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帖子主题:目前最专业的歼20解读-转自军飏天下的博客

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目前最专业的歼20解读-转自军飏天下的博客

这篇文章酝酿了很久,最初是在前年大阅兵后有感而发,想写一写那些没有出场的装备,其中最为瞩目的当属歼-20,它的出现对于中国空军,甚至对整个世界战略格局都具有不可估量的影响。后来因为工作忙,诸多杂事,断断续续一直没写完。时间拖得这么长,更主要的是因为歼-20实在是一款空前复杂的飞机,几乎在所有方面都彻底打破了人们对中国航空技术的传统认知,让我深感无从下笔。那么歼-20是否真的蕴含有这样巨大的能量?它的先进性从何而来?请听我慢慢道来。

我原文是在印象笔记上写的,其实到现在也还没写完,预计五篇只完成了三篇。但是第三篇没通过无所不能的网络审查,不知触发了什么关键词,不能共享出来,所以就一直没发表过。如今歼-20已经在珠海航展公开亮相,据信已经正式入役,应该没有这么敏感了吧。

落笔前再次说明,所有资料及图片均来自公开网络,不存在泄密问题。文中也借鉴了很多空军之翼网站上晨枫等大牛的文章和观点,用这些业内人士的分析弥补自己在专业方面的知识短板。本人身在海外,没有能力也没有任何意图泄露军事机密,完全是从业余爱好出发,与同好分享一下个人的理解,可能通俗易懂地科普一下中国航空工业现在所达到的水平。如有不当之处,敬请斧正。

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- 四代机的标准 -

歼-20被国内军迷戏称为“黑丝”,因为它是中国第一款四代机,而且首次露面的验证机为全黑色涂装,所有此花名。在介绍歼-20前,有必要首先讲一讲什么是四代机。如今喷气式战斗机已经发展到了第四代(按俄罗斯和美国最新的划分方法则是第五代),四代机具备与三代机形成代差的四大技术特性:超音速巡航、超(音速)机动性、超低雷达探测面积、高信息优势 。

[ 超音速巡航 ] 是指不开加力达到较高的超音速巡航速度。二代机就已达到了两倍音速,但常规战机超音速飞行时需打开发动机的加力燃烧器,油耗飙升数倍,因此超音速飞行只能持续很短的时间和距离,一般用于攻击前的冲刺,或者攻击后快速脱离,实际空战还是在亚音速区域进行。米格-25/米格-31号称可以超巡,但它们是依靠巨大的机内载油量,开加力实现较长时间的超音速飞行,而且是截击机构型,机动性很差,几乎没有格斗能力。英国的闪电和台风也号称可以不开加力超过音速,但这是在无外挂条件下略微超过音速,不具备实战意义。而四代机的代表F-22按照超音速巡航优化整体气动设计,具有出色的超音速升阻比,军用推力就可实现1.5马赫的长时间巡航,而且因为采用内置弹舱,超巡时保有全部空战能力。

F-22服役后和F-15/F-16进行了大量模拟空战试验,对抗中只要F-22进入高马赫数超巡状态立刻就game over了。无论是加速还是巡航,三代机将加力开到最大都无法跟上一骑绝尘的F-22。F-15/F-16追击一会就得退出去找加油机,而F-22油箱内还剩很多燃油。

打个夸张点的比方,三代机就像是个短跑好手,这天参加比赛,同场竞技的是个跑马拉松的,但是跑短跑的发现他以百米冲刺的速度却怎么都赶不上马拉松的配速。而且人家已经跑完了半马,短跑的追了两百米,气喘吁吁地退赛了,跑马拉松的仍在闲庭信步般继续跑完剩下的半马。

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[ 超(音速)机动 ] 包括超音速条件下的加速、爬升、盘旋、滚转等性能以及可控的过失速机动性。以机动性著称的三代机,实际上只能在亚音速条件下做机动,一旦进入超音速区域,机动性能急剧下降,基本上只能保持直线飞行。四代机则可以在超音速条件下做出大幅度的机动。例如苏-27稳定盘旋过载要达到6.5G,必须满足中空、0.9马赫以下等条件,超音速状态最多达到3G,有人戏称苏-27的超音速滚转性能和拖拉机差不多;而F-22同样达到6.5G时速度可以保持在1.7马赫。这就是代差,四代战斗机利用1.6马赫的超音速机动并发射空空导弹,三代机基本是无法摆脱的;而三代机用亚音速发射空空导弹攻击四代机,四代机以超音速机动可以轻易摆脱。

不光是超音速机动性强,四代机在各个速度范围内的机动性都很强,能进行可控的过失速机动。苏-27得以成名的眼镜蛇动作,实际上是在特定高度和速度下实现的不受控飞行,进入眼镜蛇特技状态后飞行员几乎失去对飞机的控制,直到退出这一状态。而F-22凭借矢量推力,从正100度到负40的巨大仰角范围内都可以实现飞机的稳定控制和机头精确指向。

还是上面那个比方,短跑好手在慢跑时能做出很多跳跃、急转身的动作,但是如果是百米冲刺的速度,他就只能直线奔跑,没有余力再做动作了。而跑马拉松的在他高速奔跑的过程中还能跳跃、拐弯、翻跟斗,速度一点不拉下,这和跑短跑的就完全不是一个级别了。

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?[ 超低雷达探测面积 ] 也就是通常说的隐身性。没有隐身设计的第三代机,正面雷达截面(RCS)在1平米以上,一般估计苏-27约为15平米,F-15约为10平米,F-18C/D为3平米,F-18E/F为1平米,F-16为1-2平米,歼-10A为1平米,歼-10B约0.3平米,三代半的阵风和台风在0.1-0.5平米之间。雷达的探测距离与RCS的四次方根呈正比,RCS降低10倍,雷达探测距离减少一半左右。雷达截面积小于0.1平米才被认为具有隐身性能,而F-22的RCS据说在0.005-0.01平米之间,实际数据仍是绝密,洛马自己宣称F-22的RCS等于一个玻璃弹珠。假设大型预警机发现F-15的距离在400公里,它发现F-22的距离则只有70公里左右。

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?[ 高信息优势 ] 四代机采用最新航电技术,集成度更高,雷达、光电探测性能都比上一代有质的飞跃。以电子性能最强悍的F-35为例,采用了“宝石台”综合航电构架,光纤高速数据总线,APG-81有源相控阵雷达。开创性的EODAS分布式孔径光电系统,配合头盔显示器向飞行员提供围绕机身的全景视野,飞行员能够“看透”飞机的底部和侧面。保型安装的EOTS光电跟踪系统可对空对地红外探测并激光指示目标。综合核心处理器的运算速度高达1兆次/秒,是F-22的十倍,将雷达和各种传感器的信息高度综合处理,极大地提高了飞行员的事态感知能力,减轻了工作强度。三代机需要外挂的各类导航、前视红外探测、激光指示和电子战吊舱均被高度集成到机身之内,电子战性能丝毫不弱于过去需要伴随攻击机群进入战场的专职电子战飞机。

继续刚才的比喻,现在短跑和马拉松的人不光要比跑步,还要对打。短跑的不但速度比不过,灵活性比不过,跑马拉松的还批了件隐身斗篷,不跑到跟前根本看不出对手在哪。而跑马拉松的却有着一副火眼金睛,不管你躲在哪里他都看得一清二楚,这样的单向透明还怎么打下去?

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?- 现有的四代机 -

已投入现役的四代机有两种:美国的F-22和F-35,中国的歼-20。研制中的还有两种:俄罗斯的T-50、中国的歼-31。这五种战斗机中,严格地说只有F-22和歼-20能全部达到四代标准。出于四代战斗机极高的技术壁垒和天价的研制采购费用,在可以预见的未来二三十年中,除了中、美、俄三国,没有任何其它国家或者集团有能力和财力研制出完全达到四代标准的战斗机了。或敌或友,未来天空的主宰尽在其中。

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F-35,在美军体系里是作为高低搭配的低端,以对地攻击为主的多用途战斗机。因为是一机三型的三军通用设计,为兼顾海军陆战队的垂直起落型,身形非常壮硕,被戏称为“肥电”:最大起飞重量31吨,已经达到重型机的标准。它基本不具备超音速巡航能力,机动性也仅仅达到三代水平,甚至更差,是50年来最慢的战斗机;翼载高于二代的F-105/F-104,推重比相当于F-4,隐身性也比F-22差,唯有电子设备靠后发优势达到目前世界上最高水平。另外它开创性地采用了DSI进气道,减轻了结构重量,降低了阻力,增强了隐身性能。

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?T-50,被俄罗斯吹得天花乱坠,但外行人都能看出它就像是拍扁了的苏-27披了一件时髦点的隐身马甲。没有任何遮挡的进气道、两个发动机之间巨大的隧道、框架式风挡和分立式座舱盖、机身表面的各种突出物,只能说T-50具备有限的前向隐身能力。T-50的发动机远逊色于美国四代的两型发动机,气动设计基本沿用苏-27的骨架,偏重于跨音速以下的机动性。机体湿面积过大,超音速阻力相当大,超巡的速度、航程能达到多少值得怀疑。电子设备落后得更多了,看看外露的光电探测器就知道最多只达到三代 的程度。

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?歼-31,沈飞研制的中型机,四代中体形最小的一种。在发动机很弱(目前采用枭龙的俄制RD93中推)、气动布局中庸、机体空间小、航电配置不明(除了可能的主动相控阵雷达外未发现其它先进探测设备)、整体发展未得到军方支持(中航工业自费研发)的情况下,歼-31能达到什么样的水平确实并不太乐观。可能四代的技术特征都能沾上点边,但都不会太突出。当然它还在改进中,而且前轮的双轮结构也有上舰的可能性。

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?F-22,第四代战斗机的标杆,首次实现了战斗机全向隐身、超音速巡航及超音速机动,再加上先进的雷达系统,在上世纪九十年代就将世界上所有已装备或者在研制中的战斗机远远抛在了后面。1990年YF-22原型机首飞的时候,我国才刚刚吃透50年代末水平的米格-21技术;世界上最后一种二代机歼-8II还未量产;前苏联的三代机苏-27和米格-29才入役没几年;欧洲的台风和阵风战斗机更还要晚几年才问世,也仅有一两项指标勉强接近F-22,被称为三代半;即使是8年后首飞的歼十也仅仅达到F-16中期的水平。代差构成了绝对优势,在与三代机王者F-15C进行的模拟空战中打出0:104的记录,更令F-22成为神话一般的存在。

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- 歼-20登场 -

二十年过去了,F-22依然傲视群雄。美国只是对其电子和武器系统进行了有限升级并计划服役到2040年,认为在可以预见的将来它都将打遍天下无敌手。直到2011年1月11日,歼-20的2001号验证机横空出世,终于让美国人的脊梁骨感到了一丝寒意。

这不是夸张的说法,当天美国国防部长罗伯特 · 盖茨正好在北京访问,据说他很生气,甚至准备中断访问,因为歼-20的首飞“是对他本人和美国的直接侮辱”(时任美国驻华大使洪博培语)。后来他没中断访问,而是不顾外交礼仪在和胡锦涛会见时当面询问中国是否试飞了新一代战斗机。胡总的回答是这是一次事先计划好的试飞,和盖茨的访问绝对没有任何关系。

那为什么他会这么生气呢,因为正是由于盖茨对中国军力发展速度的严重低估和误判,在他任上于2010年将F-22停产,使F-22的产量从空军计划的750架最终停留在了183架。为此他甚至和空军闹翻,开除了一批支持生产更多F-22的空军高层。而他自己也在半年后黯然下台,如今被空军看作杀死F-22项目的罪人。

虽然歼-20曝光后西方各种媒体都在不断对其进行质疑和唱衰,但能让世界第一航空大国的美国倍感侮辱,他们心里非常清楚这将是怎么一个对手。无论是普通军迷还是航空专家,第一眼看到歼-20银河战舰般惊世骇俗的造型时,内心的震撼都是无与伦比的。

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?和F-22树立起的四代机形象相比,歼-20显得如此另类。在西欧各国只能联合制造三代中型机的时候,中国自行研制的第一款四代机居然是重型的。实际上歼-20是四代机里长度最长、机体空间最大的(比F-22长两米以上,容积约大20%),见以下三种重型机的主要尺度对比:

F-22:机长18.8米,翼展13.56米,翼面积78.04平米,空重19.7吨,最大起飞重量38吨(洛马官网数据)

T-50:机长19.8米,翼展13.95米,翼面积78.8平米,空重18吨,最大起飞重量35吨(Wikipedia摘自航空周刊等权威媒体,T-50虽然发展自苏-27,实际尺度比苏-27还略小)

歼-20:机长约21米,翼展约13米,翼面积约78平米,空重估计19.4吨,最大起飞重量36吨以上 (没有任何准确数据被披露,不论是权威媒体还是普通军迷都只能通过卫星照片和传统航空制造技术进行粗略估算)

单从数据上看,除了长度以外,三种重型机的主要尺度不分伯仲。但当数据转变为立体的三面图时,歼-20立刻显出它的卓尔不群,它不但机体庞大,气动布局的复杂程度更是在整个战斗机发展史上都极为罕见。下面是五种四代机的三面图对比。

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?从上图可见,中间的三架飞机几乎是一个模子里刻出来的,都采用了传统的主翼加平尾加垂尾的正常气动布局。F-22是洛马研制的四代机鼻祖,F-35则是洛马在F-22的基础上发展设计,他俩长得像毫不稀奇;沈飞研制的歼-31基本上就是F-22加F-35的山寨版,除了是双发,俯视和F-35就是孪生兄弟,侧视则是小号的F-22,特别是垂尾完全一样。而去年珠海航展亮相的新歼-31模型有相当大的改动,凸起的座舱盖和基座愈发像F-22了,垂尾则改成了F-35那样的后倾设计,还是在围着它俩转。

T-50基本继承了苏-27的气动设计,也是正常气动布局,只是对机头、机翼、发动机吊舱进行了隐身修型,采用了小尺寸的全动垂尾,唯一的亮点是可动的进气道上沿,但它能起到的增升、提高机动性、隐身等方面的作用也是相当有限的。

最后看歼-20,它史无前例地采用了升力体 DSI进气道 全动鸭翼 大边条 无尾三角翼 全动垂尾的极端复杂设计,整体造型就像一把尖锐的飞镖,划破长空。

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延伸阅读: 居里夫人 无影手 袁思雯
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      2018/10/6 23:12:28

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