歼-20隐形战机还要过几道关?三大缺点不容忽视

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导读:歼-20是中国独立研发的、没有任何直接原型参照的隐形重型超音速战斗机。早在20世纪80年代,中国就开始了新型隐形飞机的设计。进入90年代后,中国第四代战机歼-20项目正式启动。   随着我国在隐形技术、雷达、发动机、数字电控系统等诸多方面取得关键性突破,部分技术已经通过歼-10等新型战机得到验证,歼-20的研制速度也明显加快。在此期间,随着美国F-22的研制成功,我国进一步加大了歼-20的研发力度。   尽管歼-20的技术并没有超出世界现有的技术范围,但它却把它们很好地结合起来。正是有了这种
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歼-20是中国独立研发的、没有任何直接原型参照的隐形重型超音速战斗机。早在20世纪80年代,中国就开始了新型隐形飞机的设计。进入90年代后,中国第四代战机歼-20项目正式启动。

随着我国在隐形技术、雷达、发动机、数字电控系统等诸多方面取得关键性突破,部分技术已经通过歼-10等新型战机得到验证,歼-20的研制速度也明显加快。在此期间,随着美国F-22的研制成功,我国进一步加大了歼-20的研发力度。

尽管歼-20的技术并没有超出世界现有的技术范围,但它却把它们很好地结合起来。正是有了这种集成,歼-20第一架原型机很快由成都飞机工业公司研制成功。

2011年1月11日,歼-20在成都实现首飞,标志着中国航空工业的巨大成功和跨越。

歼-20具备五种优良性能

歼-20是一种单座、双发、双垂尾、带边条鸭式气动布局的隐形重型战斗机。从总体上看,歼-20具有以下五个明显特点。

第一,隐身效果好。隐形能力是第四代战斗机的最重要指标,也是歼-20的标志性能力。为此,它采取了诸多措施提高隐形能力。

法国一位著名的飞机设计师达索说过,一架优秀的飞机,它的外型也一定是很优美的,歼-20就证明了这一点。它采用带边条的鸭式布局,飞机在进气道前部设有鸭翼,鸭翼安装位置与主翼处于同一平面,可以提高涡流位置,保证涡流从主翼上翼面掠过。这样,飞机付出的阻力代价小,不仅能提高飞机的速度,而且有利于达到隐身的目的。

歼-20的机头、机身呈现菱形,与F-22十分类似,斜侧而简洁,上下表面非常平直,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因素,而大外倾、面积较小的V尾和腹鳍,也是有效的隐身措施。

歼-20还采用了DSI进气道技术。这种进气道技术首先在美国F-35战斗机上应用,中国的枭龙战斗机首先使用这种进气道技术。DSI进气道通过进气口前的一个三维鼓包达到消除空气附面层的目的,具有重量轻、适应速度范围广、不会对隐形造成影响的优点。

它的进气道设计采用了S形弯曲,可有效阻挡发动机叶片的雷达反射,比T-50直筒状、仅有很少遮蔽的进气道的隐形效果好得多。加上可变旁通比以及变面积进气道的使用,具有较高的燃烧效率,其热隐形能力同等于F-22。

歼-20座舱靠前,机头非常短促、空间有限,其火控雷达采用了有源相控阵雷达,可以有效躲避对方电子系统的探测,具有低截获率的明显特点。该雷达可以根据工作方式自动控制雷达的发射能量,扫描速度非常快。相比之下, T-50却仍然使用光电雷达,说明其雷达还达不到歼-20和F-22的水平。

在歼-20机身不同部件安装有光学窗口,由后台数据处理系统对不同部件获得的图像进行融合,这样的好处就是省略了机械转动机构,同时光学器件可以最大限度地埋入机身内,再加上对窗口进行锯齿处理,可降低系统的体积和重量,提高飞机的隐身能力。

歼-20表面平滑,毫无赘物。其座舱盖也是和F-22一样的水泡型座舱,没有了前风挡框架的反射。为减少飞机的外形开口,歼-20的维护口盖很少,其起落架舱的开口采用了锯齿形边缘设计,舱盖较大,而且巧妙地将起落架舱和检修窗口合二为一。另外,尽管主弹舱约有美国F-22“猛禽”战斗机的两倍大,但设置在机身腹部,这样也有利于飞机的隐身。

第二,机动性能强。歼-20是一种机动性、敏捷性和大仰角能力非常突出的战机。该机采用了独一无二的“鸭翼+边条+前后襟翼+全动尾翼”的综合气动布局来提高飞控能力。大三角翼安装在进气道上边缘。主翼带有下反角,可以增加滚转速度、提高飞机的敏捷性。大舵效的全动垂尾可提供足够的航向操纵力矩,进而提供较大的滚转速率。

其气动设计采用了“涡升力”技术。在主翼前面,利用边条翼、鸭翼产生强大涡流,可以大幅增加主翼升力,获得更好的机动性能。其内载武器可以消除外挂武器和机体之间的互反射效应,还可以大幅降低飞行阻力。

从机动性能看,歼-20与F-22大体相当。相比之下,T-50只有“可动边条”和常规平尾,在大迎角、过失速机动等极限情况下的控制能力要低于中国歼-20。

第三,稳定性好。歼-20采用了外倾的全动双垂尾设计,配合利用“涡升力”,可降低由于涡流强度的提高对垂直尾翼造成的影响,提高飞机的纵向稳定性。歼-20的腹鳍也可以增加大迎角情况下飞机的纵向稳定性。

第四,近距格斗能力强。歼-20与F-22一样,采用了整体式座舱盖,保证飞行员有一个良好的视野。该机使用了综合射频管理系统,机载相控阵雷达还具有电子对抗、数据链等多种用途,加之先进、完善的大屏幕机载液晶信息显示系统,可以向飞行员提供近实时的战场态势感知,并提供空战战术的辅助决策。再配合头盔上的显示系统,智能化操作程度更高,极大地提高了飞机的近距格斗能力。

另外,同T-50和F-22相比,歼-20机长与机身横截面的比值增加了20%,这种设计可在速度不太高的超音速飞行时提高空气动力利用率,并加强飞机的载弹能力和燃料携带量。飞机的庞大内置弹仓可携带多种空空导弹、空舰导弹,使得它具有强大的攻击力和全方位打击能力。

第五,编队攻击能力强。歼-20作为第四代战斗机,在目标探测与跟踪方面必须追求“先敌发现”的能力和多目标探测与跟踪能力,因此,该机采用了加密数据链信息系统,它能够在数架歼-20之间实现探测情报共享,从而大大拓展每架飞机的态势感知空域。

它也可以由一架打开雷达探测多个目标并利用数据链传输给其他几架保持雷达静默的飞机,实现较隐蔽的接敌与攻击,这也是F-22典型的攻击形式。数架歼-20组成的编队足以控制大片的空域,再加上其超音速巡航能力、强大的主动式电子对抗能力,预计歼-20将具备与F-22相当的作战能力。

三大缺点也不容忽视

作为中国自行研制的第一种重型隐形战机,歼-20也存在三个明显缺点:

第一,发动机是中国高性能飞机的致命弱点。由于中国目前无力生产完全满足歼-20要求的高水平发动机,歼-20的发动机仍然采用了俄罗斯礼炮机械制造企业出售的AL-31F发动机,只不过对部分功能进行了改进。

与AL-31F发动机相比,俄罗斯T-50上的117型发动机要优秀得多,这种发动机采用了新型的低压压气机,新型涡轮机及其他组件也具备可靠的工作能力。飞机在紧急情况下可以获得16吨的推力。这一创纪录的推力再与大面积机翼结合,可以使T-50的机动性能变得更加强大。

第二,歼-20的气动布局也存在不足。由于想让位于机身重心附近的武器舱更大,从而出现了主翼较小、各翼面不平行等问题,这将在很大程度上影响飞机的机动能力和隐身效果。

第三,两台发动机靠得过近。这种设计可以保证飞机在大迎角攻击时不会出现问题,但却会导致三维矢量喷口不能充分发挥作用。而且,两台发动机产生的超音速气流在相互影响时,会在机身下方一侧产生强大的漩涡,将对飞机整体结构产生不良作用。

歼-20还要进行一系列试飞

按照一般规律,三代机从试飞到真正装备部队,大约需要5到8年的时间。四代战机的技术更为复杂,其装备部队的时间通常要超过8年,但也可能会提前。但不管怎样,今后歼-20肯定还会不断进行相关试飞活动。按照中国独特的战机研制发展之路,歼-20的发展也需要经过3个试飞过程,才能最终装备部队。

第一是工程试飞。这个过程主要在工厂基地进行,用来验证飞机基本的安全性、可操作性,确保飞机能够独自安全地飞往进行定型试飞的试飞基地。这也意味着,新型战机由验证机进入了工程发展阶段。目前,歼-20已经完成这一阶段的试飞。

第二是定型试飞。这一阶段风险最大、耗时最长、课目最多。从飞机的基本飞行性能到边缘课目,从航电系统到机载武器都要根据试飞大纲进行全面测试。很多高强度的边界课目和特殊状态试飞都是在这一阶段完成的。目前,歼-20正处于这一阶段的试飞。因此,歼-20战机的整个结构已趋于稳定,改变范围已经不大。

第三是武器打靶试飞。在定型试飞完成后,战机还要进行作战使用效能试飞。战机会进行战场环境下的各种武器投放、打靶试验,以验证武器系统实际效能及人机结合使用武器的熟练程度等。

通过这一阶段的测试后,新战机就能正式进入部队服役,在全部飞行员均考核合格、达到了规定的战机服役数量后,才算形成初始作战能力。

歼-20研发成功意义重大

长期以来,中国的武器,小到一把枪,大到飞机潜艇,无不深受俄式武器设计理念的影响。从第三代战机换代开始以后的各种实战中,俄式战机的战绩着实令人失望。由此,人们普遍认为俄罗斯在飞机上的设计理念已经不太适应信息化战争的需要。

作为具有中国自己独特风格的歼-20,其研制成功,表明我国在军机研发领域进入了世界第四代战斗机的第一梯队。也体现了中国制造工艺和设计水平的飞跃,标志着中国战机研发走上了一条真正属于自己的设计道路,为以后新武器装备的研发奠定了良好的基础。

歼-20飞机是一种多用途重型战斗机,起飞重量将近30吨。飞机机内空间大,装油多,其航程可能达到4000公里以上,作战半径超过1500公里。如果从海南岛的机场起飞,可以覆盖整个南沙群岛的所有岛礁。这就意味着,一旦南海有事,歼-20可以有效支援海军在南海的作战行动。同时,歼-20还可对驻扎在关岛的美军F-22和F-35等战斗机进行攻击和作战。

尽管歼-20还未成熟,装备部队还需要一些时日,但歼-20的成功,无疑有利于改善我国的战略防御态势,给国家安全增添新的保障力量。它的出现,使我们对中国空军建设的未来更加充满信心。虽然战争不是靠一种武器决出胜负的,但解决了空中隐形作战问题,等于严重削弱了对手的空中技术优势,将更加有利于我们夺取制空权。

歼-20一旦装备部队,不仅会对战争样式带来巨大冲击,也会给我们在西太平洋的战略安全增加更加强有力的砝码,还会对世界尤其是亚太地区的国际关系与地缘战略形势带来巨大影响。从这个意义上说,歼-20已经超越了武器装备的层面,它是提升中国国际实力和地位的重要工具,它的身影背后蕴含着各国之间的战略博弈。


本文内容于 2013/12/20 9:44:44 被1GSHGD编辑

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