殲-20要想「上艦」，體重不能超過23噸！

殲15作為一個平台來說，已經非常不錯。但在美國下一代航母將裝備F-35這種第四代隱形戰機的背景下，研製真正國產的下一代航母艦載機已經勢在必行。因為隨著中國國產航母數量的增加和向藍水的擴展，中國航母的假想敵也肯定不會局限於中國周邊。面對美海軍F-35C以及F-35系列在全世界的擴散，僅憑現有的殲15是無法應付的。

讓四代隱形戰機上航母，這個念頭早在隱形戰機出現後就有了。1971年，美國空軍提出了第四代戰機ATF的概念原型，開始為第四代戰機做初步探索。1976年，美軍開始在ATF中加入隱身的設計，這主要是由於國防高級計劃研究局的「試驗隱身技術驗證機」（XST ）計劃（也稱為「哈維」（Hervey ）或「海弗藍」（Have Blue ）計劃）已經進入工程發展階段，此即後來的F-117戰機。1985年9月，美國空軍發布完整的 ATF 驗證/ 確認階段方案需求。1986 年 4 月，美國海軍宣布加入ATF計劃，表示同意在 ATF 基礎上研製 NATF，用於替換 F-14。而空軍同時也宣布，將在海軍 ATA（先進戰術攻擊機）計劃基礎上研製新一代重型攻擊機。而海軍的這個ATA項目，啟動於1983年，目的是研製一種隱身和高載彈量的重型攻擊機，用以替換當時的A-6攻擊機。1991年，由ATA發展起來的A-12復仇者下馬，海軍決定海軍先進戰術戰鬥機NATF需要更好的基礎成為隱身打擊戰鬥機並將項目變更為A-X項目（海軍的先進未來戰鬥機）。大約在相同時間，美國空軍希望取代F-111的飛機與海軍的項目合并為A/FX——一種多用途二座打擊戰機——建立在舊的NATF/A-X設計。

A-12復仇者

可以說，美國當時的胃口是相當大的，也就是要在海空軍主要戰術戰鬥機全面隱身化，如果在加上後來的B-2戰機，美軍幾乎可以實現空中打擊力量的全隱身。

從軍事迷的角度來看，海軍的這些隱形戰機，無論是N-ATF還是ATA、A/FX以及A-X，設計非常前衛、科幻，充分體現了美國技術的牛叉。然而在實際的「艦機適配」應用上，無疑是一場災難。擋在這兩種戰機前面的最大障礙就是：超重。

N-ATF、A/FX以及A-X這三種外形相似，基本上就是F-14應用F-22技術的翻版。有些網友將之稱為「雄貓隱身版」。但是美國研究來研究去發現這種隱身版F-14已然超出了航母的使用上限。ATA發展出來的A-12更加誇張，一個三角飛翼的造型絕對搶眼，但飛機研發到最後已超重 3.6噸，比預期超重 30%。超重帶來的是起降安全性能上的巨大退步，一方面飛機太重，彈射器難以讓飛機達到起飛速度，另一方面飛機降落也容易失速並對阻攔裝置的衝擊更大。

N-ATF、A/FX以及A-X這三種外形相似，基本上就是F-14應用F-22技術的翻版。有些網友將之稱為「雄貓隱身版」

第四代隱形飛機上艦，會帶來多大的重量增加？這是一個非常關鍵的問題。從美軍F-35來看，海軍艦載型F-35C空重為15.8噸，比空軍陸基型F-35A增加了2.5噸，增長率為18.8%。這個數字的確有些可怕。俄羅斯蘇-27到艦載型的蘇-33空重僅增加了12.3%。全國政協委員、航空瀋陽飛機設計研究所總設計師、殲-15艦載機總設計師孫聰曾經對媒體介紹過，艦載機的空機重量一般比對應的陸基飛機增重10%左右。從這個標準來看，美國的F-35確實有些超標了。當然戰鬥機的空重是一個非常敏感的數字，有人認為美國在這裡故意公布了虛假的數字。

對於中國來說，民間對第四代隱形戰機上艦最大的呼聲就是殲20。這款外形彪悍的「黑絲」不但象徵了中國航空工業的水平，也吊足了中國軍迷對殲15之後未來國產新一代艦載機的胃口。但是在殲20戰機空重我們一無所知的情況下，的確很難判斷這種新銳戰機是否具有上艦的能力。

推測殲-20的空重是一個比較複雜的問題，本文僅是提供參考

不過我們可以從彈射器的最大能量來逆推中國航母隱形艦載機可能的重量。如果中國國產航母的使用蒸汽彈射器的話，其能量不會超過C-13的95MJ，如果使用電磁彈射器的話，我們可以將其設定為稍低於美方的110MJ水平。根據動能方程，按照C-13最大的彈射速度155節來計算，中國可能的「隱身艦載機」在使用蒸汽彈射器的情況下，最大起飛重量不能超過29.94噸；在使用電磁彈射器的情況下，最大起飛重量不能超過34.68噸。從上述這個計算，也可以看出電磁彈射器的優勢。

現在我們按照34.68噸這個數值，如果中國的隱身艦載機突出奪取制空權作戰，那麼在內置2枚近距空空導彈和6枚中距導彈（總重約1.3噸），機內攜帶8噸燃油的情況下，艦載機的空重應該控制在25.3噸左右。而中國的艦載機若側重進攻作戰，那麼可能要通過外掛點來攜帶更多的彈藥，這裡假設為5噸，那麼艦載機的空重則不能超過21.68噸。

網友設計的殲-20艦載機著艦想像圖。

我們這裡的計算較為粗糙，實際的計算和衡量要複雜的多，而且要經過大量的模擬模擬。這個裡我們只是說明隱形戰機成為艦載機可能遇到的困難，尤其是減重帶來的壓力。

從美俄法艦載機的研製情況來看，增重的幅度各不相同，美國F-35C是18.8%，俄羅斯蘇-33為12.3%，而法國的陣風M竟然只有7.3%。但F-35C是單發隱形戰機、蘇-33是雙發三代重型戰機和陣風-M是三代半的雙發中型戰機，這和殲20這種雙發重型隱身戰機的情況都有不同。那麼，我們就按照孫聰委員的10%的指標來計算，那麼根據25.3噸和21.68噸的計算結果，殲20的理想空重為23噸和19.7噸，這樣才能保證殲20改裝成艦載機後，避免超重的麻煩。

有意思的是，對比美國F-22A戰機19.6噸的空重，我們赫然發現上面這個理想指標並不是「高不可攀」。

現代戰鬥機減重，無外乎有兩個途徑。第一是設計上優化，第二是使用新型材料。前蘇聯的蘇-27就充分體現了設計減重的思路。這款使用超過60%鋁合金的戰機，由於廣泛採用結構系統布局一體化、總體、結構布局一體化、結構局部合理化設計等來減輕結構重量，獲得了比採用大量使用昂貴新材料的歐美同類戰機更好的減重效果。

在應用新材料減重上，使用鈦合金和複合材料越來越成為主流。F-22這類四代戰機的為了兼顧減重和高速飛行，大量使用鈦合金和複合材料，其總比例已經達到了66%，而傳統的鋼和鋁合金還不到20%。尤其是鈦合金作為F-22中後機身和機翼結構的主承力構件，佔到了整個飛機結構重量的42%。因此應用鈦合金，成為第四代戰機減重的重要途徑。從最近的媒體報道上來看，中國在航空用鈦合金的發展上十分迅速。

F-22這類四代戰機的為了兼顧減重和高速飛行，大量使用鈦合金和複合材料

在鈦合金研發上，曹春曉院士及其科研團隊經過半個多世紀的拼搏，先後譜寫了中國航空材料領域以TC4（即相當於F-22主要使用的Ti64鈦合金）、TC11、TA12、TD2為標誌的四個重要篇章，其性能水平、生產工藝、流程及標準目前均已達到世界先進水平，當前正在書寫以鈦鋁（TiAl）合金為標誌的新篇章，並已取得重要進展。在鈦合金加工方面，2013年1月18日召開的2012 年度國家科學技術獎勵大會上，北京航空航天大學王華明教授主持的「飛機鈦合金大型複雜整體構件激光成形技術」獲國家技術發明獎一等獎。這意味著我國成為繼美國之後、世界上第二個掌握飛機鈦合金結構件激光快速成形及技術的國家。更加令人欣喜的是，在性能上，根據公開的材料，我國已經能夠生產優於美國的激光成形鈦合金構件，成為目前世界上唯一掌握激光成形鈦合金大型主承力構件製造且付諸實用的國家。

在2013年兩會期間，全國政協委員孫聰在接受新華社記者專訪的時候，也透露了殲15的一些信息，例如「殲-15 項目率先採用了數字化協同設計理念:三維數字化設計改變了設計流程,提高了試製效率；五級成熟度管理模式，衝破設計和製造的組織壁壘。」一些媒體以「殲15首飛機型採用3D列印技術」為題進行了報道，但這實際上並不是孫聰委員的原意。孫聰在訪談中的原話是「鈦合金和M100鋼的3D列印技術(增材製造技術)已廣泛用於新機設計試製過程。其中，於2012年10月至11月首飛成功的機型，廣泛使用了3D列印技術製造鈦合金主承力部分，包括整個前起落架。」這裡面所說的首飛的機型，明顯是指中國第二種隱形戰機「鶻鷹」，而不是殲15。

最近殲-31相比殲-20的進度，似乎動靜不大

在航空複合材料上，主要就是以碳纖維為主的先進複合材料。在這方面中國還有一定的差距。西方國家戰機早就已經採用了T300級別的碳纖維，現在最新的一些新研發裝備則至少使用T800級別甚至更高水平的碳纖維。中國碳纖維複合材料長期處於T300水平，Ｔ700級碳纖維尚處於工程化研究階段，Ｔ800、ＭＪ系列碳纖維尚在攻關。國家「863」計劃高性能碳纖維項目實施後，依託的中科院山西煤炭化學研究院的中簡科技在2008年成立，其T700碳纖維產業化生產線已實現工程化批產，年產量可達300噸。

雖然中國在複合材料上有一定的差距，但複合材料尚無法作為戰鬥機的主承力部件來使用，而在高鹽、高濕、高溫的航母平台上，艦載機大量使用複合材料也存在一定的風險。因此新一代作戰飛機的減重，主要靠鈦合金的大量應用。從理想狀態來看，中國的殲20如果能在設計上體現創新特色，儘可能減少結構重量，同時在材料上大量應用鈦合金等航空新材料，再加上國內已經有一定基礎的複合材料，即使中國戰機製造水平還沒有達到和美國平起平坐的程度，但實現空重在23噸甚至19.7噸的水平，並不是「不可能完成的任務」。

如果中國的殲20能控制在這個水平上，那麼其艦載型實現的可能性就比較大了。當然艦載機選擇也要受到其他因素的限制，例如作戰對象和航母平台大小的限制。例如如果中國的國產航母排水量有限，沒有美軍核動力航母空間那麼大，那麼選擇類似於「鶻鷹」這類中型戰機，就能夠攜帶更多的戰機。

從全國政協委員孫聰的採訪來看，「鶻鷹」同殲-20競爭中國海軍下一代主力艦載機可能會相當激烈，該機同時也應用了3D增材製造等一系列最先進的技術，來減少艦載機的空重，以此來提升航程和武器掛載能力。但從減重的指標來看，「鶻鷹」作為一種中型戰機，壓力要比殲-20小得多，技術實現也會順利的多。當然也有不同的看法認為殲20這種重型隱身艦載機的綜合效能更高，儘管載機數量會減少，但整體作戰性能卻絲毫不差甚至更好。屆時中國殲-20可能成為世界上唯一的重型隱身艦載戰鬥機，面對美軍F-35C也有較大的優勢。

總而言之，第四代戰機裝備航母，是大勢所趨，筆者個人認為無論是殲-20還是「鶻鷹」上艦都沒有不可逾越的技術障礙。但中國選擇哪一種隱形戰機來改裝未來的艦載機，受限於很多其他的因素，需要從航母頂層論證中評估裝備不同艦載機所帶來的整體作戰效能的變化。

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