歼20全面技术解析:大量先进技术超过F22

天山魔怪 收藏 121 85992

鉴于大量军迷对中国的武器装备发展仍处于很低的水平,中国长期落后的思想观念在脑子里根深蒂固,对中国近年取得的成就视而不见,对国产武器的性能严重低估,在歼20和F22的对比上更是产生很大分歧!今日在此发帖,集合一切资源,解析今后的天空,到底会由谁来主宰!

本贴根据现有资源进行整合筛选,并且附加原创内容,涵盖隐身,气动,各个子系统性能,进展情况等等,是一个很大的工程,需要很长时间。在没有完结之前请勿回复。

时间回到2011年1月11日,歼20首飞,无数国人为之振奋!

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-- 如果我们选择了最能为人类而工作的职业,那么,重担就不能把我们压倒,因为这是为大家作出的牺牲;那时我们所享受的就不是可怜的、有限的、自私的乐趣,我们的幸福将属于千百万人,我们的事业将悄然无声地存在下去,但是它会永远发挥作用,面对我们的骨灰,高尚的人们将洒下热泪。

一,歼20的气动外形、隐身性能分析

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-- 如果我们选择了最能为人类而工作的职业,那么,重担就不能把我们压倒,因为这是为大家作出的牺牲;那时我们所享受的就不是可怜的、有限的、自私的乐趣,我们的幸福将属于千百万人,我们的事业将悄然无声地存在下去,但是它会永远发挥作用,面对我们的骨灰,高尚的人们将洒下热泪。

看见歼20,人们的第一印象就是这是一架黑色的飞机,黑四代也由此而来,军迷更喜欢称呼其谐音“黑丝代”。人们甚至不需要专业的知识,就可以感觉到这架飞机比俄罗斯的T50离F22更近。事实上,这是一架独特的飞机,和现今世界上任何一种飞机都不同,它有着类似F22的船型机头,两侧进气道,采用了成熟的DSI无附面层隔板超音速进气道,并且采用了复杂的变截面S型进气道设计,正面看不见发动机的风扇叶片。发动机采用窄间距布置。机翼采用上单翼布局,前翼、边条、机翼布置在一个平水平面上,中等后略角梯形机翼,有前缘襟翼和后缘襟翼,副翼。机翼靠机身的位置向后拉出一个小型尾撑,后略全动V型垂尾安装在上面,下侧有两块较小的腹鳍。

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歼20具有一套罕见复杂的气动布局和控制系统,它采用近耦合无尾三角鸭式布居(这种布局曾在ATF计划早期设想中出现过,在70年代风靡一时),具有可用升力系数大、超音速诱导阻力小、重心变化范围小、大迎角性能好、敏捷性高等特点,中国上一代战斗机歼10就是这种技术的产物,但歼10明显倾向于采用鸭式布局中高敏捷性,高升力的特点,强调亚音速机动性。

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歼20独特的气动布局由前翼、带大边条的机翼和全动V型垂尾构成,前翼有5—6度的上反,而机翼则有2—3度的下反,两者间隔较远,机翼根有大边条延伸到前翼后缘。这种布局比较奇特,前翼与机翼的间距较大,超出前翼平均弦长一倍以上,整个前翼仍然在弦长4倍范围之内。采用这个距离,机翼和鸭翼仍有相互干扰的空气动力效应,这种近距耦合效应能够增强机翼的升力系数。

歼20的气动布局和S37不太相同,它的前翼在机翼边条翼之前,而鸭翼之前没有边条翼。鸭翼的下洗流会影响边条和机翼的流场,减小真实迎角,推迟出现分离的迎角,而在大迎角时,鸭翼的存在同样使边条产生的涡流更加稳定,推迟出现迎角破裂,所以鸭翼加边条的布局能获得更大的迎角性能。歼20的鸭翼近距耦合效应还是非常明显的,在风洞实验中表现出强烈的增升趋势,让飞机获得相当于鸭翼面积2-8倍的升力增量,而普通边条翼仅能实现相当于边条面积两倍的增升量,所以歼20在亚音速时也有很好的机动能力,同时也可以对机动动作进行控制,极大得拓展了飞行包线,F22用简洁的常规布局的升力系数为1.6-1.83,而歼20的气动布局可以达到2.0-2.3。

除了鸭式布局加边条翼,歼20还采用了全动V型垂尾,垂尾位置靠后而且面积较小。垂尾的设计对于四代机是一个比较难处理的问题,因为垂尾位置通常靠后,向两侧倾斜以后,翼面就不仅仅会产生横向气动力,还会随着飞机迎角变化产生升力。可悲的是因为其位置的原因,垂尾产生的升力会产生低头力矩,不利于姿态调整。F22的垂尾靠近机身中部,靠近气动中心,企图缩小这个有害影响,但是风洞资料表明,F22有可能因为垂尾影响使升力系数从1.83下降到1.6左右。这个数据和许多三代机水平相似。

T50和歼20都选择了全动垂尾,和传统垂尾相比,全动垂尾有两个优点,一是可动舵面积增加数倍到数十倍,可以用较小的尺寸提供更强的横向控制能力,还能减小飞机的阻力;二是垂尾是可动的,它提供的航向稳定性和横向控制力也是随动的,可以根据气流和攻角自行调整偏角,让飞机在各种姿态下都能更好得稳定姿态,大大拓展了飞行控制范围。毫无疑问,这种设计是为超级机动准备的。

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注意歼20尾翼根部的作动筒,如此小的作动筒能驱动巨大的垂尾,可以肯定歼20大量使用了轻型复合材料

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下面进入隐身性能分析。

总结一切资料,歼20和F22在裸机状态,不敷涂任何隐身材料,正面RCS值在一个水平,F22号称能达到0.01,实际上只是在一个很小的角度内的雷达反射面积数据,在正面RCS(上下左右±30度范围内)J20的RCS和F22是基本相同的,部分分析认为会比F22大0.02平方米左右的雷达反射面积

一直被诟病的后向RCS其实并没有想象的那么糟糕,大部分人觉得F22那样子的二元矢量隐身才是最好的,其实不然。发动机喷管的红外、雷达隐身其实并不只有像F22那样才能做到

先来红外隐身,可以看见F22开加力起飞时候红外辐射还是很客观的

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歼20则小的多

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这样会更清楚,喷口的冷却效果十分明显,根本看不见尾焰,后方的空气并没有像F22那样被加热、汽化,有一种说法是歼20的尾撑可以拉出涡流将空气和喷管尾焰混合降低温度,有一定

被黑最多的应该就是菊花了。。。。很多人觉得二元喷管才能隐身。。。真的吗?再不济也得像F35那样锯齿状的喷管啊?歼20目前并不是最终状态,会不会采用F35那样的喷管不得而知,不过可以肯定的是绝对不会采用二元矢量 。

这是我经常引用的,刀口的一段爆料

刀口:

涡扇15不是变循环发动机,变循环发动机另外有型号在研,推比15-20。涡扇15推比是10++。

其实前面讨论过几次了,虽然目前涡扇15消息很少,涡扇15已经经过高空台试车,目前正在1276特种试验飞机和改装的歼十一上装机试飞,在歼十一上飞主要试验最大军用推力和加力以及矢量喷管。

至于矢量喷管,歼二十肯定是三元矢量喷管(外八字尾撑设计上已经给三元喷管预留了“摇头晃脑”的空间),外收敛扩散片碳碳结构,深喉,隐身效果决不输二元喷管。

对涡扇15不存在信心问题,信心问题在预研中已经解决了,否则这个型号早废了。

首先什么是碳碳结构?这是说J20采用的WS15发动机喷口是采用碳碳复合材料,这个材料是吸收雷达波的,这也就不用纠结雷达隐身的问题了。

歼20是有后发优势的,材料,电子技术飞速发展的今天,你还能保证一架二十年前的战斗机在今天依然保持领先。接下来就是重头戏 ,3D打印,地球上仅中国一家能够打印钛合金大型承重框架,只有中国。

这是很重要的一点,歼20采用独一无二的翻转式侧弹舱。这样有什么好处呢?侧弹舱装的是近距空空格斗弹,要发射格斗弹就说明双方已进入近距空战,如果是F22那样的发射方式,打开舱门,伸缩式的导弹挂架缓缓将导弹推出。。。。对不起你已经死了。狗斗状态下战斗机是要进行各种机动动作的,F22这样子基本上要保持姿态不能进行机动,否则舱门会受不了巨大的撕扯力而断裂。而且,打开的舱门不仅影响雷达反射面积,还破坏气动外形,任何一项都是很致命的。中国工程师很聪明得解决了这一点,翻转式弹舱可以将空空导弹提前弹出,并且关上舱门(进入近距空战双方基本都在目视范围内,隐身无效,所以把导弹挂在外面并不影响隐身)就像普通战斗机那样外挂导弹,可以进行各种机动动作,抓住时机发射导弹,而此时的F22。。。只能开着裤裆伸出蛋蛋动弹不得

这是一个很重要的进步,关乎生死!准备发射导弹的F22此时机动性基本上对于没有(可以去百度F22打开弹舱的视频,基本上没有敢做机动的)而歼20就算此时被锁定了依旧可以依靠其优异的机动性摆脱锁定,反过来给F22一发,本来机动性歼比不上J20的F22,这时候只能一动不动得当靶子了。

接下来是弹舱数据对比

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歼20较大的细长比给予了歼20更大的机体空间,F22发动机深埋进机身,弹舱后紧跟着就是发动机舱,空间仓促紧凑。歼20得益于长长的机身,弹舱长度、深度均大于F22,J20可以内置远距空空导弹,类似于1000磅级JDMA的对地攻击弹药,而F22只能内置AIM120,还不能并排布置,只能内置SDB小直径攻击弹药,对地攻击能力有限,拓展能力差。

由于歼20机身倾斜,造成对比图歼20的弹舱显得比F22窄。两记均采用锯齿状舱门提高雷达隐身能力,但是J20的舱门边缘锯齿更细腻,对于雷达波的反射效果更明显,隐身效果更好

进入21世纪,玻璃化座舱早已取代旧式仪表,这是F22的座舱

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f22

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f35

歼20(这只是航展上展出的模型,服役之时应该会更先进)

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这是歼20的后发优势,航电飞速发展的今天,F22很能说在今天依然能够领先。航电就像手机的操作界面,注重用户体验才是王道。歼20的两块大显示器取代了传统的小显示器,既可以当做一块显示器,也可以划分成若干个小界面分别显示不同的信息,大大减轻飞行员的压力。歼20还装备了EODAS系统,应该还会和F35一样装备HMD头盔显示系统,服役时的歼20航电将会非常科幻,不亚于F35甚至略有超出,已经将F22远远得甩在了后面

关于雷达

歼20和F22采用了有源相控阵雷达,但是歼20机头直径比F22大百分之四十左右,可以安装直径更大的雷达。中国目前已经将数字阵列相控阵雷达实用化,并且装在空警500预警机上,歼20目前尚未服役,相信雷达性能肯定不是最终状态,一定会根据国内水平做相应改进。接下来是CCTV对于歼20的一点曝光

2012年1月28日20:45 CCTV国防军事频道再次重播:

播音员:杨雁。

主要点如下:

2011年12月31日止共飞行65次。

由中航成飞研制黑丝带J-20;

装备两台WS-10B发动机;

十万瓦有源相控阵雷达;

鸭翼机身;

光传操纵系统。

关于帖子里这张图,是超大的暖风放出来的,09年状态就已经达到如此水平实在令人惊愕,首创采用3DMCM工艺。

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关于3DMCM是一个新概念,需要科普

一 概念:3-D MCM 封装技术是采用将裸芯片或多芯片模块(MCM)沿Z 轴层叠起来的方法,使系统的封装体积大大减小。由于这种Z 面技术大大缩短了总的互连长度,系统的寄生电容显著减小,从而使系统的总功耗降低30%左右,达到提高系统工作性能的目的。3-D MCM 封装的关键技术是IC 芯片的垂直互连工艺。垂直互连是指设计三维模块中的电源、接地及层间信号时所需的互连。

二 内涵:3D-MCM是在减轻整机体积、重量、提高组装密度、提高性能、提高可靠性等方面有许多优点。在三维微波MCM中,最为重要的就是各个独立模块之间的互连, 大量复杂的多芯片模块通过垂直互连技术以非常短的距离垂直互连, 整个MCM模块可以拆卸成为几个独立的模块, 以便降低维护成本, 同时减小了体积重量。优点:1.进一步减小了体积,减轻了重量;2.减小信号传输延迟时间;3 减小信号噪声;4 减小功耗;5 进一步增大组装效率;6 增大互连效率;7增大信号带宽;8 增加信号传输(处理);9 增加功能;10进一步提高可靠性。

主要特征:高速性;高密度性;高散热性;低成本性。

三 基本的原型结构模型:(三维多芯片组件)

3D MCM 组件的结构类型目前主要有三种:

一种是埋置型3D MCM , 特点是在多层基板的底层埋置IC 芯片, 再在多层布线顶层组装IC 芯片, 其间通过多层布线进行高密度连接, 基板多用硅或其他高导热基板(AlN、Al等)

另一种是有源基板型, 特点是在基板(通常为Si或GaAs) 上直接制作多种数字半导体集成电路, 再在其上制作多层布线, 然后在多层布线顶层组装模拟IC芯片和集成传感器芯片、光电子功能芯片等;

第三种是叠层型3D MCM , 特点是将多块组装有IC 芯片(可单、双面组装) 的多层布线基板进行叠装、互连, 即将二维MCM 结构组装成3D MCM 结构。基板多用高导热基板(如AlN、Si、金刚石等) 。分为两种:一种是2D-MCM 叠层型3D-MCM,其结构特点是将多块2D-MCM组装在一块3D-MCM结构,基板多用AIN、Si、金刚石或LTCC等;另外一种是IC芯片叠层型3D-MCM.其结构特点是将IC芯片叠片,垂直互连成3D-MCM。叠层3D-MCM是目前发展最快应用最广的一种3D-MCM。

埋置型3D封装结构制作灵活,而且还可以作为IC芯片后布线互连,使埋置IC的压焊点与多层布线互连起来,可极大减少焊接点,从而提高电子部件封装的可靠性。埋置型3D现在存在的主要问题有二,第一是埋置无源元件的精度问题,第二是埋置有源元件的成品率问题。

有源基板型3D封装可以利用一般半导体的工艺方法,可实现大规模工业化生产,并随着半导体工艺技术的发展而不断提高。这种封装结构,可望达到应力完全匹配,从而使电子产品有更高的可靠性。但其关键是要解决有源Si基板的成品率问题。

叠层型3D不但应用了许多成熟的组装互连技术,还发展应用了垂直互连技术,与埋置型和有源基板型3D封装相比,成本更低,能更好地满足目前迅速发展的手机等消费类电子产品周期短、体积小的要求,是目前得到广泛研究和应用的一种三维封装技术。叠层型3D封装,是将LSI、VLSI、2D-MCM、已封装的器件、甚至圆片级集成(wafer-scale integration),层层叠装互连而成。叠层型3D概括起来,大致可分为三种:裸芯片的堆叠,封装体的堆叠,MCM的堆叠。

3D MCM 的关键技术, 除了2D MCM 中所含者以外, 最主要的就是IC 芯片的垂直互连技术。该技术包括多种类型, 主要有: 薄膜垂直互连技术、丝焊垂直互连技术、凸点垂直互连技术、隔离板通孔金属化垂直互连技术等。

可以看见,歼20雷达工艺远远优于F22的AN/APG77雷达,而且在功率是超过其五倍(F22雷达功率在二十千瓦以上)十万瓦=100千瓦。性能更优秀的相控阵雷达直接赋予了歼20空战性能的提高。

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关于歼20起飞时间,这里介绍一下,我看的这个视频为准,在2分33秒时放开制动,然后才打开加力,并非打开加力了才放开制动

截图晚了一秒钟,在2分46秒时飞机已经离地。从放开制动到飞机离地,总共13秒的时间,还是开始滑行后才打开加力的,如果放开制动之前就打开加力,起飞时间缩短到11秒是妥妥的,J20使用两台WS10B发动机,单台加力为135KN(一说为145KN,WS10A为132KN),起飞时间基本上把所有三代机比下去了,这还是在试飞时,起飞极为保守,翼面偏转角度很小的情况下的数据,放开胆子飞,八秒没问题,可见歼20起飞重量极小,后期再换上WS15。。。。那起飞就太变态了

从试飞视频还看见歼20机腹装了龙勃透镜,这个需要给大家解毒一下

雷达反射器(radar reflector),顾名思义,就是一种专门用来反射雷达波的装置,说严格一点,它可以将雷达波按照照射轨迹的相反方向反射回去,即能将入射波以严格平行它的来向反射回去的装置。

由于各个频段的雷达波具有不同的波长,那么雷达反射器的尺寸是与其能够反射的雷达波长有关联的。稍微懂一点无线电知识的同学都知道,雷达反射器所能反射的雷达波的波长越长,其物理尺寸就越大,这一点与振子天线类似。

就目前而言,雷达反射器大致有两种,一种是角反射器,另一种是龙博透镜反射器。角反射器结构简单,造价低廉,但是体积庞大,通常用于地面。而龙博透镜反射器体积很小,结构复杂,造价高,通常被用在飞机等高端设备上。无论是什么原理的雷达反射器,其功能都是能够将雷达波沿着其照射轨迹原路反射回去。

角反射器——corner reflector: 一种常用的后向反射器,即能将入射波以严格平行它的来向反射回去的装置。根据入射角等于反射角的原理,在一个由相互成90°夹角的两块能够反射雷达波特性的金属板构成的装置中,就可以实现将入射波沿着与入射波严格平行的方向反射回去。

在日常生活中,最常见的角反射器就是自行车尾灯。角反射器在军事领域的应用更加广泛,比如早期的激光制导炸弹,就需要事先在目标附近用人工摆放或者飞机投放的方式安置角反射器,在投放炸弹时,由载机或者辅助飞机向目标照射,炸弹就会沿着角反射器反射的激光光束不断修正下落角度,从而准确地命中目标。

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龙伯透镜反射器 一种能将入射电磁波聚焦并沿射线原轨迹反射回去的电介质球形装置。属无源干扰伪装器材。由数层不同介电常数的电介质同心球(部分涂敷有金属反射层)构成。其外层的介电常数与空气相近,越靠球心的层介电常数越大,能将入射的电磁波束聚焦沿原射线轨迹反射回去。按涂敷金属反射面的大小分为90°、140°、180°方向图宽度的反向器。这种反射器体积小,重量轻,雷达截面积大,方向图和频谱宽度大。但造价高,工艺复杂。可用于设置防雷达假目标和干扰遮障、均衡遮障等。

龙伯透镜反射器方向图的宽度,取决于球体表面涂敷金属层的面积。当涂敷金属层面积为球面面积1/4时,方向图的宽度约为90°。随着涂敷金属层面积的增加,可使方向图的宽度达到140°或180°,其中以140°左右的特性为最好

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如果消息来源属实,那么这个应该是一个双向的龙博透镜反射器,圆通内装两个球体,朝向相反的两个方向。

细心的同学会问,隐形飞机最需要的就是尽量减少雷达反射面积,那么为什么还要安装这个能够增强雷达波反射性能的雷达反射器呢?我认为,既然是采用了隐形技术,敌方雷达是不容易发现飞机的,己方雷达同样也找不到飞机了!怎么办?采用能够反射特定波长的雷达反射器,这个参数是严格保密的,只有自己知道。通过向天空发射这个特定波长的雷达波,就很容易找到自己的飞机了。当然,这也可能只是试验阶段的一种辅助手段,实战中就不一定要安装了,否则敌方采用扫频的方式,总会找到这个“特定波长”的。

在另一些与角反射器相关帖子中有TX问,既然自行车的尾灯可以做得这么小,那么在飞机上为什么不能做的很小呢?

这与无线电波的波长有关了,自行车尾灯所反射的是光波(电磁波的一种),其波长非常短,属于微米级到纳米级的,因此,无论做得多小,也能够反射光波。而雷达波的波长要长得多,如果连一个波长周期都不能容纳的尺寸,是不可能反射这个雷达波的,而效果要达到实用的程度,那么这个角反射器的尺寸应该至少能够容纳四个波长周期。换句话说,对于厘米波,角反射器的尺寸应该大于4厘米,对于分米波,那么这个尺寸应该大于40厘米,而对于米波,这个尺寸应该大于4米!并且,我们知道,波长越短的雷达波,其有效作用距离就越有限,因此,长距离的雷达波通常采用较长的波长。

因此,要覆盖频谱很宽的无线电波,就不可能在战斗机上应用角反射器了。

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热门评论

楼主我提醒你三点:

1、F22已经服役多少年了。苏霍伊总工程师柯内舍夫说过:一款装备最先进的时候是在图纸上。只要一定型就开始落后了。

2、承认差距,中国的航空工业还有很多路要走的。

3、美国的下一代空优战斗机会是个什么概念,全世界都在等着答案。

太长,看的我眼花了。就我直观感觉看,歼20的攻击力要强。据说f22机动性很好,雷达也很厉害,有架f22进行对练会更好。积累经验吗。

这个问题呀,我觉得不能单纯拿出两架飞机作比较,更何况J20还处于试飞状态,美军也是一个包括f22的整体在作战。咱们要走的路还很长,还是要努力奋斗,埋头苦干,扎扎实实一步一个脚印。

19楼RedCat

楼主啊, 做人不能太阿三!!整篇没有几样是得到证实的,YY无敌阿。

兔子进步很大是没错,但和美帝无论科技工艺还是潜力都是全面地差距啊,不是一两样拔尖可以弥补的, 何况人家也没有做赛跑里睡着了的白兔,新概念新理论装备层出不穷而且有实战检验。我们不要在笑阿三抹神油的同时自己又吃伟哥啦。现在只是有小小的成就,离全面超越可以傲视群雄的时候还差的远呢。要正视差距,埋头苦干,夯实基础,以后才有机会全面开花,翻身做主人哦。


75楼peajy

J20现在还在试飞,要正式服役起码5年以后,10年都有可能,因此现在说什么都太早了!

美帝的F22也肯定在不断改进中,由F35迟迟未服役可以看出,美帝有可能花多国的钱,用F35实验F22的最新技术,因此F22不是固步自封的,加上F22的发动机实在太逆天,J20要和F22争锋任重道远!

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