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解放军歼20将做重大修改 “整容”幅度全看动力

一架编号为“2011”的歼-20在上周悄然现身中国主要军事论坛,并迅速引发了国内外媒体的广泛关注。很多细心的网友通过与前两架歼-20的对比,发现这架“2011”号机与两位前辈比有诸多不同之处,无论是编号还是外形的变化,都说明中国的歼-20研制已经步入一个崭新的阶段。而从世界范围上看,“2011”号的出现充分证明中国歼-20这种第五代隐形战机的研制与美国、俄罗斯有很大的不同,堪称“中国特色”。

演示验证唱独角

在2011年歼-20首飞后,网络上曾经流传出一张李刚、雷强等众多试飞员的合影照片,照片背景上赫然写着“热烈祝贺718工程验证机01架首飞”的标语。因此严格意义上说,后来网络以及各种媒体用歼-20“2001”号机“2002”号机来表述,实际是并不准确的。现在来看,歼-20实际是中国已经确定的、由成都飞机工业(集团)主导研制的中国第五代战斗机项目编号,而大家以前看到的“2001”号“2002”号战机,实际是歼-20这个大项目下“718工程”的01架验证机和02架验证机。

从网络上的一些资料以及外媒的报道来看,中国的第五代战机是成飞经过了和沈飞的竞标,最后胜出的。不过美军的第五代战机却是先有验证机演示,然后才是竞标。例如美军第五代战机的“先进战术战斗机”项目(即后来的F-22战机)是在1985年9月发布项目意见书,1986年10月,洛克希德和诺斯罗普被选为最后的两个竞争者。这两家公司要在50个月的演示验证阶段内(即1990年12月之前),分别建造出YF-22和YF-23两种原型机并实现首飞。这里说的原型机,其实并不是接近量产上的样机概念,而是类似于中国“718工程”的工程验证机。

1990年8月,YF-23使用F-119发动机实现首飞;1个月后YF-22使用F-120发动机实现首飞。洛克希德和诺斯罗普分别造了两架验证机,向美国空军演示超音速巡航、高机动、隐形等性能。YF-23总共飞了50架次,累计时间65.2小时,而YF-22却达到了74架次,累计时间91.6小时。虽然YF-23首飞领先,但却没有把领先保持到最后,最终YF-22获胜。需要注意的是,YF-22和YF-23的这种演示飞行,其中已经包含了第五代战机超音速巡航、超机动等的特征,这和俄罗斯T-50乃至中国“718工程”的01架验证机首飞后的表现有着极大的不同,其主要原因还是中俄两国在航空动力上存在短板,无法为验证机提供符合要求的发动机。

中国是先竞标再演示,美国是先演示再竞标。这种顺序的不同,很大程度上体现了两个国家在航空技术水平、航空产业机制等方面的差异。

中国原型机研制

和俄罗斯不同,反倒接近美国

中国和俄罗斯的五代机研制都受限于先进的航空动力,但在原型机的研制上,中国却和俄罗斯不同,反倒更接近于美国。

尽管中美两国战机在五代机的竞标、演示的顺序上不同,但是在具体的工程实践模式上却基本一致,也就是先造演示验证机,然后通过验证机的试验,来修改设计,进入“工程制造发展”阶段,建造更接近生产型号的原型机。例如相比YF-22,美国在工程制造发展阶段的F-22飞机就发生了一些外形上的变化。例如机翼的后掠角度减少了6度,水平尾翼形状和垂直尾翼的倾斜角度也做了修改,座舱位置也进行了移动以便让飞行员获得更好的视野等。而这次编号“2011”的歼-20战机也被认为是全状态的原型机,相比从前的2001和2002号战机,也出现了多处修改,包括主翼动作筒缩小、进气口形状改变、机头下方安装有EOTS传感器、垂直尾翼切尖、发动机尾喷管缩短、座舱盖加装加强框等。

而俄罗斯T-50的研发则是另一条道路。尽管俄罗斯的第五代战机没有像美国洛克希德和诺斯罗普那样公开打擂台,但俄罗斯前期生不逢时的米格1.42战机和曾经名噪一时的苏霍伊S-47金雕前掠翼战机,却一定程度上可以看成俄罗斯第五代战机的预演。不过随着俄罗斯启动PAF-FA(未来前线战斗机)项目启动和苏霍伊T-50的中标,俄罗斯的第五代战机似乎走上了一条快速发展的“捷径”。

之所以说是捷径,是因为和中美五代机先从“技术验证机”入手的道路不同,俄罗斯T-50现在已经造了5架原型机,其外形除了有的取消空速管以外,几乎毫无变化。这对于一种新设计的第五代战机来说,有点不可思议。俄空军司令甚至宣布T-50在2015-2016年就将服役。这固然可以理解为俄罗斯在空气动力学上的突出造诣,苏霍伊的设计师太过于逆天,可以行云流水般画出一架完美的战机,但实际更可能是由于T-50为了避免技术跃进的风险,而应用了大量成熟的技术。很多网友对俄罗斯T-50战机几乎毫无遮挡的进气道口、布满铆钉的粗糙机身耿耿于怀,甚至觉得T-50不要说赶上F-22,就连中国的歼-20也颇为不如。但对于俄罗斯航空工业来说,迅速研制一种说得过去的“准五代机”,然后尽快装备部队或者引来印度、巴西等国家联合研制来注入资金,远比研制技术复杂的真正五代机要划算得多。

新锐观察

新歼-20真的是“改头换面”吗?

有的媒体评论:这次新的歼-20原型机与原来相比有多达七八处的显著变化,这种“改头换面”式革新显示中国航空工业雄厚的技术深度,因为没有足够的技术储备是完全不可能在如此短时间内对飞机做如此大的修改。应当承认,歼-20项目的出现确实反映了近几年中国航空工业的巨大飞跃,但这次歼-20真的是“改头换面”吗?

“改头换面”用一句通俗的话来说,就是“整容整的老妈都不认识了”。然而从2011号原型机和前两架工程验证机的对比来看,还不至于达到这样的程度。起码2011号原型机的气动布局没有修改,鸭式布局没有动、垂尾布置没有动,这说明初始的气动设计基本在前两架验证机上经过了检验。

至于现在出现的垂尾切尖、动作筒减小、进气道外形改变等修改,更多是对验证机在飞行测试时出现问题的“修形”,无论如何也是谈不上“改头换面”。而且这种修改,也必然在中国战机设计部门的预想之内。至于说座舱盖的改变,连修形都算不上,而只是一种改进提升而已。

除了外形上一些变化外,外界最关注的就是2011号战机的下巴下面出现了类似于美国F-35的光电瞄准系统。从位置和功能上来看,无论是F-35的EOTS光电瞄准系统还是中国歼-20的类似装置,其主要作用在于对地攻击,也就是相当于把现在很多第三代战机携带的先进瞄准吊舱功能浓缩成盒子大小的装置,然后在外形上要符合空气动力学的原理,尽量不增加飞机的阻力,因此在制作加工工艺上难度极高。

但歼-20作为中国的第一种第五代战机,是否要突出对地攻击性能,是一个疑问。即便是这种光电瞄准系统体积已经大大缩小,但仍会影响飞机外形的流畅性。这对于一直缺少强大航空动力的中国来说,就不是一个完全忽视的问题。因此这种光电瞄准系统很可能是一种选配的装置,未来可能装备在更有针对性的型号上,例如舰载型隐形战机。

关注焦点

新版歼-20 发动机没有大变化

在2011号原型机出现前,就有很多网友憧憬新一代的国产发动机能否现身。然而这次仍然让那些为歼-20牵肠挂肚的军迷有点失望。因为发动机部分除了尾喷管缩短以外,仍然没有大的变化。一些媒体还猜测2011号机很可能采取了与歼-10B一样的俄罗斯AL-31FN-M1涡扇发动机,而且还认为这种发动机相比以前的AL-31F,推力提升了800公斤。甚至有媒体引用匿名者的猜测,认为依靠AL-31FN-M1,歼-20还是能获得有限的超音速巡航能力。

其实既然是匿名者,就说明提出这个观点的人本身都对这个猜测心里没底。和网络流传的加力推力指标16吨的涡扇-15相比,13.5吨级的AL-31FN-M1要推动歼-20实现超音速巡航,只能说理想很丰满、现实很骨感。在中国的各大军事论坛上,仍然有网友在问涡扇-15的进度如何,性能咋样,但一般没人理睬。就连那些呼风唤雨、善于倒腾内幕消息的网络大神们,也都不约而同地回避了这一问题,生怕砸了自己的牌子。

发动机是战斗机的“核心竞争力”,其性能直接影响战斗机的表现。和那些外形的小变化相比,军事爱好者们其实更希望专用于第五代战机的国产大推力发动机能够出现在歼-20的身上。这不仅是一种心理上的期盼,还因为越早实现国产发动机的“换装”,就能够更早实现对第五代战机的一些特性(包括超音速巡航、超机动)等进行测试,有利于整个项目的顺利进行。

可以想象,如果在三四年甚至更久以后才能出现与美国F-119发动机推力相当、具有推力矢量功能的国产发动机面试,必然涉及到整个飞机气动、飞控设计的重大修改。这无疑会影响整个项目的进度。

蓝图

解读

不同于F-22“高大上”

也不同于T-50“螺蛳壳里做道场”

歼-20小步快跑向前进

由此来看,中国的歼-20项目既不同于美国F-22的“高大上”一步到位,也不同于俄罗斯T-50的“螺蛳壳里做道场”,用准五代机来代替,而是采用类似中国海军舰艇的方式,以“小步快跑”的方式来向目标迈进。

这种“小步快跑”有可能类似现在歼10到歼10B的变化。也就是像很多外媒猜测的那样,利用国外发动机或者改进型的太行发动机,来实现第一批歼-20的定型。这一批次的歼-20除了在超音速巡航上不太符合“标准”以外,在隐身、超机动、战场环境感知能力上,将达到第五代战斗机的标准,并且在主场作战的条件下,具备对抗外国第五代战机的能力。而一旦中国的涡扇-15研制成功,那么新一批次装备国产涡扇-15发动机的歼20改进型将完全实现不开加力的超音速巡航,从而具备全面对抗甚至压制国外第五代战机的能力。

同时,如果涡扇-15的性能足够强悍,达到外界所流传单台最大推力的161.86千牛、中间推力105.22千牛,全面超过美国F-119的155.68千牛和97.86千牛,并且具备三维矢量喷管,那么歼-20的改进型有可能还会发生更为显著的变化,例如对机身、机翼进行更重大的修改。这种进展可就近似于“大步前进”。与前期装备的歼-20相比,这种新构型的歼-20“大改”,其中的差别不亚于F-22到FB-22的变化,再加上的航电和武器系统的改进,这一批次歼-20可能具备一定对抗第六代战机的能力。

无论是小步快跑还是大步前进,中国五代机这种螺旋式发展的发生,可能会持续相当长的时间。也许到了中国第六代战机的研制的时候,中国航空工业的长期积累才能让我们看到中国第六代战机技术全面超越创新成果,体会中国式“高端大气上档次”的魅力。

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F-22造了几架原型机?

F-22的发展测试可以大致分为两个阶段,前一个是YF-22的演示验证阶段,而后一个是工程制造发展(EMD)阶段。在YF-22的演示验证阶段,洛马公司制造了两架演示飞机。根据美国空军的资料,F-22在工程制造发展阶段总共建造了9架测试飞机,编号从4001到4009。1997年9月,首架工程制造发展阶段、编号4001的F-22战斗机进行了首飞。从制造时间来看,测试机的生产速度也是越来越快,例如1997-1998年,每年只生产1架测试飞机,1999年生产2架,而2000年则生产了3架测试机。

特别是从4004号测试机开始,装备有完整的航电系统和控制软件。也就是和未来部队真正用来作战的F-22相比,几乎没有分别。试飞员可以用其进行目标定位、瞄准和攻击性能的测试。从4004号开始,F-22工程制造发展阶段开始了完整航电系统的整合测试,包括雷达探测性能、通信和敌我识别、武器性能测试。此外,在4003号测试机之后,洛马公司还生产了两架编号为3999和4000的飞机进行静力试验测试。

从YF-22开始,美国总共制造了2架演示机和9架测试机。而9架测试机最后的2架,则进入了美国空军进行了“初始装备测试与评估”(IOTE)。可以说这些最后阶段的测试机,和现在我们看到的正式装备的F-22几乎已经没多大差别了。美国空军透露整个工程制造发展(EMD)阶段总共进行了2546次共4583小时的试飞。

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