F22戰機使用2噸液氮做冷卻,這個黑技術是真的嗎?
最近網路上有一個比較爭議性質的話題,就是F22戰鬥機體重19.7噸是真是假?要知道,這可是洛馬公司和美國空軍官網數據,本來爭議也確實不大,尤其考慮到F22裝備2台16噸推力的F119發動機,即使19.7噸體重在如此強勁的發動機推動之下也非常搶眼,歷年F22的飛行表演都多次證明了這一點,動作乾脆利落,爬升迅猛,轉彎快速無比。
對於F22重量的各種猜測,其實無關緊要,看看飛行表演就知道多麼難對付
當然,這個數據,引起的疑問最根本來源於ATF競標階段的YF22,YF22出現在1990-1992年,因為就是隱身技術驗證機,加點基本的飛行儀錶做個飛行展示就湊合,雷達,電子戰,預警裝置等等真實作戰飛機必備設備,一馬省略,彈倉裡面啥都沒有,空重就14.5噸,還可以接受,畢竟F22這個頭,腰圓體胖,虎背熊腰的架勢,太輕是不現實的。
肥頭大耳的YF22戰鬥機,個頭很大,沒裝啥像樣設備體重就到了14.5噸
洛馬公司拿到了千億大單之後,就開始像模像樣的在YF22這個毛坯房內部做豪華裝修了,所有用品全部頂級配備,雷達,電子戰,預警,機體材料,發動機,隱身塗層等等,等於娶了一個敗家娘們,韓國泰國都去整容,啥高檔衣服,褲子,皮鞋,內衣外套,面膜,粉底,防晒,睫毛膏,眼霜等等,全盤走起,外加低檔買菜車蘭博基尼,勉強湊合對付。
當然到了1996年開始小批量預生產,美國簡稱EMD階段工程製造,F22的體重達到了16.2噸,這個狀態批生產,尺寸比原來驗證機階段有點增加,所有高大上精裝設備都加上去,多個3噸很正常。
但是過了幾年到了2003年,F22批量生產了,官方給的數據就大變活人了,達到了驚人的19.7噸,正大光明的在洛馬公司和美國空軍官網上掛著。
定型生產的F22戰鬥機,官方體重飆升到19.7噸,預計要服役40年以上,可謂是經久耐用
飛機體重忽然重了3噸,這可不是小事情,飛機這個產品有名的斤斤計較,設計師口號是,為了減輕1公斤體重而努力奮鬥(當然,發動機行業口號更猛,為了減輕一克重量而努力奮鬥)。
為了解釋這3噸重量,就出了各種光怪陸離的猜想,不亞於哥德巴赫猜想,最出名的要數液氮假說,假說的理由是,憑空多了3噸重量,應該是2噸液氮加附屬管路和燃料箱,一個按鈕下去,飛機紅彤彤的菊花,迅速在幾秒鐘之內,變成零下百多度的超低溫,立即從敵人的紅外導彈導引頭和機載紅外鏡頭內迅速消失,讓敵人的紅外導彈變無頭蒼蠅直接墜毀。
F22設計很優秀,具有全向雷達隱身特性,紅外隱身性能也很好,當然除了正後方紅彤彤的菊花外
飛機的滑油,液氮,壓縮空氣,油箱底部死油,通訊系統,數據鏈,敵我識別,導彈逼近告警,掛架,這些加起來很不輕,而且殲20比22重量低一些,所謂15噸多是不帶液氮系統的,加起來要17噸多到18噸多。
22在洛馬官網給的使用空重19.7噸,據說這個液氮系統佔了兩噸多。這樣就可以跟YF22基本空重14.5噸、F22進入EMD以後16噸多、現在17噸多近18噸對應起來。
這個猜想一出來,迷惑了不少人,美國為了F22的生存真是無所不用其極,這個黑點子夠強!
實際上,稍微用常識分析,這個解釋,不靠譜。
簡單點說,即使真的有這個技術,F22這種靠隱身隱蔽,靠超巡飈車的尖端戰鬥機,要是能讓敵人飛到自己屁股後方5 6公里並發動攻擊的話,這個時候,用啥鬼科技都來不及了,敵人可以使用紅外導彈,也可以使用雷達導彈,沒有幾秒就可以爆開菊花,離得這麼近,你做啥機動都不行。
在自己毫無知覺的情況下發生這種情況就意味著F22的隱身和信息能力全盤失敗,敵機能發現隱身的F22,偷偷摸摸準確跟蹤,而F22毫無知覺,這在理論上很難實現的,或許撞大運吧。
而且現在飛機的紅外空對空導彈的導引頭,都是凝視陣面的,差點的64X64,更好的128X18,這種導引頭可以看飛機的全身詳細信息,即使飛機用2噸液氮快速把飛機發動機尾噴口完全冷卻下來了,還有大面積的機身呢,這個東西如何屏蔽?
現在的先進紅外系統,看飛機全身都很清晰,而且可以引導導彈飛到飛機中心位置引爆,做到一擊必殺
現代的紅外探測,主要是針對二氧化碳的的紅外輻射特定頻率來的,發動機尾氣噴流的二氧化碳產生的巨大的紅外輻射並不會因為溫度下降明顯下降。
而且即使設計師喪心病狂,機頭機翼機身發動機全身布滿液氮噴口,可以急速冷凍機身,至關重要的發動機高速噴流,有濃度極高的二氧化氮氣體,這種氣體,可以在紅外鏡頭內清晰顯示,和溫度關係不大。
而熱像儀除了本身物體發熱會看到外,還有自然光裡面的紅外線反射,和尾流中的紅外線輻射到機體反射的一樣會被看見,所以帶液氮,不管冷卻哪,都沒什麼實際意義。
現在說尺寸,2噸液氮,液氮比重0.81,體積2.5立方米,而且還不包括外殼保溫材料和控制閥門管路等,寸土寸金的飛機上面哪裡能輕鬆找到這麼大的剩餘空間?
民用這麼大的罐子,裝液氮,才13升
而且這麼大體積的液氮,需要加壓保溫容器,單獨在飛機機體裡面做一個加壓硬殼,民用液氮瓶子,用5mm左右厚的鋼板,外加一個很厚的保溫殼子,軍用的話,材料好一點,但是體重也輕不了多少,這個容器的重量也非常可觀了,外加遍布全身的噴口,這個冷卻系統,估計3噸遠遠打不住,說不定4 5噸都可能。
背著這4 5噸的沉重負擔和敵人搏鬥,這個腦洞實在不是正常人能想出來的。
當然,F22體重大的理由還是蠻多的,其中之一是,航空電子設備太多,而且太老太過時,航空電子設備和民用設備類似,都是每隔幾年,體積重量就減小不少,而且功能更強,F22設計定型在20多年前的90年代,那時候主流電腦還是486,現在任何一款百元山寨機的晶元都能百倍秒殺之。
F22的電腦晶元強調高可靠,計算能力基本和這個差不多,比現在的手機晶元差了幾百上千倍
另外,F22為了提高生存力,機翼面積做的很大比殲20大了10平米以上,同時F22機翼後掠角做的比較小只有42度(殲20戰鬥機的後掠角達到了50度左右),為了減小超音速阻力,機翼採用了4%的超低相對厚度,這就造成了機翼重量的大幅度增加,飛機的大梁數量多的髮指。
而且為了應付最極端的不理局面,假如被俄羅斯蘇27戰鬥機csh301的30炮彈連續多次擊中而不立即解體墜毀,做了極度的加強,使用鈦合金(比重4.5)替換下輕質的碳纖維(比重1.8左右,而且相同重量的碳纖維比鈦合金抗拉強度指標高3倍多,)嚴重增加了重量,而且,他們炮擊實驗做的不僅僅是機翼,機身也做炮擊,付出的重量指標就過分的大了。
蘇27機炮csh301,口徑30毫米,威力驚人,一發1m大的窟窿,但是F22要求連續射擊打不死
最後的結果就是,F22最初用了50%的複合材料,最後變成25%左右,重量大幅度飆升,加上美國人的瘋病,時時都幻想敵人每分每秒有可能會出黑科技翻盤,所以陸海空天,飛機軍艦船隻衛星車輛,人員,使館,地面監聽站等等,每天都不停息全世界收集敵人的各種電子信息,隨時擔心的電子技術落後,一直忙著升級電子設備,號稱每周增加一磅(0.45公斤,差不多一斤)電子設備。
當然,F22的優勢在於,機身機翼做了很多優化,機體結構非常結實,能經受住1.5 1.6倍音速的5g以上盤旋的高載荷而不掉速度,而且機身流線非常官話,尤其後機身扁平流暢,超音速阻力很小,外加F119發動機推力16噸,而且採用極小的涵道比0.2,我國太行發動機的涵道比達到了0.8之多,保證了無與倫比的1.6倍音速的超巡能力(涵道比:渦扇發動機外涵道與內涵道空氣流量的比值,這個參數越高,低速時候越省油,數值越低高空高速時候越省油)。
F22機身流線做的很優秀,阻力很小,隱身和紅外信號也控制的非常好,為了生存力增加了一定重量
F22現在看來還是走過去太平洋戰爭時候的路子,不追求極致的輕,最大的推重比,而是靠發動機馬力大,加皮粗肉厚混日子,被擊中幾槍沒啥事,不像日本飛機,挨了一下就冒煙起火立即墜毀。
當然,在戰鬥中擊中F22很難,要直接擊毀F22更難,這就是洛馬公司的設計哲學,性能和生存力相互平衡之道。


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