重大喜讯! 中国已解决高端发动机瓶颈!

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导读:对近期爆出的全新歼-20战机照片进行了解读。文章认为,相比之前的传统型号,此次曝光的新型歼-20在发动机喷口与雷达罩存在明显不同。从技术上讲,这两处变化预示中国已经掌握美式二元矢量推力与大功率有源相控阵雷达技术,并成功的将其整合到了最顶尖的战机之上。从发展上讲,新型歼-20的出现,预示中国已经成功在自研战机上摆脱俄式风格,成功整合了西方与自身的战机技术,形成了自己的风格。   歼-20作为中国的第五代战机,自其诞生之日起就引起了多方的各种猜测。其中比较集中的,就是该型战机究竟仅仅类似之前的

对近期爆出的全新歼-20战机照片进行了解读。文章认为,相比之前的传统型号,此次曝光的新型歼-20在发动机喷口与雷达罩存在明显不同。从技术上讲,这两处变化预示中国已经掌握美式二元矢量推力与大功率有源相控阵雷达技术,并成功的将其整合到了最顶尖的战机之上。从发展上讲,新型歼-20的出现,预示中国已经成功在自研战机上摆脱俄式风格,成功整合了西方与自身的战机技术,形成了自己的风格。


歼-20作为中国的第五代战机,自其诞生之日起就引起了多方的各种猜测。其中比较集中的,就是该型战机究竟仅仅类似之前的俄制S-37技术验证机,还是YF-22的“准定型”战机。近日,随着一套歼-20夜航照片的曝光,这些疑问均得到了解答。在这套图片这不仅证实目前中国已经至少拥有2架以上的歼-20,同时,新型歼-20采用了类似F-22的二元推力矢量喷口,同时,雷达罩与机身的差色处理也预示其已经装备了有源相控阵雷达。而已这两项改进为标志,中国不仅完全摆脱了俄制战机风格对其的影响,更重要的是,其首次实现了对自身与西方技术的有效高端整合,由此真正产生了完全独立于美俄之外的第三种高端战机风格。




二元矢量喷口体现中国高端发动机实力


相比歼-20之前的型号,新型歼-20最明显的特征,就是采用了与F-22类似的二元推力矢量喷口技术。如果图片未经过处理,则此技术改变一方面澄清了之前关于歼-20动力的传闻,即歼-20将采用俄制117S或AL-41发动机。另一方面,此项改进预示中国已经解决第五代战机的动力瓶颈,不仅能研发高性能动力装置,同时也实现了将自身发动机与美式推力矢量技术的整合。体现了中国在战机动力方面取得的巨大进步。


1、终结俄式战机技术对华影响。


由于中俄两国长期的战机技术交流,俄式战机技术多中国国产战机研发的影响是深远的。尽管作为中国首款独立研发的国产战机,歼-10已经基本摆脱了俄式战机技术的影响,但中国周受制于自身的动力系统限制,仍不得不为其装备俄制发动机,因此歼-10战机仍未摆脱俄式战机技术的影响。而歼-20此时采用二元推力矢量喷口则预示这一漫长影响的终结。原因很简单,目前俄制发动机中,有可能被用于第五代战机的是有117S与AL-41两种发动机。而这两款发动机均非全新设计,都是在原有AL-31发动机的基础上升级而来。仅就推力矢量技术而言,与出口印度的苏-30MKI战机上采用的多元推力矢量技术并不不同。尽管相比美式的二元推力矢量喷口,俄制技术似乎更加高端,但通过印度的实际使用却现实并非如此。俄式的多元推力矢量喷口尽管不用像美式技术那样,对机身进行较大规模的该机,但其整个喷口位置转换需要全部在发动机内部进行,技术难度较大,暴露在高温环境中的活动部件较多,实际使用可靠性十分有限。这也就解释了为什么,尽管俄罗斯宣称,苏-30MKI战机装备的AL-31FP发动机配备的多元推力矢量喷口的寿命为250小时,经过升级后能达到500小时,但其实际寿命却仅有20小时。


此处需要特别指出的是,尽管中国选择了美式的二元推力矢量喷口技术,俄制同类技术尚难以达到实战水平,但多元推力矢量喷口技术较之二元推力矢量喷口更加先进,更加代表了推力矢量技术的未来。中美两国选择二元推力矢量喷口技术,无疑是希望在性能可接受的情况下,尽量降低原本已经居高不下的五代机技术难度与开发成本。而俄罗斯选择更加复杂技术的原因,很可能是因为在无法快速研发全新战机的情况下,试图通过单项技术的突破,大幅提升传统装备的性能,从而达成战力上的大幅提升。尽管从最终结果来看,中美似乎更加聪明与务实,但俄罗斯面临的问题却并不能掩盖未来的技术发展趋势。



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资料图:J-20战机试飞。



2、已经突破高性能发动机瓶颈。


众所周知,推力矢量喷口与发动机是不可割裂的。因此,几乎不存在将一款全新喷口技术应用在传统发动机上的可能。因此,既然中国不会从俄罗斯获得相关技术支持,美国也绝不会将绝密的F-22战机的发动机技术转让给中国,那么歼-20战机的发动机来源只能有一个,即国产。但在上一款国产战机,即歼-10的研发过程中,中国尚未完全解决国产发动机的瓶颈,且主要面对第四代战机的“太行”发动机不仅在性能上近似俄制AL-31系列发动机,在可靠性方面也尚未过关。因此,此时歼-20获得的技术突破无疑意义重大,一方面中国在“太行”这一等级上的发动机研发过程中已不存在瓶颈,其将快速成熟并装备中国空军现有第四代战机,从而失少保证中国已全面掌握第四代战机技术。另一方面,中国已具备独立研发140至170千牛级别的大推力发动机。而对发动机与喷口技术的成功整合则显示,中国已经在该领域内轻车熟路,之前的技术积累已经足以支撑中国发动机的快速发展。


3、选择并整合务实的美式技术。


从微观上讲,歼-20确实可视作俄制战机技术对中国国产战机影响的终结,而从宏观上讲,中国在歼-20战机的研发过程中,选择相对务实的美式技术,并对中美两国相关技术进行整合则预示俄制战机研发思想对中国影响的终结。众所周知,在将近50年的冷战中,美苏两国的武器装备都在互相较量中交替更新。但不容否认的是,美制装备在装备时间与整体贤能方面,一直较之俄制装备占据上风。即使是性能超越F-15的俄制苏-27战机(出于众所周知的原因,这两种战机的性能优劣实际上尚无定论),其服役时间整整比对手晚了10年。因此,俄罗斯在研发武器过程中,不断试图在单项技术上获得突破,在通过集成的方式,最大显得的提升装备的整体性能。尽管这种方式确实有助于技术处于劣势的一方获得进步,发展方式过于功利,对整体的技术提升并无太大帮助。


受制于自身过于薄弱的技术与外界的封锁,中国在国产战机发展初期,不仅大量引进了俄制战机技术,也不得不照搬了这种技术发展思想。但正当中国通过仿制米格-21(中国仿制的米格-21的编号为歼-7)而即将迎来战机技术的告诉发展时,中苏关系紧张使中国失去了唯一的外援。仅仅依仗自身的技术,不仅难以获得在单项技术上的突破,也很难对战机升级体积进行集成升级。因此就出现了中国战机“改而不进”的窘境。但随着自身技术的不断积累,尤其是通过上世纪90年代初,对苏-27系列战机的引进,使中国独立研发高端战机的能力不断完善。因此,中国在发展歼-20战机的过程中,逐渐摒弃了俄式的功利性发展模式,转向了务实全面的美式发展模式。而通过对本国与美式技术的整合,不仅为歼-20,也为中国国产战机的整体发展创造了条件。



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资料图:网络上流传的中国国产第五代战机J-20图片。



雷达战机整合使中国获得与美平级技术


相比新型歼-20的尾喷口,其雷达罩的变化并不容易察觉。在传统型号上,雷达罩与机身是同色的。但在新型歼-20上,雷达罩与机身进行了差色处理。这种变化从F-22上能有非常直观的体会。而出现这种差色的原因是,在未装备机载雷达的初期原型机上,雷达罩采用了与机身相同的铝合金或复合材料,因此在喷漆上也不需要区别对待。但如果已经装备雷达,雷达罩就必须采用特殊材料,以期达到强度与透波效果的平衡,所以就在最直观的颜色上出现了明显差异。因此可以断言,在新型的歼-20战机已经装备了国产的机载有源相控阵雷达。而在该型雷达的选型、技术来源于研发方式上的抉择发展,也使中国在该领域内逐渐超越俄罗斯,获得了与美国齐平的技术等级。


1、有源还是无源?


所谓有源相控阵雷达也可称为主动相控阵雷达,其与无源相控阵雷达(被动相控阵雷达)的最大区别在于,组成发射阵列的每一个辐射器均有一个发射/接受模块,都能自己产生与接收电波。而后者在整部雷达上只有一个中央接收/发射器,发射的能量由计算机分配到天线上的每一个辐射器。尽管受制于更高的复杂程度与造价,有源相控阵雷达曾在较长的时间内作为无源相控阵雷达的补充,但其相比无源相控阵雷达在频宽、信号处理和冗余度设计上均占有明显优势。随着世界整体雷达技术的提升,有源相控阵雷达获得了有效的小型化,已经由最初仅能装备战舰、预警机等大型平台,逐渐向战机这类小型空中平台上扩散。


俄罗斯是世界上最早研发,并将相控阵雷达装备战机的国家。早在其1969年服役的米格-25战斗机就装备了“龙卷风”相控阵雷达。但受制于俄罗斯的滇西技术水平,初期的“龙卷风”相控阵雷达为无源模式,对反射面积为3㎡目标的探测距离仅为100km,即使是经过升级的“龙卷风”-A,其对同等目标的探测距离也仅提升至125km,相比同时代,在技术上低一个档次的脉冲多普勒雷达并不占据优势(1970年底试飞的美制F-14“雄猫”战斗机装备的AN/AWG-9脉冲多普勒雷达根据探测目标大小,探测距离在120到315km之间),而米格-31装备的NIIPN007S-800型无源相控阵雷达,尽管探测距离超过了300km,但却是以体积大幅增大换来的。因此,对于中国而言,尽管俄制相对成熟的无源相控阵雷达更加容易获得,但其有限的技术水平与本世纪初两国的装备知识产权之争,使其一方面难以满足中国的全部需求,,另一方面中国也难以获得全部技术用于自身的装备研发。相比之下,西方的有源相控阵雷达尽管技术相对复杂,但却能有效满足中国的性能需求,同时也符合中国日后向西方技术风格靠拢的规划。因此,在选择雷达类型方面,中国最终选择了有源相控阵雷达。



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资料图:J-20战机试飞。



2、外购还是自研?


在确定采用有源相控阵雷达之后,仍有两条路摆在中国面前,即外购还是自研。如果选择外购,中国将不得不面对在新一代装备上,继续在关键技术上受制于人的被动局面。而在技术层面上,拥有最高端机载有源相控阵雷达技术的美国,显然不会支持中国发展此类技术。剩下的选择只有以色列和俄罗斯。就以色列而言,其可视作西方首个将有源相控阵雷达技术大规模用于空战的国家。其代表作“费尔康”系列预警机就是首款采用有源相控阵雷达的大型预警机。但其一方面受到自身技术的局限,即尚未独立开发一款用于战机的相控阵雷达,另一方面也受到来自美国的过多限制,而这无疑都是中国所不能接受的。相比之下,尽管俄罗斯与日本一起,都在1993年最早开发出了用于战机的有源相控阵雷达,但受制于其有限的经济条件,其整体雷达技术已经落后于国际的平均水平。而中国作为在军备研发与军售方面的老手,显然不会花费重金采购一款已经过时的装备。


既然无法从国际上获得技术较大的技术支援,自行研发就成了中国发展机载有源相控阵雷达的唯一道路。但在此过程中,中国却不得不面对诸多技术局限。众所周知,机载相控阵雷达实质上是综合化的作战系统。雷达的相关参数,火控电脑中作战程序的书写,都需要与其未来可能匹配的各型武器兼容。但问题在于,在中国开始研发该型雷达的本世纪初,中国独立研发的主动雷达中距空空导弹、近距格斗导弹、远程空地导弹等主力弹药的技术性能均为最终确定,由此为雷达的研发制造了很多不确定因素。而这仅仅是诸多限制中国自行研发机载有源相控阵雷达关键因素中的一个。但得益于自身技术的发展,以及之前因装备受制于人而受到的诸多教训,中国最终选择自行研发该型雷达。而从歼-20已经装备该型雷达的事实来看,中国的选择是正确的。


3、早期还是晚期?


尽管按照现在掌握的资料来看,中国在研发歼-20战机初期,已经决定为其装备最先进的有源相控阵雷达,但较之俄罗斯更加有限的雷达技术积累,使中国不得不考虑是在歼-20的早期型号还是晚期型号上装备此类雷达。按照中国一贯稳妥踏实的装备发展风格,在歼-20的晚期型号上装备此类雷达是较为可行的做法。但因世界范围内研发第五代战机面临瓶颈而日益兴起的第四代战机高端改装为中国带来了契机。受制于第五代战机过高的技术水平,以美国为首的西方航空研发大国选择了在第五代战机尚未完全研发成功之前,以部分已经基本成熟的技术对第四代战机进行升级。因此,面对这一全新发展趋势,中国必须对自身的第四代战机进行大规模技术升级,借以因对此类装备在世界范围内的二次发展。而这对歼-20来说,无疑是个好消息。


作为第四代战机高端升级的重要组成部分,装备有源相控阵雷达成了必须的措施。因此,对于中国这种雷达技术储备相对薄弱的国家而言,就在客观上多了一种高端的雷达实验平台。使全新的有源相控阵雷达获得在各种环境中的使用经验。更重要的是,在世界主要航空国家中,机载有源相控阵雷达并非与第五代战机一起诞生,其出现与初期发展阶段均在第四代战机上完成。因此,中国在以歼-10B为代表的国产第四代战机上应用此类装备,无疑填补了之前的发展空白,使自身的发展历程更加完整,技术更加可靠。而这些也就成为中国选择在尚未正式列装部队之前,即为歼-20装备有源相控阵雷达的根本原因。



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资料图:歼-20连续高机动飞行。



全新歼-20预示中国战机风格正式形成


对于任何一个航空大国而言,第五代战机的成功研发均意义重大,而对战机技术发展迅速的中国而言更是这样。通过歼-20的成功研发,中国不仅实现了对高端战机的全面国产化,同时也在世界范围内创造了完全不同于美俄的第三种最高端战机风格。而这一风格的集中体现就在于中国风格的设计、装备与使用标准。


1、设计标准。


尽管目前中国尚未公布歼-20最终设计成果的形成过程,但众所周知,从中国其他战机的谭发过程来看,中国的设计标准是,首先立足现有的技术条件,先设计出一个大致的框架,之后在将不断出现的各种新技术不断的填充到这个框架中。按照西方的设计标准来看,中国战机的设计冻结阶段要晚得多。这一做法的好处在于,在战机的研发过程中,能够吸纳更多的新技术,从而减少在冻结设计之后,再试图对其进行技术升级的麻烦。但不足同样明显,中国相对有限的技术储备,使水平较高的外来技术均有可能对其造成较大影响,甚至可能造成对原有设计的动摇,而这一动摇所可能造成的消极影响,也会随着研发的深入而逐渐加大。但从目前歼-20已经取得的成绩来看,中国不仅对这一设计标准的优劣了如指掌,更能对其进行有效掌控。因此,依仗这种设计标准,中国不仅有能力研发出最高端的战机,同时,如果这种中国式的设计标准得以扩散,其他技术有限的国家具备了研发高端战机的可能。


2、武备标准。


在论述机载雷达的部分已经提到,机载有源相控阵雷达是综合化的作战系统,而战机本身更是这样。像歼-20这种高端战机,其在未受到大规模外来技术援助的情况下,必然在各种装备上自成标准,其中最具代表性的就是武备标准。按照一般理解,所谓武备标准就是作战弹药在各种性能上的具体标准,但事实上这个概念要大得多。除了武器装备的具体性能,武器与战机系统能否兼容是另一重要因素。以美制F-22战机为例,在常规条件下,其各种作战载荷均挂载于两大两小共四个机内弹仓中。相比第四代战机,挂载总量与灵活性均大大降低。因此一方面要求单一弹药必须具备之前多种弹药的功能,另一方面也需要弹药能快速与战机整体达成兼容,可使战机在经过短期升级后,即可胜任完全不同的作战任务。因此,对于中国而言,类似美制F-22,但完全立足自身的装备标准的确立,不仅为日后中国战机的发展提供了技术保障,同时此类技术在中国国产战机内的扩散也非常有益于中国战机角逐国际高端军机市场。


3、使用标准。


在装备研发领域一直有这样一种说法:成功研发一款装备并不困难,真正困难的是确立使用标准,使优异的技术得以延续,并在实际使用过程中得以具体体现。由此可见,将装备的技术优势转变为战力优势时体现装备价值的唯一途径,而装备使用标准的制定恰恰是达到这一目的的重要手段。对于中国而言,歼-20的研发成功只是第一步,如何通过对这款战机性能的正确认识,进而编写出切实可行的使用标准成为决定其最终价值的重要因素。这其中包括如何规范对涉及该型战机关键技术的生产与改进,日常对战机的保养、维护、维修,对该型战机应以怎样的定位进行有效使用都是使用标准中的重要内容。而从歼-20战机的频繁试飞与高端技术改进中可以看出,中国已经开始为歼-20编写有效的使用标准且进展顺利。如果这一推断属实,中国通过研发歼-20战机,不仅在战机研发方面取得了突破,更重要的是,中国已经成功步入了航空发展的第二阶段,即有效使用并传授战机生产使用经验。通俗的讲,就是完成了由学生向老师的转变。


尽管目前尚难以确定最新型歼-20战机的图片是否经过处理,但中国通过歼-20项目所获得的各种技术进步却是有目共睹的。作为一种装备,歼-20无疑还需要较长时间的发展才能装备中国空军,但作为一种技术发展的标志,歼-20则预示中国已经基本完成了对世界顶尖航空技术的追赶,逐渐开始以领跑者的形象出现在世界军机的研发行列中。

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特大喜讯!中国已和外星人签定合同,开发具有自主知识产权的飞行器----“UFO-2000”!

 以下是引用50634995 在第6楼的发言:
特大喜讯!中国已和外星人签定合同,开发具有自主知识产权的飞行器----“UFO-2000”!

我其实一直以为这是棒子申请专利了

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