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自今年1月11日首飞以来,中国国产歼-20战斗机吸引了世界各国军方和情报机构的注意力,成为被关注的焦点。作为美国F-22和F-35之外的第一种四代机,歼-20的外形被各方重点关注,并成为对其性能揣测的主要依据。但是就在这样一种以性能为第一目标的飞机身上,却仍然存在着极其落后的设计,水平仅相当于美国在上世纪六十年代推出的F-4战斗机,落后F-15战斗机四十年,体现了中美航空工业之间的巨大差距。这一暴露中国航空工业缺欠的地方,就是歼-20战机尾部的发动机舱。

外媒曝歼20重大缺陷:技术水平竟和美相差40年

从外形看,歼-20战机与美国F-22高度相似,均采用了菱形机头、两侧进气道、机腹弹舱、双发小间隔结构,而其边条翼鸭式布局和全动垂尾更是超越F-22,成为世界战机中性能最先进、风险也最高的布局。总体而言,歼-20飞机在设计上不惜提高难度,也要强化超巡和机动性能,同时不降低对隐身性能的要求,这对总体技术实力还落后于美国的中国航空工业而言风险不可谓不高。

歼-20的发动机舱厚度十分巨大,远远超过AL-31发动机的安装环1。2米的直径,呈环形包裹着发动机舱,这种全包结构在上世纪50-60年代时被世界各国普遍采用,我国歼-8、歼轰-7飞机也采用了这一结构。到了70年代,以美国F-15战斗机为代表的第三代战斗机放弃这一形式,转而采用在发动机舱两侧和顶部设置安装导轨的做法,用三根承重梁支撑发动机,其他部分只有很薄的蒙皮,不起到承重作用。美国F-15、F-16、F-18,苏联米格-29和苏-27,欧洲的幻影-2000、阵风、台风,我国的歼-10飞机都采用了这种结构。

这一做法可以减轻飞机尾部重量达几百公斤,从而降低飞机纵向配平难度,不需要像我国歼-8和歼轰-7飞机那样大幅度延长机身长度来实现平衡。而且这样做降低了飞机尾部横截面积,可以降低飞机底部阻力,从而提高飞行速度。要知道,飞机底部阻力占飞机总阻力的四分之一,第四代战斗机实现超音速巡航的关键就是降低飞机底部阻力。

我国611飞机设计所早在歼-10飞机上就采用了承重梁结构,为何歼-20飞机反而又回到落后的全包结构了呢?这个问题可以从中航工业601设计所李天院士的丛书《情致蓝天》中找到答案。书中称,2007年10月底,总装备部正式发文宣布611所的方案获胜,并以611所为主,601所参加,共同组成“国家队”进行联合研制新一代飞机。另据一些消息来源称,601所负责的就是飞机尾部结构设计工作。笔者判断,歼-20战机之所以采用全包发动机舱结构,就是因为601所实现不了承重梁结构,飞机总师为了确保项目进度,不得不同意601所的结构设计方案。

那么总师是否可以不接受601所的方案,要求他们必须采用承重梁结构呢?笔者认为这是不可能的。飞机总体设计是一个不断妥协调整的过程,不存在必须采用某一结构的说法,如果结构上无法实现某一要求,那么就需要总师协调气动组、材料组等降低对结构的要求,反过来说也是一样。如果不这样做,那么就要等到所有技术难关都攻克之后才能拿出新飞机,这会让工程拖延几倍的时间,是绝不会被允许的。

如果601所在项目进行过半的时候表示自己实现不了新型结构,那么总师要么答应用全包结构赶进度,要么将工作交给其他单位完成,要么拖延整个项目进度让601所继续攻关。在我国面临F-22、B-2轰炸机威胁,各个单位已经为了赶进度而超负荷工作的时候,总师能选择的其实只有一条路,那就是答应采用全包结构。

尾部发动机舱是歼-20飞机设计最失败的地方,增加重量、增加阻力、难以检修维护……全包结构几乎在每个方面都导致了恶劣的结果。当然目前还有机会对这一问题进行修改,现在试飞的两架歼-20都是原型机,离进入预生产型型号阶段还有4、5年的时间,在保住首飞时间节点之后,总师就有时间来重新安排工作,让能做好工作的部门来承担这一任务。


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