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导读: [img]http://img6.itiexue.net/1233/12337314.jpg[/img] 2010年底是中国军迷的好日子啊。不仅四代现身成飞的跑道上,国安似乎也眼开眼闭了。其实这样的大好事何必遮着掩着?外观上能看出来的密根本就不是密。 但迷雾逐渐拨开了 这是成飞献给中国人民的成人礼 关于四代,国内外的传说也有好多年了。开始的时候,人们都是将信将疑。这也难怪,歼-10折腾了18年才终成正果,四代在西方也是顶级技术,中国航空技术已经那么先进了吗?人们的怀疑是可以理解的,中国航空的


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2010年底是中国军迷的好日子啊。不仅四代现身成飞的跑道上,国安似乎也眼开眼闭了。其实这样的大好事何必遮着掩着?外观上能看出来的密根本就不是密。


但迷雾逐渐拨开了

这是成飞献给中国人民的成人礼

关于四代,国内外的传说也有好多年了。开始的时候,人们都是将信将疑。这也难怪,歼-10折腾了18年才终成正果,四代在西方也是顶级技术,中国航空技术已经那么先进了吗?人们的怀疑是可以理解的,中国航空的飞速进步也是可以理解的。工程技术和科学发明不一样,不是靠灵机一动,而是靠扎实、持续的不断进步。绵阳的风洞群和中国自己研制的超级计算机提供了客观条件,歼-10训练了一支精干的队伍,枭龙和一系列项目不仅练手,而且可以渐进地尝试新技术、新材料、新概念。美国航空在40-50年代的爆炸性发展也是这样的,在战时建立了完整的科研、试验和生产体系,战后迅速研制了一系列飞机(包括研究性飞机),交替前进,大步快跑。中国航空已经进入质变,进入跨越式增长期,我在10年前就壮着胆子说过这话,当时没人相信。现在看来,没有蒙

错。

回到四代。快两年前,四代已经风传得沸沸扬扬,但四代的基本气动布局都还争不清楚。确实,F-22采用常规布局,YF-23也是V形尾翼的先进常规,F- 35依然是常规。俄罗斯的T-50还尤抱琵琶半遮面,后来也知道依然是常规布局。另一方面,沈飞对三翼面情有独钟,成飞在歼-10上对鸭式取得了很多经验,珠海航展上又冒出来一个前掠翼的“暗箭”,四代到底会是什么样子的呢?现在知道了,是鸭式。这既在意料之外,又在情理之中。我在DIY设计中国第四代战斗机里对几种气动布局作了比较,按照隐身、超巡、超机动、设计和工艺难度分别打分,然后加权综合,最后得出结论,四代最可能的气动布局依次为:鸭式〉常规〉先进常规〉三翼面〉前掠翼。在对隐身、超巡、超机动、设计和工艺难度加权调整后,可以作灵敏度分析,避免加权选取不当造成结果的偏差,,最后结论,不管空优为主,防空为主,空地兼优,技术有限,财力有限,或者数量优先,鸭式都是最优选择,常规紧随第二,三翼面只有在技术限制成为瓶颈的时候才跃居第三,否则是先进常规第三,前掠翼总是敬陪末座。看来在鸭式的问题上,又蒙对了。四代和F-22、T-50、米格I.42、YF-23的比较,谁能比出四代是抄袭的,那……该回娘肚子里去重新长一副眼睛了回到鸭式。鸭式对于超巡十分有利,对于超机动也同样有利。无尾三角翼有利于实现面积律,这是人们早已熟知的。另一方面,由于隐身的需要,机翼后缘不应该是平直的,机翼后缘都带有前掠可以在相同翼展情况下增加翼面积,降低翼载,并增加翼根长度,改善翼根受力情况,但这使得翼根后缘十分靠后,常规平尾的位置很难安排,F-22和T-50都只得在机翼后缘斜切一角,才能挤进平尾。由于平尾和重心的距离很近,力臂较短,只有用较大的平尾面积才能管用。T-50的平尾面积缩小,但如果力臂可以拉长的话,本来可以进一步缩小的。但采用鸭式布局的话,鸭翼在机翼前方,不和后延的翼根冲突,比较好解决。四代的鸭翼相对主翼的位置比歼-10进一步靠前,增大了力臂,增强了效用,所以较小的鸭翼就可以达到很大的作用。四代这样的远距耦合鸭翼的优点早已为人们所熟知,但为什么在战斗机上只有欧洲“台风”才使用呢?因为鸭翼可以有两个作用:配平和涡升力。远距耦合鸭翼有利于配平,但不利于产生涡升力。配平力矩强有利于加速改变机头指向,涡升力强有利于稳定盘旋

,两者各有各的用处,但通过鸭翼的位置很难兼顾两者要求。另一方面就是飞行员的世界,远距耦合鸭翼常常遮挡了飞行员侧下方的世界,十分不利于空战格斗,欧洲“台风”就有这个问题。但四代的长度很长,鸭翼在飞行员肩膀后的进气口上唇,对空战视界的影响很小,那个角度就是不看到鸭翼,看到的也是机翼。

根据测算,四代的机身长度达到21.30米,比F-22的18.92米和T-50的20.40米都要长,和米格I.42的21.60米差不多。四代的进气口在机身两侧,机体本身较宽大,而极为喷口是紧密并排的,所以可以肯定四代的进气道有相当程度的弯曲。加上DSI的有限遮挡,发动机正面不暴露在直射雷达之下是可以肯定的。四代机身为什么那么长现在还不清楚,有几个猜想:

1、 机内武器舱布置的需要

2、 进气道设计需要

3、 翼面积和远距耦合鸭翼的需要

现在还不清楚四代的机内武器舱的大小和分布,但有了那么长达的机体,机内武器舱的间应该比较充裕。F-22也是弯曲进气道,但F-22的总厂要短很多,这可能是因为美国的进气道设计水平和发动机长度的关系,也可能是F-22采用固定进气道,而四代采用可调进气道。比较进气口之间的间距,再比较发动机喷口之间的间距,不难看出,四代采用了弯曲进气道,弯曲进气道天然提供了机内武器舱的空间,只是还不清楚四代的机内武器舱的具体布置方式四代采用了DSI,用三维复杂曲面的鼓包把进气中的附面层迎面剖开,然后用压力梯度顶到进气口的两角泄放。不过四代的DSI有三个特别的地方,一是不对称,鼓包的位置偏上,而不像常规DSI的对称设计,这可能是照片不清晰造成的错觉;二是进气口侧唇口带有后掠,这是世界上已知DSI中绝无仅有的;三是四代的进气口是可调的,这也是第五代(是不是四代该改称五代了?要不这也太别扭了)战斗机中唯一采用可调进气口的。

成飞一定是世界上DSI经验最丰富的飞机公司了,一口气设计了三架DSI战斗机:枭龙04、歼-10B、四代。相比之下,洛克希德-马丁只有F-35,研究机不能算。成飞在四代上采用这样特别的DSI,是有道理的。进气口设计需要做3件事情:

1、 分离附面层,保证干净气流进入进气道

2、 在大迎角下也保证正常进气

3、 在超音速飞行时把进气气流减速到亚音速,并增加压力,也就是所谓的总压恢复四代DSI恰好在这三个方面都用最小的折衷做到了。DSI本来就是用来分离附面层的,DSI的附面层分离效果好,阻力小,总压恢复好,但DSI只能对一个有限的速度范围优化,很难做到对很大的速度范围都高度有效。另外,DSI的鼓包设计本来就相当复杂,需要考虑三维流场和压力分布。为了隐身,四代的机头是菱形截面,进气口是像V形一样向两侧倾斜,在大迎角下流场更加复杂。为了改善大迎角下进气口对空气的“捕捉”效果,进气口像F-15一样带一点后掠。为了不给DSI设计带来太大的困扰,后掠没有F-15那么大。但V形机头下半部的前机身预压缩能力不足了进气口后掠不足的缺憾。另外,正因为进气口后掠,下唇位置靠后,所以鼓包位置偏上,和鼓包剖开造成两撇“胡须”

的下一半的位置正好对上。四代是世界上第一个采用可调进气口的隐身战斗机,也是第一个把DSI和可调进气口结合起来的战斗机



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关于四代,有太多的东西都不知道,连飞机型号都不知道。有人根据机号2001认为四代为歼-20,歼-11之后还没有多少正式的型号,一下子跳到20 有点突兀,但也并非不可能。四代对歼-10是一个飞跃,用歼-20强调这个飞跃不是不可以。另外,歼-20在数字上和F-22比较接近,在心理上容易形成和F-22是同一代战斗机的印象,事实上四代也确实是瞄准F-22的。四代的发动机、飞控、火控、座舱、通信/数据链、武器,还有基本的重量、载油量、载弹量、翼展、翼面积,这些数据都不知道,现在能看到的只是地面的角度,飞起来后会能看到更多的东西。还有一些看到了也不清楚的东西,如机翼下两对鼓包,这可能是控制面的作动器,但作动器的整流罩用不了那么大,更用不了那

么长,可能这里面包含电子对抗设备,或者是非隐身出击时的外挂挂架。

事实上,现在展示的就是技术验证机也说不定,离最终的量产战斗机有距离也不奇怪。值得注意的是,四代应该是隐身、超巡、超机动的有机结合。现在还不清楚四代在这些关键性能上达到了什么样的水平,但可以确定的是,四代的隐身应该达到了相当高的水平。四代是美国之外世界上第一个采用整体式座舱盖的战斗机。整体式座舱盖在技术上要求相当高,不仅要有足够的强度承受气动压力和鸟撞,还要保证足够的透明度和无光学畸变,否则飞行员像老鹰一样锐利的视力就像戴上了地摊上的廉价塑料眼镜一样,在空战中要错失战机。采用整体式座舱盖可以改善飞行员的视界,但整体式风挡(如歼-10)或者框架式座舱盖(如F-35)的视界在实用中和整体式座舱盖没有原则性的差别,采用整体式座舱盖的最大理由是消除风挡框架造成的雷达反射。隐身是一个系统工程,当隐身处理已经需要用整体式座舱盖的时候,全机隐身的水平已经达到了不采用整体式座舱盖就会实质性地影响全机隐身的程度了。换句话说,整体式风挡或者框架式座舱盖的雷达反射特征已经和全机其余部分的雷达反射特征可以相提并论了。这是很高的水平了。F-35、F-18E都没有采用整体式座舱盖,

成飞是造歼-7开始的,几十年来,风挡是陈旧的多框式,在航空工业整体稚嫩时,整体风挡还是根本顾不上的奢侈

歼-10进了一大步,采用整体风挡;四代跳上有一个台阶,采用整体式座舱盖;这里面所代表的不仅仅是一个技术细节,也是中国航空整体水平的飞跃

四代是中国航空冲击世界最高水平的尝试。短短20年前,中国航空连整体式风挡都无力制造。20年后,中国最先进的战斗机已经到了需要整体式座舱盖才能维持全机隐身。这是非常了不起的进步。西方称F-35为袖珍F-22,成T-50为“猛禽斯基”。现在四代出现了,世界上肯定还有人要把四代和西方或者俄罗斯已有的战斗机联系起来,但只要对航空有一丝一毫理解的人,怕也难说四代抄袭F-22。四代的隐身设计上显然采用了从F-22开始的设计原则,但四代和F- 22的相像不超过范冰冰和芙蓉姐姐的相像。四代和F-22四代不光对中国航空是一个里程碑,对世界航空也如此,四代对美国、俄罗斯、欧洲、日本、韩国、印度甚至台海的影响都可以大书特书,但这是另外一个话题了。



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