详细讲解J-20 F22 T50 和其他国家的“4代机”

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2009年11月,中国空军副司令何为荣在空军成立60周年之际接受的采访中,最早预告了中国四代“很快要”进行首飞。如今一年过去,空军副司令的预言如约兑现。在成都拍摄的新战斗机实拍图,网上如潮涌一般,从模糊进化到高清,引发了大陆军迷们海啸般的欢呼,引发了国际军事界的极大关注。

不过,对于歼-20来说,争议最大,非议最多,质疑最猛的,无疑就是其延续了歼-10的鸭翼布局。尽管这种布局具有升阻比大、气动控制强悍等优点,但大部分似懂非懂的“军事专家”都认为,这也要付出隐身能力下降的代价,甚至有人认为其难以隐身。事实确实如此么?我们将对此展开深度的剖析。

一、整体布局观察

首先观察整体布局。一,成飞四代延续了成飞代表性的鸭翼加切尖三角翼布局。二,鸭翼和主翼在一个平面上,上单翼,整机线条平直,没有多少曲线起伏,类似22;折线机身,菱形体,倾斜面等大量运用,非常明显的隐身特征。三,机身瘦长,进气口很靠前,发动机尾喷口则在全机最末端,两者中间有巨大的空间可以布置弹舱。正面看机身很窄,侧面看机身也不厚,肯定比22要薄,尾部两个发动机更是紧靠在一起。如果说22代表了四代机中的紧凑型设计,那么成飞四代比22更紧凑,其横截面的形状和面积已经接近了轻型的35。四,全机不是太大,有网友用飞机旁边的汽车对比测量,估计出机身长17米,考虑到透视法,估计长度在18米多,肯定不会超过20米。

综上,四代的整体感觉是大小适中,苗条,瘦长,尖锐,继承了歼10大后掠的鸭翼,主翼和垂尾。据现场卧艹党描述,用的最多的形容词也是“犀利,锋锐,苗条”等。附件里的几张全身图和还原线图也能很好的体现这一点。由此,本菜大胆推断,成飞四代的基本设计原则是两点,隐身和超巡。全机一切设计都围绕着对这两个性能的追求,所有的细节从这两个角度出发都不难解释。下文展开详述。 一,从整体到每一个细节,四代非常重视隐身。鸭翼,主翼,从机头到机尾贯穿全机身的折线,都是连续的,基本在一个平面上,机身上下表面也都非常平直,这是很明显的隐身设计,减少了不连续平面带来的雷达反射。大外倾,面积较小的垂尾和腹鳍,也是明显的隐身特征。机身两侧的进气口到尾部并列紧靠的尾喷口,说明进气道有明显S形设计,可有效阻挡发动机叶片的雷达反射,这比毛五那个浅S进气道好多了。甚至到座舱盖,也是和22一样的一块玻璃一体成型,没有了前风挡框架的反射。这样一个细节无疑强烈显示了成飞追求隐身性能的决心,至今可是只有22和四代采用这样的整体座舱盖啊。。。如此周到的隐身细节,加上较小的机身截面积,四代的RCS应该可以做到和22一个量级,考虑到较大的全动鸭翼可能带来一点不利影响,四代的雷达隐身能力也许略逊于22和35,但肯定比毛五那半吊子的隐身强多了。至于红外隐身,四代机身很苗条紧凑,机翼展弦比较小,全机湿表面积小,气动加热也小,飞机的气动加热红外特征应该是所有四代机里名列前茅的小。但是成飞四代尾喷口只是传统圆形,而22的扁平矩形喷口可以将热流压扁展平,以方便和周围的冷空气充分混合,尽量降低尾部红外特征。四代的尾部红外隐身肯定是不如22了,中国发动机本来就不够牛逼,四代也不敢像22那样用那种会牺牲一部分推力的扁平矩形喷口。这样总体来看,红外隐身上四代应该也是略逊于22和35,但比起毛子那个气动发热很大的机身加同样两个圆形尾喷口的设计来说,还是好的多。 二,成飞四代的气动设计极其重视超巡。超巡是四代机4S指标里的一个明确要求,本菜窃以为,其重要性甚至不亚于隐身。超巡的意义在于可以扩大战机航程,提高战机的反应速度、高速截击和突防能力,扩大本机发射导弹的射程,增加本机躲避敌机导弹的成功率等等。可以说,超巡、超音速性能,和隐身能力一样,是四代机有别于三代,三代半的最大特征。成飞四代,可以说极端重视超音速、超巡性能。这一点在2001年成飞原总师宋文骢的论文《一种小展弦比高升力飞机的气动布局研究》里已经可以看出端倪。该文中多次强调,四代机的设计重点追求超音速升阻特性,同时兼顾亚跨音速升阻特性,适宜采用小展弦比大后掠角机翼,“考虑到超声速巡航的要求,未来战斗机应当是细长的”等等,这些都和现在出现的成飞四代吻合。从照片上可以看出,四代的机头很窄,两侧的进气道也窄,比22的菱形进气道要小,更接近35的进气道。两台发动机紧紧并列,机身也窄,同时也没有22那么厚。总之,机身细长,横截面小,再加上大后掠的鸭翼主翼和垂尾,一切都是为了减小超音速阻力。

减小阻力的同时还要提高升力。那么鸭翼就来了。鸭翼面积较大,还带上反,估计鸭翼产生的脱体涡还是可以和带下反的主翼形成耦合,带来额外的升力。这样,尽管为了隐身,鸭翼和主翼只能在一个平面,但还是尽量发挥了鸭翼的增升作用。另外从那张机翼细节照片上看,主翼长度一直延伸到了靠近尾喷口末端,这样主翼面积较大,升力和翼载肯定优于歼十。另外,前机身也许还有小边条,但目前的模糊照片里看不出,不过在宋总的那篇论文里,是提到了综合鸭翼,边条和大三角翼的增升设计。这种种增升设计,也是为了重点提高超音速下的升力。总之,四代的气动外形,一切为了超音速下的减阻、增升。这样,在中国发动机不如米帝牛逼的条件下,本菜大胆预测,四代还是能拥有和22同级的超巡能力。

毛五那种扁胖的机身升力体设计,成飞显然是看不上的。这种升力体的亚跨音速升阻比较好,但是超音速下会有巨大的阻力。成飞的机身与22、35一样采用紧凑设计,并且结合小展弦比大后掠三角翼,这是比22、35的梯形大展弦比机翼更激进的重视超音速性能的设计。这是发动机不如人的一种弥补,也体现了成飞追求超巡的决心。

另外,成飞四代还用了DSI进气,本菜倾向认为这个DSI是不可调的,可调的就没有减重优势了。而且这个DSI的形状应该是针对超巡速度优化的。用这个DSI就是为了减重,进一步提高超巡性能。

三,在高机动性,大仰角能力,亚跨音速性能等方面,成飞也做到了兼顾。前文引用的宋总论文也提到了,四代机在追求高速性能的同时,在三代机的这几个主要指标上也得做到兼顾,还得拥有比三代更好的超机动性。成飞四代显然也是注意到这些的,其基本布局继承了歼10,而歼10就是一种机动性、敏捷性和大仰角能力非常突出的战机。比歼十上还大的鸭翼,以及进一步放宽静稳定度的飞控(宋总论文里提到将从三代的3%放宽到10%),再加上将来配套发动机成熟以后的矢推TVC,当然还有更大的推重比,这些都将赋予四代比歼十更高的灵活性和大仰角能力。本菜再次预测,四代将继承歼10的高速瞬盘角速度,配合离轴攻击能力的导弹,四代在近距格斗里攻防能力突出。而且四代的大仰角能力配合TVC,将拥有典型的过失速超机动性。不仅敏捷性灵活性比歼10更优,更能像22一样轻松做出种种不符合空气动力的恐怖动作。

四,成飞四代可能的局限性在于,机身细长,飞机较小,内油,载荷航程等恐怕会比较小。这大概是成飞在权衡各项指标要求以后不得不做出的牺牲。机身细,机翼薄,等等超音速减阻措施,再加上本就较小的体型,使得四代的内油肯定比22和毛五要少,航程也比它们要短。当然,毕竟是双发的大飞机,比起单反的歼十和35等应该还是会好得多。本菜预测其典型作战半径大概在1000千米左右,这样的能力对于中国空军来说基本足够了,再往外,中国的C4ISR及后勤保障等都跟不上了。另外四代这个大小也使得它比较适合上舰,对于航母来说,这样类似F18EF大小的飞机是最合适的。中国的四代机很可能不搞轻重搭配,而是一款中型机通吃,类似欧洲双风和米国海军的18,那么成飞四代这个大小和航程定位还是很合理的。对比其他几个下一代飞机,其实大家都有权衡。毛五强调了亚跨音速性能,大内油远航程,航程指标达到了5500千米,但代价是它的超音速升阻特性肯定好不了。22一样有权衡,最后还是选择了折中各方面的紧凑型机身,但仗着发动机牛逼,米帝权衡起来难度小点,不用搞得跟成飞四代一样细长。

五,各种机载设备和分系统,本菜就简略了,反正这些从照片上看不出来。雷达上AESA没问题,2008年,中国机载有源相控阵雷达-AESA试飞成功,这则新闻是可以查到的。发动机方面,配套的下一代重推正在研制中,同样有一条2005年的新闻可以查到,中国燃气轮机研究院完成中国首台高推比涡扇发动机的核心机首次点火。当然,这次试验可能只是先用了太行发动机,TVC看来也还没有,毕竟初期滑跑试验还不需要全状态的飞机。至于综合航电飞控座舱显控就不说了,只提一个,照片里看得出来的,座舱里有大型绿光衍射平显。

总结一下,成飞四代给本菜的最大感觉,就是非常突出追求两个主要性能,隐身和超巡,在此前提下尽量兼顾了其他性能,也继承发扬了成飞特色的高机动高敏捷。本菜看到四代的惊艳登场,还是非常鸡冻和惊喜的,尤其佩服成飞锐意进取和大胆创新的胆量。和上一代的歼10对比,成飞并没有保守继承,而是做了巨大的改变。而在对新指标的追求上,成飞态度积极甚至激进。这种追求甚至显示了中国军方对下一代空战样式的理解。那么,本菜觉得,相比22,成飞四代晚了20年,并且面临种种困难和条件限制,但是这个设计还是终于赶上了人家的水平,并且在理念上做到后来居上。再看毛五,因循守旧,进气口之前模仿22和su27,进气口之后照搬su27,在隐身,超巡等多个方面存在问题,不仅设计上不如成飞四代,更是在理念上落后了,毛子依旧陶醉在亚跨音速升力优化的传统里。

详细讲解J-20 F22 T50 和其他国家的“4代机”

详细讲解J-20 F22 T50 和其他国家的“4代机”

已确定将服役的三种第四代战机:F-22、F-35、T-50

F-22战斗机是美国洛克希德-马丁公司为美国空军研制的21世纪初主力重型制空战斗机,主要用于替换美国空军现役的F-15战斗机,在美国空军武器装备发展中占有最优先的地位。1990年原型机首飞,1997年样机首飞,已经于2005年服役,目前预定建造的180架已经全部交付空军,但美国空军希望能拥有380架,而最早的装备计划更是多达750架。

F-35是由洛-马公司设计的中型战斗机,目前正在试飞,预计2014年开始装备美国空军、海军和陆战队,其总体布局就像缩小版的F-22,但与F-22相比较为低端,隐身能力无法与F-22相媲美。为了兼容陆战队型号的垂直起降要求,不但不具备超音速巡航能力,甚至最大时速不过1.6马赫,是最近50年来的战斗机中最慢的,非常不利于空战。其设计目标和执行的任务70%是对地攻击,30%是制空任务。将成为美军以对地攻击为主的多用途战斗机,替代退役的第三代战机。此外还将作为惟一一款可购买的高端战机出口到美国的诸多盟国。

T-50是俄罗斯苏霍伊设计局刚刚推出的第四代战机,总体基础在大获成功的苏-27的基础上改进,2010年1月29日上午首飞。预计将在5-6年后装备俄罗斯和印度空军

二.气动特点和升力特性

歼-20采用了“鸭翼+边条翼+升力体”综合布局结构,把全动鸭翼、边条翼、升力体三者结合一起。

歼-20鸭翼的主要作用,和歼-10一样,是为了产生的脱体涡,对主翼上翼段形成有利干扰,改善主翼的升力特性和操控性能。不过歼-20的鸭翼还带有上反角,这是因为为了隐身,鸭翼和主翼根部只能设置在同一个平面上,因此、需要拉开一段距离,发挥鸭翼的增升作用。歼-20既具有菱形机头的菱线机头边条,在鸭翼后和主翼前还见缝插针安排了一段边条翼。

而美国F-22、F-35、俄国T-50都只有变形的、大小不等的边条翼,拥有完整的鸭翼和边条翼的歼-20,在全球已有的四代战斗机中,升力特性最好、升力系数最高。这意味着中国四代有着更短的起飞距离和更优秀的稳定盘旋能力。

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比F-22更先进的DSI进气口

DSI意为无分离板超音速进气口,Diverterless Supersonic Intake,首创者是美国F-35的研制承包商洛-马公司。它巧妙地采用一个经过流体力学计算设计得出的、形状复杂的三维鼓包,将边界层的呆滞气流层从中间一剖为二,引向进气口两侧的边角泄放,而不影响主要的“干净”气流层稳定地进入发动机。

这样,DSI 避免了F-22所使用的进气口边界层分离板,避免了前向隐身的一大隐患,而且还能对进气道形成一定程度的遮蔽,减轻了机身结构重量,一举多得。

之后成飞迅速于2006年在“枭龙”飞机的改进上也应用了这一先进的进气道技术,既而又在2008年运用到歼-10的改进上。和洛-马公司成为全球掌握并应用该技术的两家公司之一。

DSI进气口的局限性

不过DSI的鼓包尽管经过精心计算,但是不可调的。这意味着采用这种进气道的战机,尽管得到了减重、提高发动机效率的优势,但这种优势只能固定在某一速度范围,主要是高亚音速附近。也就是说它们的超音速性能受到了制约。

F-22使用传统的进气口边界层分离板,保证了较高的超音速飞行性能的需要。而DSI进气口一般只能适用于飞行速度比较低的战机,如F-35和“枭龙”。这两种飞机都是近50年来飞行速度最慢的战斗机,最高使用速度仅为1.6马赫。

歼-20采用了独创的“可调DSI进气道”

歼-20独创的“可调DSI进气口”,做出了新的创新,解决了DSI高速性能不佳的难题。歼-20进气口鼓包固定但是进气道侧面有可调挡板,可有效随速度变化改变进气量,从而达到从低到高各个主要速度段的优秀的进气控制能力,令发动机更为澎湃地工作,也将意味着更好的加速性、爬升率和超巡能力。同时可调挡板重量轻于传统的进气口边界层分离板,也不影响隐身性能。

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机身细长,横截面小

从照片上可以看出,歼-20的机头较窄,两侧的进气道也不宽,甚至对飞机座舱的高度也严加控制;虽机头正面同为菱形,歼-20却比F-22的肥大的正面要小不少。而且后机身两台发动机紧紧并列,整个机身细长,横截面小,弹舱和油舱则利用较长的机身在纵长方向安排。

机翼不宽,鸭翼弥补

在迎风阻力小的细长机身上,歼-20又配备了小翼展、较大后掠角的主翼,主翼面积明显偏小(因此而生的机翼单位载荷过大等问题,则靠鸭翼和边条所带来的增升效果来解决)。另外一个引人注意的设计是面积相对较小的全动V型尾,这也尽量减少正面迎风截面积的一个措施。

升力体机身,极致增升

瘦长、锋锐的机身,窄小的机翼;总之,该机的每一个主要气动外形设计,都为了超音速下的减阻增升——同时也在一定程度上减少正面雷达反射截面。歼-20的构型显然具有比F-22、T-50更小的超音速阻力,更佳的升力系数,在保证隐身的前提下将气动布局做到了极致。

歼-20的气动设计极其重视超音速性能

美国人仰持强大的发动机和长期领先他人的技术优势,一贯对气动设计不够上心、较为保守,傻大笨粗是美国空军主战战机自二战以来给人的一贯印象。短粗的F-22和和为了兼顾垂直起降更为肥硕的F-35就是典型。俄罗斯T-50的机身设计扁平而宽大,这种构型的亚跨音速升阻比较好,但是超音速下会有巨大的阻力。

成飞设计的歼-20机身令人容易想起米格-31、1.44甚至歼-8、苏-15这种追求速度的截击机造型,或者从某种意义来说,这就是成飞70年代所设计的2.6倍音速的歼9的重生。

它采取了略显激进的、重视超音速性能的设计。这是对发动机暂不如人的一种弥补(有乐观的估计认为,甚至只使用中国现有的“太行”发动机或者其改型,歼-20也能实现超巡),也体现了中国空军一以贯之的追求速度的决心(实际上,歼-10的高速性能就相当突出,具有截击机的特点)。

“令人纠结”的鸭翼?似懂非懂的“专家”?

对于歼-20来说,争议最大,非议最多,质疑最猛的,无疑就是延续了歼-10的鸭翼布局。尽管这种布局如上所述具有升阻比大,气动控制强悍等优点,但大部分似懂非懂的“军事专家”都认为,这也要付出隐身能力下降的代价。

从直观的感觉上来看,似乎确实如此,由于鸭翼安排在主翼之前,从正面看过去是一小块复杂的形状,又不像常规的水平尾翼一样能够为主翼所遮蔽,因此担心其成为雷达回波的主要反射目标是很自然的。因而广大军事迷、众多媒体也都纷纷人云亦云,认定中国歼-20的性能肯定不如F-22,甚至不如采用了“隐形鸭翼”的T-50。此言差矣!

实际上,在真正洞悉雷达隐身原理的人眼中,这根本就不是问题。一个好的隐身飞机要处理好上百个问题。所谓鸭翼问题,只不过是个极为普通的次要问题而已。要理解这一点,就必须了解雷达和隐身的原理。

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雷达眼中的物体特征和物体几何形状完全不同

雷达是靠接收己身发出的电磁波照射到目标上返回的回波来探测目标的,削弱雷达回波的强度和稳定性是隐身处理的入手关键。

理论上说,假如雷达电磁波恰好垂直照射到一块板上又直线返回,这是最理想的雷达工作模式,但实际上这样的机会微乎其微,照射到平面上的电磁波大部分会像光线照射到镜子上一样,按法线折射原则转向其它方向。

从雷达原理来说,雷达实际的反射信号中最强的部分,是当雷达波照射到飞机的、尖锐、缝隙、边缘等突出或凹陷(学名将其称为角形结构和凹腔结构)的外形不连续处时,经过两次反射产生的180度转向返回的反射信号,这种信号才是回波能量的主体。

也就是说,雷达电磁波所“注意到”的物体特征,和实际的物体几何特征差别是很大的。它对“尖锐”、“凹陷”的小构件很敏感,而对大块的平面相对很“无视”(除非恰好垂直)。

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从雷达波长看,鸭翼并非重点反射目标

至于何为“外形不连续、尖锐、缝隙”,则与对方雷达的波长量级有关。与雷达波长相近的物体,就是强反射目标。当雷达波束的波长接近于飞机的构件尺寸时,这些构件就像镜子一样,强烈的反射无线电波。而构件尺寸是雷达波长的两倍的时候,产生谐振效应,反射最强。

对于机载的的厘米波(电磁波长为厘米量级)雷达来说,“外形不连续处”指的主要是飞机上的各种舱门(起落架舱、弹舱、维修开口等)缝隙,天线基座,突起状物体等。

目前隐身飞机和半隐身飞机电磁处理的第一要务,就是处理这种效应,而其处理方式也较为简便——尽量简少外置天线、机身舱门即可。

美国海军的F/A-18从没有考虑隐身处理的A/B型,发展到考虑隐身设计的E/F型“超级大黄蜂”,尽管整体外观没有变化,正面雷达信号却下降了一个数量级。当然,更进一步的优化还包括将必不可少的缝隙、舱盖等边缘处理成锯齿状,以求雷达波能折射和散射到其它方向。

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凹腔结构反射最强

物件对不同的雷达有不同的反射特性

而对于地基远程警戒的米波(波长为米一级)雷达来说,鸭翼、机翼、尾翼等翼面的体量与其波长相近,都算是“外形不连续处”,这也就是米波雷达反隐身能力较强的原因。当然,米波雷达的精度较差,只能提供早期预警和方向指引。

从这个视角,控制翼面是在机翼前面(鸭翼)还是后面(常规水平尾翼),对厘米波雷达来说差别不大,因为翼面和波长差别较大,不属于最强的反射特征;对米波雷达而言差别也不大,因为都属于强反射特征,而由于照射角度问题(一般都是从下侧方入射),翼面无论在前还是在后都会被照射到。

鸭翼的作用

战机的鸭翼有两种,一种是不能操纵的老式鸭翼布局,一种是从80年代以来出现的、由数字化飞控系统操纵的可动鸭翼的战机。目前有欧洲的“台风”、法国的“阵风”、瑞典JAS-39和中国的歼-10等。

这些飞机的鸭翼能通过己身位置的变化对涡流进行主动控制,产生更强的操纵性能,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、有利于超音速空战。

鸭式布局和边条都是靠其引发的脱体涡流,对主机翼的翼面气流产生有利影响。它们仿佛汽车技术的“涡轮增压”,投资小,见效快,性能提高显著。而两者的主要问题都是由于使气动力中心大幅度前移,气动焦点产生变化。因此采取此类布局的飞机通常是纵向静不稳定(其实也是优点之一),需采用数字化的主动飞行控制系统来加以解决。

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中美俄第四代重型战斗机对比

三.隐身

按隐身原理的要求,我们从整体到细节逐一检视歼-20所采用的隐形措施。首先,整体表面平滑,毫无赘物,甚至到座舱盖,也是和F-22一样的一块玻璃一体成型,没有了前风挡框架的反射。这样一个细节无疑强烈显示了成飞追求隐身性能的决心。而发动机尾部,歼-20也和F-22一样,基本做到了完全遮蔽,与后半部几乎敞露的T-50完全不同。总之,在外形隐身上,歼-20与F-22采取的措施是完全等同的。

机身整体隐身设计明显

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首先,歼-20的菱形机头,斜侧而简洁、上下表面非常平直的机身,都是非常明显的隐身设计,这减少了不连续平面带来的雷达反射。机翼、鸭翼前后缘考虑了前后平行的折射考虑。而大外倾,面积较小的V尾和腹鳍,也是有效的隐身措施。

发动机进气道符合要求

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对于非常重要的发动机遮蔽上,首先DSI鼓包就是遮蔽措施,而从机身两侧的进气口到尾部并列紧靠的尾喷口,说明进气道有明显S形设计,可有效阻挡发动机叶片的雷达反射,这比T-50那个直筒状、仅有很少遮蔽的进气道效果有天壤之别。

开口严格遵循隐身标准

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而在同样重要的减少“外形不连续处”上,歼-20大大减少了维护口盖数目,明显可见的只有采用了锯齿形边缘的起落架舱。而且主起落架舱盖较大,这是一个将必不可少的起落架舱和检修窗口合二为一,减少开口的巧妙设计。

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需要注意的是,F-22 的 CARET 进气道的分离隔板恰好是一个标准的凹腔结构,对雷达的强反射远胜于所谓歼-20的鸭翼的影响。虽然可以用吸波涂料加以缓解,但仍是F-22 隐身的软肋。

目前出现的歼-20的颜色是绿灰色的,完全不同于三代机歼10、歼11,以及俄罗斯T-50出厂时的黄皮(金属防锈漆)机,而是复合材料和隐形材料的颜色,表明隐型涂料已经完全喷涂到位、并大量使用了复合材料。可以估计,单向透波雷达罩也将会成为歼-20的隐身措施。

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最终隐身值:无法获知的机密,但应与F-22处同一层级

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F-22大量使用复合材料

之前所列的种种看得见的隐身措施,可以将战机的雷达反射截面积(RCS)从10平方米以上降至1平方米的量级,但要进一步降低,就进入隐身涂料的比拼范围。根据美国空军内部资料披露的数据,F-22的正面RCS为0.1平方米,这些都仰赖隐身吸波涂料的贡献。

但是,对唯一不能量化评估的,也就正是歼-20的隐身涂料和复合材料的吸波效果究竟如何。对于隐身战机而言,这是不愿为外人所知的高度机密。而且,隐身涂料、隐身材料的敷设使用量,也与战机成本息息相关。如B-2为保证对地基米波警戒雷达也实现隐身,喷涂了厚厚的吸波涂层,整机单价也为此高达20亿美元。

在外形隐身措施和F-22毫无二致,RCS已经降至1平方米的前提下,歼-20在隐身涂料上或许会出于控制成本而减少用量,或许研制功底与美国尚有差异(但也应相去不远。中国对此也有30多年的跟踪研究)。

我们在此只能推测,歼-20的最终隐身效果,应与F-22处于同一量级。若F-22的RCS为0.1平方米,歼-20最佳应能达至0.3平方米,最差也不会大于0.6平方米。无论如何,都会远胜T-50的1-2平方米。

T-50 隐身缺陷

详细讲解J-20 F22 T50 和其他国家的“4代机”

详细讲解J-20 F22 T50 和其他国家的“4代机”

T-50由于气动布局照搬苏-27,难以设计出S型进气道,因此有着不小的隐身缺陷。

T-50气动计算机模拟分析图

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计算机模拟风洞图像

如图所示,边条与前缘的主要作用是拉出有益脱体涡流。而歼-20有更强的鸭翼。

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大迎角气动力分析

在大迎角下,尾翼被屏蔽,只能依靠脱体涡来实现气动控制,以及优化机翼气动特性。

气动特点

不论亚音速、跨音速、还是高音速状态下,歼-20的俯仰、侧滑、横滚、盘旋的能力和大迎角操控效率,也就是战斗过程中的“占位”、“抢位”能力,均超过T-50,远胜F-22,可以轻松做出种种不符合常规、超乎想象的恐怖动作。

在接敌过程中,歼-20的机头可以迅速指向敌机,加上未来配备的可大角度离轴发射的导弹,则可先敌发射,先敌脱离,优势不言而喻。

详细讲解J-20 F22 T50 和其他国家的“4代机”

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四,总体评价

融合全球多种优秀战机的精彩设计于一体

从目前已经曝光的照片分析,歼-20作为中国第四代重型战斗机,融合全球多种优秀战机的精彩设计于一体。这些技术包括:

美国F-22的菱形机头和整体式黄金镀膜舱盖(歼-20在此基础上进一步优化了升力体设计);美国F-35的DSI进气道改进型(歼-20采用可调式DSI进气道);中国歼10的鸭翼的改型(中国四代采用了上反鸭翼,与下反主翼等翼面配合,共生涡升效应);多种三代机(如美国F/A-18)采用的大边条及翼身一体设计的改型;俄罗斯T-50的全动垂尾、三维推力矢量(实为殊途同归);俄罗斯米格1.44的后机身设计(窄间距双发动机喷口,宽间距外倾双垂尾及腹鳍等——都属于超音速减阻措施)的改型等等。

详细讲解J-20 F22 T50 和其他国家的“4代机”

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全球战机气动设计的集大成者

综合就是创造,这些优秀设计经过消化吸收、经过综合、最终汇集到以高速为特点、隐身毫不逊色、机动性极为突出的歼-20之上,可以说,中国的第四代重型战斗机集全球优秀三代机和四代机的精粹于一体,是采用现有优秀技术最多、综合最为完善的机型,是目前全球战机气动设计的集大成者,可谓冠盖群芳。

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t50正、侧、尾视图

今天,在成都的机场上,我们已经看到了奋斗的初步成果,看到中国航空人追踪国际先进技术、自主创新取得的重大突破。正如在去年表示绝对不能相信中国能迅速造出四代机的加籍华裔军事观察家平可夫,也不得不客观的认为,这是相当成熟、有创造力的设计,相关研制企业是成功者,具备了真正的实力,“胜利者是不应该受到批评的”。

从时间看,自从1982年歼10立项到1998年歼10 试飞,从2004年歼10量产,到2010年中国第四代重型战斗机亮相。中国航空业在改革开放的三十年,走了一条越走越快的快车道,尤其是过去的十年,在国家财力大增的大背景下,注重投入,取得了突飞猛进的跨越。

展望未来,中国的航空业将以四代重歼为突破标志,必将迎来大运输机、直升机、水上飞机、无人机等各个方面的整体突破、全面发展。每个关心中国发展的海内外炎黄子孙,无不深为中国航空业和空军的历史性进步、历史性跨越而欢呼雀跃。

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