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帖子主题:从无到有,第一款国产隐形战机——歼20

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从无到有,第一款国产隐形战机——歼20

从无到有,第一款国产隐形战机——歼20

歼-20(英文:J-20,代号威龙,北约代号:火焰獠牙 Firefang)是中国成都飞机工业(集团)有限责任公司为中国人民解放军研制的第四代(根据苏联传统分类和美国2009年后分类方式两者已统一)双发重型隐形战斗机,用于接替歼10、歼11等第四代空中优势战机,该机将担负中国未来对空、对海的主权维护任务。

歼-20采用了单座、双发、全动双垂尾、DSI鼓包式进气道、上反鸭翼带尖拱边条的鸭式气动布局。机头、机身呈菱形,垂直尾翼向外倾斜,起落架舱门为锯齿边设计,机身以深黑色涂装,而歼20(2012)采用类似于F22的高亮银灰色涂装。侧弹舱采用创新结构,可将导弹发射挂架预先封闭于外侧,同时配备中国国内最先进的新型格斗导弹。

首架工程验证机于2011年1月11日在成都实现首飞。

2014年12月10日下午编号2015的歼-20进行飞行,该机有明显的改正,在机尾尾撑处做了削尖处理。

研发背景

中国在成功研制出歼-15重型舰载机之后,已经基本掌握了重型舰载机的关键技术,但歼-15相对于美军的F-35C舰载机已经相差一代,中国第二代舰载战斗机必须达到第五代战斗机的水平,在作战能力上,要能够与F-22和F-35战机进行有效对抗,对国外典型的四代改进型战斗机,如F/A-18E/F、F-15K、F-15SG、台风战机等保持全面优势。按照通用化和减少成本的考虑,在歼-20战斗机基础上发展一种重型舰载战斗机,非常符合中国实际情况的正确选择;同时,在该机的基础上,还可以进一步发展歼轰-20双座多用途战斗轰炸机,以及歼电-20高性能隐身电子战飞机,走系列化发展之路。

研制历程

歼-20隐形战斗机于2011年1月11日中午12时50分左右进行首次升空飞行测试,13时08分成功着陆,历时大约18分钟。整个首飞过程在歼10S战斗教练机陪伴下完成 。

从无到有,第一款国产隐形战机——歼20

歼-20第二次试飞, 继2011年初的首飞后不到100天,中国新型的隐形战机歼-20完成了第二次试飞。2011年4月17日下午4点25分,歼-20的第二次次试飞在四川成都某机场进行,试飞时间持续90分钟,是首次试飞时间的5倍。

2011年5月12日15时30分,歼-20进行了第五次试飞。此次歼-20试飞在空中进行了许多机动动作,包括S型机动,横滚机动以及大角度转弯等机动动作。起降的过程中,歼-20侧弹仓开启。

2011年5月16日报道,歼-20战机在5月14日再次进行试飞。

2011年6月1日和6月3日,歼-20在成都某机场连续三天进行了两次试飞,这表明歼-20的试飞强度在逐渐增大。

2011年9月10日,网友上传了有史以来最为清晰的试飞视频,视频显示,歼-20两次起飞分别用时17秒和13秒,第二次使用了部分加力起飞,并且机动性能出色,同时机尾发动机蓝色火焰明显与歼10等红色火焰有明显对照,起飞时机尾部气浪压缩剧烈似液态波浪(光线折射所致)。

从无到有,第一款国产隐形战机——歼20

2011年9月25日,在成都某机场,中国第五代战机歼-20的工程验证机再三次进行了长时间试飞,当日的试飞创造了歼-20自曝光以来一日多次试飞的新纪录,据称歼-20在试飞过程中多次进行了绕八字,低空高速通场后大仰角拉起,开加力小半径转弯等惊险飞行动作,展现出强大的低空机动能力。

2011年12月15日,网友再次上传歼-20试飞精彩图片。由此,歼-20全年试飞接近尾声。一年试飞62次,超俄T-50。

2012年后歼-20试飞频率大增,有时一周可以试飞多次。

2012年3月10日,我国某机场一架编号为2002的歼-20战斗机正在进行低速滑跑测试,即将首次试飞,照片显示这架歼-20战斗机在露天进行了 一系列科研调试,并和2001号歼-20飞机停在一起。2002号J20外形改动明显。

2012年05月12日,J-20第一架原型机2001转场,飞往650kM外的阎良试飞院,意味着J-20已被空军选中。转往试飞院进行高级测试。

2012年6月16日,歼-20第二架原型机(2002)进行首次试飞。

2012年8月26日,2002号歼-20进行第11次试飞。

2012年10月20日,第三架原型机被曝光。机身没有涂上编号,而且经过对比,空速管也比前两架短了许多。

2012年12月04日,歼-20再度试飞。

从无到有,第一款国产隐形战机——歼20

2013年7月2日,备受关注的中国第五代国产隐形战机歼-20再次升空,进行了2次各长达1个小时的试飞,试飞中主弹舱首次挂弹。此前,歼-20战机已由成都转场阎良试飞。有分析称,在成都试飞,属于厂家的摸底试飞,而在阎良中国试飞研究院试飞,叫定型试飞,这是整个试飞过程的第二步。按照惯例,经过中国试飞研究院试飞后,这种战机即进入试生产阶段,随后就会进入空军部队开始正式服役。

2013年7月21日,歼-20再度试飞,并挂载两种新型格斗导弹,包括霹雳10新型格斗导弹。

2014年3月1日,中午12点左右,2011号歼20战机成功首飞,伴飞的是1架歼10S战机。11点30分左右2011号歼20战机成功降落。

2014年3月8日,一架编号为2011的歼-20第五代战斗机成功首飞,标志着我国歼-20战斗机的研制迎来一个全新的阶段。

2014年7月,一架编号为2012的国产隐形战斗机歼-20进行了地面滑行测试。有网友拍摄到该架编号2012歼-20五代机已经成功首飞。

2014年11月20日,歼-20的2013号原型机在成都飞机制造厂首飞成功,该机是歼-20的第五架原型机,也是改进批次的第三架原型机。

2014年12月10日下午,刷涂编号2015的第6架国产第四代战斗机歼-20升空进行首次试飞。该机是歼-20的第六架原型机,也是改进批次的第四架原型机。值得注意的是,相比之前已经完成首飞的歼-20,2015号机又有了新的改动,在机尾尾撑处做了削尖处理。

从无到有,第一款国产隐形战机——歼20

结构处理

歼-20作为中国第五代重型隐身战斗机,融合全球多种优秀战机的设计于一体。这些技术包括:

美国F-22的菱形机头和整体式黄金镀膜舱盖,从2011号机开始,改用F-35那种内置加强筋的一体化舱盖,据此推测舱盖变薄,以更及时的穿盖弹射方式跳伞,节省了抛盖的0.3-0.4秒;

美国F-35的光电分布式孔径系统(EODAS),也被技术人员整合到歼-20战斗机上。歼-20是世界上第二架应用EODAS的战斗机。

美国F-35的DSI进气道改进型(歼-20为可调DSI的次世代进气道)

美国F22的弹舱布局:机腹下部为主弹舱,机腹两侧为格斗弹舱。不仅如此,为了加强隐身能力,歼-20还在弹舱上使用了先进的锯齿型舱门。

中国歼10的鸭翼的改型(中国五代采用了上反鸭翼,与下反主翼等翼面配合,共生涡升效应);

多种四代机(如美国F/A-18)采用的大边条及翼身一体设计的改型;

俄罗斯T-50的全动垂尾(歼-20为全动差动垂尾)、推力矢量(实为殊途同归);

俄罗斯米格1.44的后机身设计(窄间距双发动机喷口,宽间距外倾双垂尾及腹鳍等——都属于超音速减阻措施)的改型。

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鸭式布局

歼-20采用单座、双发、全动差动双垂尾、DSI进气道(无附面层隔道超音速进气道)、上反鸭翼带尖拱边条的鸭式气动布局。歼-20的鸭翼相对主翼的位置比歼-10进一步靠前,增大了力臂,增强了效用,所以较小的鸭翼就可以达到很大的作用。

此布局使飞机拥有较优秀的超音速控制率,良好的大仰角升力特性,较大的瞬时攻角与滚转率。但鸭式布局最大的缺点为最大攻角与持续攻角的矛盾性,并且鸭翼偏转时产生强度较大的镜面反射回波,对飞机头向RCS影响甚至比常规布局飞机大。

翼面全动

歼-20的鸭翼是全动的,歼-20的双垂尾也是全动的。国外已知战斗机中,只有T-50带有全动垂尾,F-22和F-35都是常规的固定垂尾加可动舵面。

可动边条

歼20可动边条,位于鸭翼和机翼之间。歼-20的边条是非常小,比较狭窄,在鸭翼后面。边条可以可控下垂,可动边条可以强化涡升力,并且可以控制涡流走向。

DSI进气

歼-20采用了DSI(无附面层隔板超音速进气 ),用三维复杂曲面的凸曲面(鼓包状,用于压缩气流)把进气中的附面层迎面剖开,然后用压力梯度顶到进气口的两角泄放。

歼-20的 DSI 有三个特别的地方,一是不对称,凸曲面的位置偏上,而不像常规DSI的对称设计,这可能是照片不清晰造成的错觉;二是进气口侧唇口带有后掠,这是世界上已知 DSI 中绝无仅有的;三是歼-20的进气口是可调的,这也是第五代战斗机中唯一采用可调进气口的。

腹鳍设计

有第五代战斗机中,歼-20是唯一采用腹鳍的,F-22、F-35、T-50 都没有采用腹鳍。T-50 或许可以用推力转向补充大迎角方向稳定性的主动控制,F-22、F-35 可没有这样的能力,F-22 的推力转向只能上下动,不能左右动。

隐身设计

“J-20”战机空中机动时前端鸭翼的偏转,以及机尾固定的腹鳍,都会在飞机前方和侧面形成较大的雷达反射面。

消息称已经采用的局部等离子体隐身技术、反无源探测涂料,可以使中国五代重歼隐身性能达到或超越F-22。

坐舱设计

歼-20的仪表板采用了一个尺寸为8×20英寸的大型全景多功能显示器(MFDS),截止到2014年最大的战斗机显示器,它由Rockwell Collins公司的Kaiser 电子分公司研制。实际上它是由两个并排在一起的8×10英寸投影显示器组成,其分辨率分别为1280×1024。这两个显示器是完全互为备份的。当一个发生故障时,所有的功能都可在另外一个显示器上显示。MFDS将显示传感器、武器和飞机状态数据,以及战场环境、战术和安全信息。大范围的战术水平态势可以全屏显示,也可以在平面上分割成若干小窗口分别显示不同的信息。

采用两种方式对系统功能进行控制:一种是触摸屏方式;另一种是通过设置在驾驶杆和油门杆上的各种开关和电位计旋钮实现的(HOTAS)。两台显示器分别由两个处理机提供对原始信息的加工处理。MFDS采用微型有源矩阵液晶显示器(LCD)作为成像源。每个显示屏的投影系统分别由3个弧光灯进行照明。Collins公司提供所有的显示驱动和第一层次的应用软件。

歼-20的头盔显示器系统(HMDS)将取代传统的平视显示器(HUD),不仅节约了费用,而且也显著地降低了系统的重量。HMDS是由视觉系统国际(VSI)公司研制的,这是一家由美国Collins公司和以色列EFW公司(以色列Elbit系统公司的子公司)组成的合资公司。它还为F-15和F/A-18E/F提供联合头盔提示系统。HMDS包括三大部分:头盔显示器、DMC-H、头盔跟踪系统。HMDS系统是光电系统和飞行员头部位置跟踪装置的组合,它将为飞行员显示关键的飞行状态数据、任务信息、威胁和安全状态信息,同时系统还可以为飞行员引导机载武器和传感器(如雷达和EOTS)指向所关注的区域;或发出视觉提示,告诉飞行员应该关注的区域。

弹仓设计

歼-20在机腹部位有一个主弹仓,机身两侧的起落架前方各有一个侧弹仓。歼-20的侧弹舱门为一片式结构,这个弹舱舱门向上开启,弹舱内滑轨的前端向外探出,使导弹头部伸出舱外,再直接点火发射。

值得注意的是,歼-20的侧弹仓门,为一片式结构和起落架仓门是衔接的,共用一条锯齿缝,两个仓之间相互被隔断,但是表面盖板却是相邻的。这样的设计减少了一条散射缝,对隐身有利。歼-20在弹出导弹发射架后,弹仓舱门依然可以关闭。这样的设计有利于减小阻力和飞机的雷达反射面积,是一种非常好的隐身设计。

这个结构非常简单,只需要一个旋转机构和一个液压作动筒,就完成了全部发射动作,如图所示,新型格斗导弹被安装在一个旋转机构的挂架上,当导弹发射时,侧弹舱舱门打开,导弹挂架被旋转机构转出舱外,然后侧弹舱舱门关闭,导弹在挂架上发射。应该说,歼-20的格斗导弹发射方式设计的更聪明,避免了很多气动和强度上的麻烦。一般来说,格斗弹锁定时机往往只有2至3秒的时间,从按电钮-电机启动-舱门全开-导弹发射这4个步骤下来耗时至少得3秒,确实会贻误战机。歼-20的格斗导弹可以事先放在舱外,这就是巨大的发射时机优势,可以比F-22更早发射。如果格斗战全过程打开侧弹舱对气动效果影响较大,飞机的颤动和乱流导致的阻力增大会降低机动性能。

武器配置

根据2013年歼-20带弹试飞试飞照片显示,歼-20的侧弹仓则各携带1枚导弹,而主弹舱只能携带4枚导弹。

歼-20装有外挂点,可在牺牲隐身能力的情况下加大带弹量。

在接敌过程中,歼-20的可以用机载空对空导弹攻击敌机,加上未来配备的可大角度离轴发射的导弹。

据推测,歼-20的可选装备如下:

(1)远程空对空导弹:霹雳-21,中程空对空导弹:霹雳-12D,近程空对空导弹:霹雳-10,近程空对空格斗导弹:霹雳-8;

(2)精确制导滑翔炸弹:雷石-6;

(3)机炮:一门23毫米双管航空机炮。

从无到有,第一款国产隐形战机——歼20

隐身

歼-20总体上采用了隐身设计,鸭翼和腹鳍的存在对隐身构成了不利影响,正面RCS值应该会大于F-22。但鸭翼、腹鳍面积都非常小,歼-20的正面RCS值仍然会比T-50和F-35小。

总的来看,歼-20的外观特征反映和体现了设计者力求在隐身、机动和超音速巡航等技术指标上实现平衡。

机动

不论亚音速、超音速,还是高音速状态下,歼-20的俯仰、侧滑、横滚、盘旋的能力和限制迎角操控效率,也就是战斗过程中的作战能力,均超过了俄罗斯五代机T-50,远好于美国五代机F-22,可以轻松做出种种不符合常规、超乎想象的恐怖动作。

2014年10月,在网络上曝光的2012号歼-20隐形战机进行试飞时的照片。图中歼-20战机在空中连续做出了多个高难度的飞行动作,展现了其优异的空中机动能力。

从无到有,第一款国产隐形战机——歼20

设计

从已经曝光的照片分析,歼-20作为中国第五代重型战斗机,融合全球多种优秀战机的精彩设计于一体,这些技术包括:

1、美国F-22的菱形机头和整体式黄金镀膜舱盖(歼-20在此基础上进一步优化了升力体设计);

2、美国F-35的DSI进气道改进型(歼-20采用可调式DSI进气道);

3、中国歼-10的鸭翼的改型(中国四代采用了上反鸭翼,与下反鸭翼等翼面配合,共生涡升效应);

4、多种四代机采用的大边条及翼身一体设计的改型;

5、俄罗斯T-50的全动垂尾、推力矢量;

6、俄罗斯米格1.44的后机身设计的改型等。

可以说,中国的第五代重型战斗机集全球优秀四代机和五代机的精髓于一体,是采用现有优秀技术最多、综合最为完善的机型。

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      我不主动找谁说话;我不主动约谁;我不善于表达;我没能力顾及到每个人的感
      2015/7/11 17:19:41

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