Thiết kế độc đáo nhất.
Bố cục nào mới thực sự tối ưu cho chiến đấu cơ trên tàu sân bay? Câu hỏi này thực tế vẫn chưa có lời giải đáp thống nhất.
Không ít người đam mê quân sự và các chuyên gia đặc biệt ưa chuộng mẫu F-14 Tomcat của thập niên 70. Nó sử dụng thiết kế cánh cụp cánh xòe (cánh biến hình) nhằm tối ưu hóa hiệu suất ở cả dải tốc độ cao và tốc độ thấp. Tuy nhiên, cái giá phải trả cho cơ cấu cánh biến hình là trọng lượng khung thân quá lớn, cùng với chi phí bảo trì đắt đỏ, dẫn đến việc nó dần bị đào thải.
Các thế hệ chiến đấu cơ hạm tải mới hiện nay như F-35 thường sử dụng bố cục truyền thống, trong khi các dòng chiến đấu cơ thế hệ 4.5 lại ưa chuộng thiết kế cánh mũi (canard). Do đó, quan điểm cho rằng bố cục cánh mũi không phù hợp để vận hành trên tàu sân bay là không hoàn toàn chính xác.
Trong các loại bố cục, cánh biến hình là đặc biệt nhất. F-14 Tomcat, MiG-23, MiG-27, máy bay ném bom Tornado hay F-111 đều lựa chọn thiết kế này. Thậm chí, F-111 từng được cân nhắc để triển khai trên tàu sân bay.
Cánh xuôi sau mang lại lợi thế lớn khi bay ở tốc độ cao, nhưng lại đánh mất đặc tính tốc độ thấp ưu việt của cánh thẳng. Vì vậy, các kỹ sư thiết kế đã nảy ra ý tưởng thay đổi góc quét của cánh trong các giai đoạn bay khác nhau, tức là thay đổi góc xuôi sau ngay trong quá trình bay để giải quyết mâu thuẫn giữa tốc độ cao và tốc độ thấp. Đây chính là thiết kế cánh biến hình.
Công nghệ này thực chất là "công nghệ đen" của Đức Quốc xã. Vào giai đoạn cuối Thế chiến II, Đức đã thiết kế một mẫu máy bay cánh biến hình, dù chưa hoàn thành bay thử nghiệm nhưng đã trải qua các cuộc thử nghiệm trên mặt đất.
Sau chiến tranh, Mỹ đã thu thập được không ít công nghệ tiên tiến từ Đức, bao gồm cả kỹ thuật cánh biến hình. Năm 1949, Công ty Bell tiếp nhận kế hoạch của NACA để thiết kế mẫu máy bay nghiên cứu X-5, thực hiện chuyến bay đầu tiên vào năm 1951. Gần như cùng thời điểm, Công ty Grumman cũng nghiên cứu chế tạo mẫu XF10F-1 cho Hải quân Mỹ, bay thử nghiệm vào năm 1952.
X-5 và XF10F-1 được coi là hai mẫu máy bay cánh biến hình đầu tiên trên thế giới. Ngoài việc thay đổi góc quét, chúng còn di chuyển vị trí cánh để giải quyết sự thay đổi tâm khí động học do góc xuôi sau gây ra, vốn có thể làm mất ổn định dọc của máy bay. Các chuyến bay thử nghiệm đã chứng minh rằng máy bay cánh biến hình hoàn toàn khả thi về mặt kết cấu và vận hành, giúp cải thiện đáng kể hiệu suất ở cả dải tốc độ thấp và cao.
Mẫu máy bay cánh biến hình đầu tiên được đưa vào sản xuất hàng loạt là tiêm kích bom F-111A. Dòng máy bay này có hiệu suất rất ấn tượng, với hơn 500 chiếc được sản xuất, đặc biệt là khả năng đột phá phòng không ở tầm thấp cực kỳ mạnh mẽ.
Đến năm 1967, Công ty Grumman chính thức đề xuất phương án F-14 với Hải quân Mỹ và nhận được sự ưu ái. Năm 1970, mẫu chiến đấu cơ thế hệ thứ ba với tính năng ưu việt và nổi tiếng thế giới này đã bay thử nghiệm thành công.
Ngành hàng không Trung Quốc cũng bắt đầu nghiên cứu về bố cục cánh biến hình từ những năm 60, tiêu biểu là dự án cường kích cánh biến hình "Cường-6".
Tất nhiên, ưu điểm của thiết kế cánh biến hình rất hấp dẫn đối với Không quân Trung Quốc, bởi thông qua việc thay đổi góc quét, máy bay có thể đạt được lực nâng tối ưu tại mép trước cánh ở cả tốc độ thấp và cao. Cánh xuôi sau tuy giảm được lực cản nhưng lại tồn tại nhược điểm là lực nâng mép trước không đủ. Góc xuôi sau càng lớn, hệ số lực nâng càng thấp, khiến các chỉ tiêu về cất hạ cánh và giới hạn tốc độ không lý tưởng. Trong khi đó, cánh biến hình cho phép sử dụng góc xuôi sau nhỏ khi cất hạ cánh và bay tốc độ thấp để tăng lực nâng, đồng thời sử dụng góc xuôi sau lớn khi bay ở tốc độ cận âm cao và siêu âm để cải thiện khả năng gia tốc và tốc độ bay.
Tuy nhiên, đối với ngành công nghiệp hàng không Trung Quốc thời bấy giờ, độ khó kỹ thuật của cánh biến hình là quá lớn, bởi thiết kế phức tạp và việc điều khiển cũng vô cùng rắc rối.
Mặc dù có thể tham khảo từ mẫu MiG-23 thu được từ nước ngoài, nhưng việc tự thiết kế và chế tạo vẫn là một thách thức cực kỳ lớn.
Vì vậy, sau khi các thiết kế mới như bố cục cánh mũi, thiết kế biên độ lớn và kỹ thuật tích hợp cánh-thân xuất hiện và được ứng dụng, loại cánh biến hình này dần bị loại bỏ.
Ngay cả trong lĩnh vực máy bay ném bom chiến lược, với sự xuất hiện của máy bay ném bom tàng hình kiểu cánh bay (flying wing), các mẫu máy bay ném bom chiến lược siêu âm cánh biến hình cũng trở thành sản phẩm lỗi thời.
Viện 611 luôn kiên trì phát triển bố cục cánh mũi, điểm này khác biệt so với các đơn vị khác trong nước. Trên con đường phát triển bố cục cánh mũi, Viện 611 cuối cùng đã đạt được thành công vang dội, trở thành đơn vị hàng đầu thế giới khi áp dụng thành công bố cục này cho máy bay thế hệ thứ tư, một thành tựu hiếm có.
Tính năng của tiêm kích J-20 đương nhiên vô cùng ưu việt, có thể khẳng định là vượt xa tiêm kích F-22. Điều này có được là nhờ sự xuất hiện của Lâm Bằng, người đã giúp động cơ WS-15 trở nên hoàn thiện với hiệu suất vượt trội, lực đẩy tăng cường đạt tới 18 tấn. Thông số này thậm chí còn cao hơn cả động cơ F119 trên F-22, hơn nữa nó còn sở hữu công nghệ kiểm soát vector lực đẩy toàn hướng, vượt xa khả năng của F-22. Dù xét về cấu hình khí động học, hệ thống động lực hay hệ thống điện tử hàng không, tiêm kích J-20 đều nắm giữ lợi thế của kẻ đi sau, việc vượt qua F-22 là điều tất yếu.
Chính vì vậy, phía Mỹ cũng đang bắt tay nghiên cứu thế hệ chiến đấu cơ mới, sự xuất hiện của tiêm kích thế hệ thứ năm chỉ là vấn đề thời gian. Lần trước, Lâm Bằng thu được dữ liệu kỹ thuật của một loại chiến đấu cơ không xác định, chứng minh đó chính là nguyên mẫu thử nghiệm cho thế hệ thứ năm của Mỹ. Dù chưa phải là chiến đấu cơ thế hệ thứ năm hoàn chỉnh, nhưng nó là hình mẫu sơ khai, hơn nữa còn được trang bị động cơ WS-13 tiên tiến với tỷ lệ lực đẩy trên trọng lượng đạt mức 13.
Hiện tại, Lâm Bằng đã có được động cơ này và bắt đầu nghiên cứu chế tạo động cơ hàng không thế hệ mới cho Trung Quốc. Mặc dù ngành công nghiệp hàng không Trung Quốc đã có những đột phá trong lĩnh vực động cơ xung kích, nhưng vẫn chưa thể ứng dụng lên chiến đấu cơ do lực đẩy còn nhỏ, chủ yếu phục vụ cho các loại máy bay không gian trong tương lai.
Về việc liệu chiến đấu cơ thế hệ thứ năm có phải là máy bay không gian hay không, hiện tại vẫn chưa thể xác định.
Tuy nhiên, dù thế nào đi nữa, quyết tâm phát triển chiến đấu cơ tàng hình trên hạm của Hải quân Trung Quốc là điều chắc chắn. Còn về thời điểm xuất hiện của chiến đấu cơ thế hệ thứ năm, đó là câu chuyện của tương lai. Khi đã có chiến đấu cơ thế hệ thứ năm, chắc chắn các dòng máy bay trên hạm cũng sẽ phải phát triển theo một thế hệ mới.
Thế nhưng, các dòng máy bay tàng hình trên hạm hiện nay vẫn sẽ là lực lượng chủ lực trong tương lai, bởi lẽ chiến đấu cơ thế hệ thứ năm đòi hỏi chi phí cực kỳ đắt đỏ để đạt được bước nhảy vọt về chất, không thể trang bị đại trà.
Tổng công trình sư Dương Oai trình bày: "Chúng ta nghiên cứu phát hiện, trong phạm vi tốc độ cận âm, việc sử dụng thiết kế cánh mới không tạo ra sự khác biệt lớn về lực nâng và lực cản, nhưng sóng cản lại khác biệt hoàn toàn. Tận dụng đặc tính này, có thể đạt được hiệu suất bay tốc độ thấp ở tầng trung và thấp cực kỳ tốt! Đồng thời, hiệu suất bay ở tốc độ cao vẫn được giữ nguyên."
"Mặc dù việc này làm tăng thêm trọng lượng kết cấu cần thiết cho chiến đấu cơ trên hạm, khiến tính năng của máy bay mới có chút tổn thất, nhưng sự thiếu hụt này hoàn toàn có thể bù đắp bằng đặc tính khí động học ưu việt. Do đó, phương án của chúng tôi là một loại chiến đấu cơ tàng hình đa nhiệm trên hạm, có tầm bay xa, khả năng cất hạ cánh đường băng ngắn tốt và hiệu suất bay tốc độ thấp ở tầng trung và thấp vượt trội," Tổng công trình sư Dương Oai đầy tự tin khẳng định.
Quả thực, thiết kế này vô cùng độc đáo. Lúc này, sắc mặt của Tổng công trình sư Tôn cùng những người khác đều thay đổi. Họ vô cùng lo lắng nếu Viện 611 giành được dự án chiến đấu cơ trên hạm này, họ sẽ mất đi cơ hội cạnh tranh.