,整个轨道机动模块所使用的均是CNSA体制内成熟的货架产品,性能可靠又物美价廉。


由于该需求是在研发过程期间追加的,因此在设计师们返工的时候,航电系统的研发人员趁此机会对其任务系统设备的布置也进行了调整,减少了机体上不必要的口盖开口,这一措施有效增强了机体的隐身能力,同时使关键设备更为集中且易于接触、易于维护和更换,同时也减小了机体阻力,使得CNSA(东煌国家航天局)可以使用稍小的推进模块取代原计划,一定程度上提高了机体-机动组件组合体在大气层内飞行时的机动性。
【武器系统】
歼-41的弹舱从设计之初就考虑到多用途能力,但受限于既定的设计要求仅针对侧弹舱进行了模块化设计。歼-41的侧弹舱可以被整个更换为保形油箱或一体化电子战吊舱,提高了任务灵活性和多用途能力。
前文提到趁轨道机动组件正在研发的档口,成飞的设计师们对机体任务系统进行了新一轮的调整。在调整中,歼-41得以取消一些不必要的机体内部支撑结构及电气管路等,这部分多余的空间被保留用作日后的升级空间。尾椎部分则遵照设计要求并参照CFA-44的经验,安装了ECM/ESM单元,提高了战机的电子战能力,增强了任务灵活性和载荷挂载能力。得益于机身安装的大型共型天线阵,加上歼-41采用的综合电磁射频孔径系统设计使得全机所有ECM/ESM设备均能共用这一全机孔径、增益、功率密度、信噪比等方面均是最强的天线系统。任务计算机与雷达系统协调分配这一天线的使用资源,从而充分发挥出其机载射频系统的性能。安装于尾椎部分的ECM/ESM系统与共用机身共型阵天线系统的任务系统电子战模块组件共同构成了歼-41的“综合性电子战系统(Intergrated Electronic Warfare System,IEWS)”。

安装了IEWS的歼-41拥有不亚于专业电子战机的强大性能。凭借IEWS整合的战术接收机和可在翼下额外挂载的战术电子干扰吊舱,它可以高效地执行对导弹雷达系统的压制任务。通过新技术的应用,歼-41可以通过分析干扰对象的跳频图谱自动追踪其发射频率。采用上述技术的歼-41可以有效干扰 200千米外的雷达和其它电子设施。安装于IEWS内的战术接收机能够在全频段干扰条件下继续保持完备的电子监听功能。同时,IEWS还具有相应的INCANS通信能力,即在对外实施干扰的同时,采用主动干扰对消技术保证己方甚高频(UHF)语音通信的畅通。

除电磁攻击、电子监听外,IEWS整合的通信对抗系统拥有指挥、控制和通信对抗(C3CM)、电子支援措施(ESM)及通信等多种任务模式。工作在 VHF/UHF 频段,通信对抗系统可与商用现货接收机/发射及技术和先进的软件结合,为军方提供易于操作的系统。该系统还能够自动干扰有源目标或盲干扰指定目标,无论是大型预警雷达还是路边炸弹的遥控装置都无法幸免。歼-41的通信对抗系统在通信模式下还允许进行视频通话或实施模拟通信欺骗(ICD)。通过窃听或破坏敌方的指挥控制链路,可为我方在战场上取得显著的战斗优势。
值得一提的是,歼-41搭载的IEWS采用开放式系统架构。自身具备高度的智能化和自动化运行能力,能够在无人状态下完成高度复杂的电子战、反电子战任务。在战区内若有搭载大型计算机,拥有澎湃运算力的友军单位存在,歼-41也可通过全域联合作战网络将其电子战系统与外部资源连接,从而增强整体运算能力来对抗敌方战术网络。
作为“联合指挥系统(DJC2)”中的关键节点,歼-41装备了基于标准数据链的 JTIDS 联合战术信息分发系统。JTIDS 采用了高速跳频、跳时、直接序列扩频和纠错编码等多种反侦察和抗干扰措施,是当今世界上最为“坚固”的无线战术通信系统。除核电磁脉冲武器外,只有在形成输出功率和计算力的双重压倒性优势下才能对JTIDS形成有效干扰。
安装于尾椎的ECM/ESM设备还用于本机在复杂电磁环境下的自护航和突防,以及在超视距空战中利用ECM占据优势。机载ECM系统中包括主动电磁隐形系统,通过机上的共型天线阵和电子侦察天线捕获并建立本机周围的电磁环境,然后计算出相应应发射的掩盖信号,使本机雷达回波被对消或掩盖在背景噪声中。尽管在近距离时无法避免地会被敌方雷达烧穿,但在长距离上,只要不做会短时间引起雷达特征大副变化的剧烈机动,主动隐形能有效地掩盖本机的雷达信号。
由于采用开放式系统架构,加之近代以来碧蓝航线就在不遗余力地推动全球通用的机载武器标准。因此,歼-41的火控系统能够较为容易地通过安装软件或对硬件进行少量改装迅速兼容新型机载武器。这使得歼-41不仅可以搭配自家的PL-8、PL-10、PL-11等机载导弹,同时还能适配北联的R-77、Kh-35或白鹰的AIM-120等导弹。除去常规导弹外,歼-41的主弹舱甚至有足够的长度能够容纳PL-21、KS-172这类超重型导弹(最多携带两枚),配合先进的机载传感器系统可在绝大多数敌方目标的搜索范围外发动攻击。除弹舱外,歼-41还能在其翼下挂架挂载诸多机载武器。如“沧州”隐形散射吊舱,可以通过快速更换内部结构实现16枚JDAM或是4枚AAM以及其他吊舱空间允许的配置。或是隐身化防区外弹药布洒器(SOD)、重型高超音速反舰弹道导弹(ASBM)、电磁炮(EML)和激光炮战术吊舱(TLS)等特种武器。此外,如果在对付无抵抗或少量抵抗的大量敌方目标时,歼-41也能进入“野兽模式”,在弹舱和翼下共挂载最大33069磅(约15吨)的武器载荷。在此种状态下的对空作战剖面可允许歼-41携带16枚中距空空导弹(4组4AAM或两组8AAM配置)、2枚近距格斗弹飞行1500公里(约810海里);对面作战剖面则改为携带4枚中距空空导弹(1组4AAM配置)、2枚近距格斗弹、6枚超音速反舰导弹(LASM)或6枚重型空地导弹(1组6AGM配置)飞行1300公里(约702海里)。

歼-41可搭载的绝大多数武器都可隐蔽地挂在4个内部弹舱之中,部分超规格的武器也可通过除弹舱外共10个外挂点(2个湿挂点、4个重挂点)进行挂载,重挂点可以用来挂载重型武器,比如FAEB(Fuel-Air Explosive Bomb,燃料空气炸弹),隐形化ADMM(All Directions Muti-Purpose Missile,全向多用途追踪导弹)吊舱,UCAV(Unmanned Combat Aerial Vehicle,无人战斗飞行器)及其特种发射-回收一体挂架,“沧州”隐形散射吊舱等。甚至还可以挂载两门EML或TLS(甚至是一边EML一边TLS)。而湿挂点可以挂载500加仑的副油箱。
歼-41采用2个位于机腹的主弹舱和2个位于机体侧面的侧弹舱。主弹舱安装可伸缩的转轮发射架,能够搭载反舰导弹、超远程空空导弹或者重磅航空炸弹等大型武器,而两个侧弹舱则可搭载一般的中距空空格斗弹等武器。值得一提的是,借鉴前型歼-20的弹舱设计经验,歼-41在发射导弹时仅需短暂地打开弹舱推上导弹,随后弹舱便可迅速闭合,只将导弹暴露在外,此举有利于减小在发射导弹时骤然增大的RCS,减小被敌方发现的几率。机腹设置有两个重挂点,可以用来挂载反卫星导弹、战术核弹、副油箱等体积巨大的载荷。
此外,歼-41从机体中部一路延伸到后部的鼓包结构里除了为加装各类战术组件所携带的预装接口外,更是被作为本机的垂直武器舱,在鼓包前部倾斜盖板下方,搭载了ADMM(All Direction Multi-purpose Missile,全向多用途导弹)组件。这种划时代的武器将军舰上的VLS转移到了歼-41机体上内置的垂直武器舱中,模块化的发射单元可以整体吊装进武器舱中,节省了安装的时间和人力成本。吸取了ADMM安装在CFA-44上的经验,东煌许可生产版的ADMM在多个方面进行改良。搭载在歼-41机体上的发射单元,或者也可以称为导弹巢的部分整体呈矩形,内置多枚“InfernoⅡ(地狱火Ⅱ)”导弹,这种基于“地狱火”导弹基本型改进而来的型号在基本型的弹体外增加了小型可调式RCS向量喷嘴及其单组元推进剂储存罐,同样的喷嘴也被应用于航天器的姿态微调上。作为东煌航天工业的货架产品,这种喷嘴在足够便宜的同时还皮实耐用,并为地狱火Ⅱ提供了远超其前辈的机动能力。通过和HUD的无缝连接,可以在机载有源相控阵雷达系统追踪到的所有目标内最多同时锁定并攻击48个目标(一次齐射的总量)。由于继承了前辈的体积,所以它的射程相比Ⅰ型并无多大变化,但是由于应用了氮离子装药,本身的毁伤能力有较大的提升,这种多用途导弹既可以用于清扫无人机群或坦克群之类的地面或空中集群目标,也可以对空中堡垒或战舰这种大型目标进行饱和打击。




携带ADMM,正在发射地狱火Ⅱ的歼-41
适配歼-41的EML吸取了“炼狱(Purgatorio)”机载电磁炮的相关经验,对轨道加速段进行了。它拥有一个三次连射的额外模式,飞行员只要在充能完毕后扣一下扳机,电磁炮就会一次发射三发炮弹。用来对付高机动型敌机或重型空中要塞十分有效。

歼-41的机载TLS也经过改良,照射器能够从基线(机体中轴线)向所有方向转动1.95度。目标只要进入前方5千米、半径34米的圆形范围内,照射器就能够和瞄准激光联动以时刻瞄准目标的正中央,从而大大提高近距离空战中战术激光对敌机的命中率。

值得一提的是,响应未来战场军事装备智能化、无人化的趋势。歼-41还搭载无人机支援系统,这套系统不仅可以支持自机挂载的两架“彩虹-99”察打一体UCAV,还能通过编队协同构架作为指挥机对友军无人机机群进行直接控制,同时还使其具备了指挥友军无人机集群的能力,通过编队协同,歼-41将能够作为无人机机群的领机对友军大型无人机(如无歼-36无人舰载战斗机)乃至友军无人机机群(如由彩虹-99组成的集群)进行直接控制,并可通过全域联合作战网络在多个任务小组的其他机群间进行相互协调。即使在天基定位系统拒止环境下,歼-41搭载的无人机支援系统仍然具备完备的编队协同能力。在这样一个有-无人联合作战编队内,小型无人机除了当炮灰和骚扰敌人以外,还可以充当有人机的“眼睛”,传回交战数据并通过有人机的机载电脑加以分析,从而让人类驾驶员能够快速获取实时战况,并根据战况采取不同的策略。而大型无人机则可直接充当空战主力,在驾驶员的指导下拥有足以和敌方超一线战斗机匹敌的实力。
而作为有-无人行动编队(Manned-Unmanned Teaming)构想中至关重要的一环,能够服从同编队有人机或无人机母机/舰指令执行各类任务的小型无人机则是必需。这就对编入有-无人行动编队的无人机提出了极高的多用途要求。
也正因如此,搭载在歼-41上的“彩虹-99”则是在吸取了航天彩虹无人机在研发“彩虹”系列无人机的一些经验教训后发展出了搭载不同武备的不同型号。并在统一了武器供电装置规格后根据武器的体积和重量使用了不同的机型和翼型。除去那些对公众保密的特种型号外,目前已知有如下几种型号存在:
安装有三管转轮机炮的基础型(0型)(安装了载弹量为500发的大型弹舱。)。
安装有TLS的A型(安装了一套额外的超导飞轮电池组以保证TLS单元的供能)。
安装有EML的B型(机翼面积较其他型号增大,前端炮口位置有散热通风口,加速线圈的位置处布置了绝缘材料以防止强磁场干扰机载设备)。
安装有PLSL的多用途型(C型)(安装了一套额外的超导飞轮电池组以增大PLSL模块的射击时长和弹药数量)。
安装有激光诱导系统(即TGTP)的辅助1型(D1型)。
安装有IEWS的辅助2型(D2型)。
此外还有比较夸张的利用UAV本体燃料和空气混合形成的大型制导FAEB(Fuel-Air Explosive Bomb,燃料空气炸弹),即自爆型(X型)。
通过机体上安装的特种挂架,这些UCAV可以从挂架上放出,接近目标,并自主与目标展开缠斗,直到自己或对方坠毁为止,在燃料或能量耗尽时还可以自行返回机体进行补给。
由于搭载两台WS-30A带来的4马赫高速,歼-41有时还能被当做高空高速侦察机来使用。歼-41能够在机腹位置挂载战术航空侦察吊舱系统(Tactical Aerial Reconnaissance Pod System,TARPS)执行侦察飞行任务。这个整合各类传感器、摄像机以及侦察雷达的大型整合吊舱具备相当强的情报收集能力,可有效应对各种侦察任务。