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我國加速打造全隱身空軍:最強三代半或已下馬

由沈飛製造的殲-11B在中國空軍屬於一款爭議頗多的戰機,一方面是因為其裝備的國產的「太行」發動機,一方面是因為與成飛的殲-10在空戰性能上的對比。隨著殲-16的批量服役、蘇-35的引進,以及其最新改進型殲-11D的露面,殲-11B這幾年似乎逐漸退出了生產序列,只留一些雙座的殲-11BS的訂單。然而風雲突變的是,在前一段的央視報道中,最新製造的殲-11B又出現在了廠房裡。

這次露面的殲-11B,應該叫做殲-11B+或者其他稱呼,其發動機將升級為「太行B」型,最大加力推力13.2-13.5噸,增大了接近1噸。殲-11B+的生產,似乎對殲-11D項目不算一個好消息,同時可能也會另俄羅斯有些無語。

俄羅斯蘇-27SM3

在俄羅斯蘇-27系列戰機的升級之路上,有一種型號叫做蘇-27SM3,就是在蘇-27SK的基礎上換裝新型航電系統和推力更大的99M1發動機,並增強對地攻擊能力而成。沈飛搞出了類似於蘇-27SK的殲-11、類似於蘇-27SM的殲-11B、類似於蘇-27UBK的殲-11BS、類似於蘇-33的殲-15、類似於蘇-30MKK、蘇-35S的殲-16,結果又搞出了這個類似於蘇-27SM3的東西——這下除了蘇-34,其他的好像就全了……我沈果然名不虛傳。

殲-11B+會利用殲-16/11D項目上的成熟技術在航電系統上進行一些升級,但從改裝速度和仍然保留黑色的機頭雷達罩看,應該不會換裝新一代的有源相控陣雷達;或者說,殲-11B+更類似於一個過渡機種——在新的隱身4代機來臨之前。

殲-20的威力讓空軍十分滿意

殲-20的迅速列裝和初步形成戰鬥力,給予了我國空軍親身體會新一代隱身戰機威力的機會,而實際對抗的結果如同美國宣傳的那樣讓人大跌眼鏡——其他3代機型在殲-20面前幾乎沒有還手之力,被打了個驚人的10:0的結局。

4代隱身戰機的真是威力是如此之大,一切3代機、3.5代戰機在其面前都失去了顏色,殲-11B戰機的飛行員不得不感嘆到,「很多方面的差距是無法逾越的」。雖然4代機要貴不少,但從綜合戰鬥力對比來看,4代機的性價比就要高出許多了。於是,對於一個面對未來、有著強大的對手的空軍來說,將更多的資金用於裝備4代機才是正確的選擇。就像美國要打造全隱身戰機體系一樣,我國也必然要走上這條發展之路。

減少還處於研發階段的3.5代改型的採購,將更多的資金用到4代機上去;就像某視察的領導對沈飛要求的那樣,「把更多的精力放到新一代戰機上去」。從現在開始,打造我國空軍的全隱身戰機作戰體系,才是我們的最優目標。

殲20隱身性能究竟多強?這個細節不能忽視

美國前國防部長蓋茨曾經在2009年放言中國的第四代(西方標準)隱形戰機不會在2020年之前出現,結果中國的殲-20隱形戰機在2011年就首飛成功,正和這位蓋茨先生一樣,很多人都質疑中國的軍工技術不行,即使中國研製出殲-20第五代戰機,那麼殲-20的作戰能力能否達標還是一個問題。殲-20戰機自從2011年首飛之後的6年間,外媒對於殲-20的質疑從來沒有間斷過,首先被質疑的是殲-20的動力問題,外媒斷言殲-20的發動機還是俄制AL-31發動機,不具備矢量推力,殲-20不具備超音速巡航和超機動性,然後又開始質疑殲-20的隱形性能不行,因為它的鴨式布局不合理,發動機或者殲-20還稍微欠缺,但是如果質疑殲-20的隱身性能那就錯了,因為從試飛中的一個細節就可以看得出殲-20的隱形能力絕對不弱。

隱形戰機不是真正的可以隱形,而是可以有效的規避雷達的探測或者吸收雷達波達到"隱身"的效果,所以隱形飛機所說的"隱身"其實是相對於雷達來說的。那麼問題來了,如果隱形飛機進行演習或者飛行,雷達如何發現它以防止空戰碰撞事故的發生。那麼就需要用到一個裝置,它就是龍勃透鏡,龍勃透鏡的工作原理是是當雷達照射到龍勃透鏡的身上的時候,可以無限放大雷達彙報,從而在雷達屏幕上呈現一個很大的影像,讓人以為這是一個大目標。

隨著隱形技術的發展,隱形戰機因為擁有雷達隱身性能,所以相對於原來的傳統戰機具備很大的優勢,但是隱形性能不是什麼時候都可以使用的。我們都知道,高空中高速飛行的飛機如果不合理的規劃路線,那麼將會很容易發生空中相撞事故,而為飛機規劃合理路線的工具就只有雷達,但是隱形戰機可以規避雷達,雷達如果為隱形戰機規劃合理的空中路線呢?那就要用到龍勃透鏡,龍勃透鏡由於可以無限放大雷達反射目標,把它掛在隱形戰機上就有讓雷達有效的發現隱形飛機了,這就很好解決了隱形戰機在平時訓練,國內空域等非戰時狀態下的飛行。

美國的F-22戰機、F-35戰機以及B-2隱形轟炸機由於具備隱形性能,所以平時的訓練飛行都需要掛在龍勃透鏡。如果軍迷們細心一點的話,你們就會發現中國的殲-20戰機在試飛過程在腹部也一直出現過一個特殊的裝置,它就是前面所說的龍勃透鏡,從這個細節就可以看得出中國的殲-20的隱形性能也非常優秀的,如果隱形性能不行,那麼完全不需要裝在這個龍勃透鏡,甚至可以這麼說,殲-20戰機的隱形性能完全可以比肩F-22戰機,它是一款標準的五代隱形戰機,因為一旦殲-20戰機不裝載龍勃透鏡,那麼殲-20相對於雷達來說進入完全隱形狀態,自己的雷達根本無法發現它的蹤跡。

這個結論也就可以對那些質疑殲-20戰機隱形性能的外媒打臉了,面對質疑只有用實力回擊他們。殲-20不僅隱形性能好,而且在超音速巡航和超機動性也不會差,不然就不會有90周年建軍閱兵慶典上殲-20飛行員說的那句"進入超音速飛行之後就是殲-20的天下"。那麼如果殲-20戰機具備了超音速巡航和超機動,那麼它裝備的肯定是矢量推力發動機,這就從側面印證中國在矢量推力發動機方面也取得巨大突破,而這款發動機就是中國研製的WS-15矢量發動機,如果沒有這款發動機的支持,殲-20不會具備超音速巡航能力的,從這裡就可以得出結論,殲-20已經開始逐步換裝WS-15矢量發動機了。面對不斷的質疑,殲-20依然在鏗鏘的前進,面對質疑殲-20要有"我走我的路,讓別人說去吧"的態度,只要有實力,不管在什麼時候證明自己都不會晚。

殲20最被忽略的利器:可打擊12個地面目標

一款現代戰鬥機的戰鬥力水平高低,不僅取決于飛機本身的性能優越與否,彈藥技術水平的高低同樣是戰鬥力的重要組成部分。先進的航空彈藥有時往往可彌補戰機在性能方面的劣勢。對於中國首款隱身戰鬥機殲-20來說,除了大家所知道的各類空空導彈外,還有一款堪稱制勝法寶的航空彈藥,那就是小直徑炸彈,也稱靈巧炸彈。

公開資料顯示,小直徑炸彈彈藥可以滿足未來作戰中戰機提高空中平台掛載能力、降低武器附帶損傷、縮短交戰循環,如搜索、跟蹤、識別、目標分配、交戰、評估與再打擊等一系列需求。使用這種彈藥可有效提高打擊精度和可靠性,作戰效費比高,越來越得到各軍事強國的青睞。

美軍的"小直徑炸彈"的前身是微小型彈藥概念。海灣戰爭期間,F-117隱身戰鬥機每架次只能攜帶2枚908千克的激光制導炸彈,攻擊2個地面固定目標。美空軍意識到,F-117隻有內彈艙、無外掛彈架,攜彈量太少。為使它在一次出動中打擊更多目標,應該專門研製一種威力大、尺寸小、小型炸彈,以增加F-117的攜彈數量,加快空戰速度、降低摧毀目標成本。小直徑炸彈便在這種需求下被研製出來。

新世紀以來,為適應新形勢下的戰場環境,提升戰鬥機的綜合戰力,中國也研製了小直徑炸彈。在2012年的第九屆珠海航展上,中國就曾公開了兩種100公斤級炸彈--雷神-6/100炸彈與CM-506KG炸彈。其中,雷神-6/100炸彈應該是國產1000公斤鑽地彈等比例縮小版。而CM-506KG炸彈外形則與美軍小直徑炸彈類似。分析人士稱,採用大長徑比彈體結構的100公斤級炸彈在著地速度達到670米/秒以上時可以達到與1000公斤級穿甲炸彈相當的毀傷效果,甚至可以擊穿4米厚混凝土或10米泥土。這種炸彈的成本要比大型鑽地彈小得多,可以用來打擊未來戰爭的各種火力點和掩體,大大減少摧毀這些目標所需要的飛機架次數量。這兩種炸彈都可以有殲-20進行掛載。

有軍事專家對"迷彩派"表示,伴隨著小型化、微型化裝備技術的發展,小直徑炸彈可提升攻擊命中率,增加飛機執行打擊任務的能力,可廣泛裝備於轟炸機和無人戰鬥機。伴隨著衛星定位技術的發展,採用衛星制導方式的靈巧彈藥命中精度可進一步提高至 1米以內,充分融合了網路信息技術和聲、光、電技術的廣域值守彈藥,代表了未來信息化作戰的發展方向。

未來戰爭是以信息網路為主導的多維戰爭,隨著軍事物聯網技術的深入發展,具有"智能"作戰能力的靈巧彈藥將與作戰系統互聯,被賦予多重任務角色,實現更好的戰場打擊效果。在2016年的珠海航展期間,中航工業鶻鷹2.0展台旁的屏幕上,一段宣傳視頻顯示,鶻鷹2.0的腹部主彈艙在掛載某新型小直徑炸彈時,掛載數量更是達到了驚人的12枚。

現場的中航工業講解員對"迷彩派"稱,包括近距格鬥導彈在內,視頻中展示的各種導彈在鶻鷹2.0主彈艙中還可以實現混掛,從而滿足作戰任務的多樣性。由於殲-20是一款重型戰鬥機,其主彈倉在尺寸、容積上顯然比鶻鷹戰機的彈艙要大不少,所以其掛載的小直徑炸彈數量的也會超過12枚。

可以預見加裝了小直徑炸彈後,殲-20飛機的載彈能力可以有效提升,對解決隱身飛機內埋武器艙對飛機掛載能力的嚴重限制有著巨大的幫助。結合解放軍現有的制導體制和網路化作戰能力,可以使小直徑炸彈具備極高的作戰靈活性和適應性,這可以有效提升殲-20的任務響應能力,使其更加適應複雜的城區作戰環境並大幅減少對周圍環境的附帶損傷,而小直徑炸彈的遠距離飛行能力則使殲-20能夠在防區外投放從而提高生存能力。(作者署名:迷彩派)

美軍列裝一裝備 可助老舊F15戰機對抗殲20

通常安裝在戰鬥機機鼻的球形玻璃外殼中

2017年9月19日,洛克希德·馬丁公司宣布贏得美國空軍F-15C機隊紅外搜索與跟蹤系統(IRST)合同,將生產超過130套「軍團吊艙」,並負責與飛機的集成工作。在這次招標中,「軍團吊艙」擊敗了諾斯羅普·格魯曼的「開放吊艙」。

「軍團吊艙」是一種即插即用系統,能快速適應不同的飛機,非常適用於裝備美國空軍的老舊F-15C戰鬥機,使該機能在越來越不確定的未來空戰中具有至關重要的被動探測能力。從基本原理來說,紅外搜索和跟蹤系統是一種紅外能量探測裝置,通常安裝在戰鬥機機鼻的球形玻璃外殼中。

該系統掃描飛機前方的空域,發現敵機尾噴管熱信號和氣動摩擦產生的蒙皮發熱。一旦系統發現目標,就能進行獨立鎖定或指揮戰鬥機雷達對目標進行鎖定。

實屬非隱身戰鬥機在複雜電磁環境下作戰和對抗隱身戰鬥機的利器

現代化IRST的探測距離已經達到中距範圍,並可同時跟蹤多個目標,甚至能把目標數據通過數據鏈傳輸給編隊中的其他飛機。實屬非隱身戰鬥機在複雜電磁環境下作戰和對抗隱身戰鬥機的利器。

IRST在20世紀6、70年代的美國戰鬥機上非常普遍,如F-4「鬼怪」戰鬥機和F-106截擊機。但隨著多普勒雷達技術的發展,在20世紀70年代後期誕生的美製戰鬥機(除F-14「雄貓」外)都取消了光電被動探測手段。

因為美軍覺得自己戰鬥機的雷達性能遠超蘇聯,被動感測器已經成為累贅。在鐵幕的另一邊,由於電子設備技不如人,蘇聯的米格-29「支點」和蘇-27「側衛」戰鬥機都把IRST作為戰鬥機火控系統極其重要的一部分,這個傳統一直延續到了蘇-35和蘇-57上。

可實現空空導彈的靜默發射

在過去20年中,隨著紅外成像技術和計算機技術的發展,IRST在性能上也有了長足進步,於是再次引起了西方戰鬥機製造商的興趣。

歐洲的三種鴨式戰鬥機已經全部裝備了IRST,其中薩博「鷹獅」的是Skyward-G IRST,歐洲「颱風」戰鬥機的是「海盜」IRST,法國「陣風」的是雙孔徑前扇區光電系統。這些現代化IRST還集成了激光測距和自動目標鎖定功能,可實現空空導彈的靜默發射。

值得一提的是,「軍團吊艙」使用的紅外感測器IRST21實際上是F-14D「雄貓」戰鬥機AN/AAS-42的高度改進型。在「雄貓」上,AN/AAS-42 IRST就安裝在機鼻下方電視攝像機系統(TCS)旁邊,形成了有趣的雙吊艙。AN/AAS-42可在極遠距離外對發熱目標進行多重掃描,彌補傳統戰術雷達提供的信息。

它使用一系列複雜的濾波技術及軟體運算,篩選出待探測目標,排除背景雜訊,讓飛行員在屏幕上看到確切的目標。首先裝備IRST21感測器的是新加坡的F-15SG和韓國的F-15K,在機腹「狙擊手」吊艙掛架上集成了AN/AAS-42「虎眼」IRST感測器。

掛載於中線掛架

除美國空軍外,美國海軍也在研究為F/A-18E/F「大黃蜂」集成IRST21感測器,美國海軍型號是AN/ASG-34。該感測器就安裝在FPU-13標準副油箱頭部,掛載於中線掛架。

由於中國的殲-20和俄羅斯蘇-57隱身戰鬥機將相繼服役,美國F-22「猛禽」戰鬥機統治天空的局面將一去不返。由於猛禽數量稀少,只能作為「銀彈」部隊部署在主要方面,F-15C「鷹」式戰鬥機也要擔負起部分爭奪空優的任務。

通過裝備「軍團吊艙」,F-15C能在不發出任何電磁輻射的情況下發現中等距離上的空中目標,並實施攻擊。

F-15C

IRST21感測器屬於長波紅外感測器(LWIR,8-14微米),探測距離比美國-29和蘇-27的中波感測器(MWIR)更遠,雖然長波紅外感測器存在易受地面紅外雜訊干擾的缺點,但隨著計算機技術了發展,已經可以通過先進演算法來消除雜訊。

根據洛馬公司提供的數據,「軍團吊艙」的最大對空探測距離甚至超過了F-16的APG-68雷達,掃描範圍更是遠遠超出。

F-15C

「雄貓」的AN/AAS-42「貓眼」居然在其一生的敵人——F-15C上復活,這件事本身就有些諷刺意味,但也同時證明了F-14D在光電系統設計上的先進性。

殲20新進展:這一細節趕超F22破世界紀錄

鈦合金框

在經濟半小時的節目中,出現了疑似為殲20發動機段的後機身鈦合金大框。

從圖像中推測尺寸的話,這應該還不是世界上最大的戰鬥機鈦合金大框——最大尺寸的大框是殲20中機身彈艙段的大框,尺寸超過F22。

按照一半戰鬥機結構設計原則,彈艙這樣的大開口結構,需要盡一切努力去補強結構上的剛度和強度,因此殲20彈艙前後必定各有鈦合金大框。

大開口對結構剛度和強度影響極大,需要最大代價的增強來彌補

在飛機的結構設計中,不同的部位遭遇到的情況各不相同,因此沒有一種材料能夠萬能的滿足所有部件需求;最終的結果,只能按照各自的強度、密度、溫度耐受能力,靈活搭配多種材料使用。

比如此前飛機上運用最廣的,是鋁合金;因為鋁最輕,而強度又足以滿足大部分地方的使用需求。

但是鋁也有著很大的的局限性,其一,是鋁能做到的最大強度不夠,比如在起落架這樣要求特別極端的地方,鋁合金不能用。

圖:黃的是上鋅防鏽漆的鋁,灰的是鈦

其二,是鋁耐受高溫的能力不行,因此飛機上的高溫區域結構,都不能用鋁;這也是飛行速度較高的飛機——比如SR71、米格25/31,材料比例和常見飛機完全不同,大量使用鋼或者鈦的原因。

目前流行的碳纖維複合材料,主要取代的就是鋁合金——這其中有個很重要的原因,就是複合材料和鋁一樣,也不能耐高溫。因為碳纖維復材,說穿了就是用碳纖維加強的樹脂塑料;碳纖維雖然不怕高溫,但是樹脂塑料還是怕的。

波音787復材機身製造

另外由於碳纖維復材是用一層層的織物固化成型的,因此它天生抗衝擊能力很差,易於層間分裂。所以在有較高的耐受戰損(防炮彈、導彈破片)要求、或者是防鳥撞等抗衝擊要求的情況下,它反而不如鋁合金。

比如波音787用了超過50%的復材做結構——這意味著主材料全面淘汰鋁了,但是依然要保留一些鋁結構件在機翼垂尾等處作為前緣,抵禦鳥撞。

而早期飛機中,僅次於鋁的則是鋼材。

鋼材很重,但是能做到的最大強度也大,也相當能耐熱;因此至今除了極少數超輕型和輕型飛機以外,飛機起落架主體依然是高強度鋼的天下。

飛機起落架

而在很多高溫區域——特別是發動機段,隨著鈦合金材料和工藝的不斷改進,能耐受的溫度越來越高,鋼材的應用範圍和比例正在明顯降低。

但是在很多定位比較低,成本控制更重要的機型——比如米格29和後來的FC-1梟龍上;復材和鈦合金的比例依然比較低,主結構還是以鋼/鋁這樣的經典組合為主。

F22中機身彈倉的整體鈦合金大框,五個凹陷區分別對應四個彈倉和機炮

而鈦的優勢,則是它提供比鋁好得多的強度和耐熱能力,而又比鋼材輕得多。其實從鈦本身來說,這個材料在自然界並不罕見,但是這東西的冶煉和加工難度相當高,因此造價上一直下不來,而且要做大型件的難度一直非常高。

目前殲20鈦合金大框的公開亮相,無疑證實了殲20擁有一副輕巧而結實的骨架,這對於飛行性能和壽命是至關重要的保證。

殲20換「中國心」:徹底擺脫對俄依賴

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編號為2021的殲-20成功完成了首飛

根據媒體報道今天中午12點50分左右,編號為2021的殲-20成功完成了首飛並於13時17分左右落地,首飛時長約27分鐘。值得注意的是這不僅是殲-20最新量產型的一架,更是首架換裝兩台國產渦扇-10發動機的殲-20。

再加上此前已經換裝國產渦扇-10發動機的殲-10、殲-11、殲-15、殲-16等機型,可以說中國海、空軍的主力戰機都已經開始全面換裝國產的渦扇-10發動機了,中國將徹底擺脫對於俄羅斯航空發動機的依賴。

編號為2021的殲-20成功完成了首飛

此前不管是在殲-20原型機階段(200X)還是量產階段(201X)都使用的是俄羅斯提供的發動機,而2021號(202X)殲-20的出現或許表明了中國殲-20的改進工作進入了新的階段,即用國產發動機全面替代俄羅斯發動機。

相信很快使用國產渦扇-10發動機的殲-20會陸續出現在人們視野。雖然跟殲-20搭配的國產渦扇-15發動機可能還得等一段時間才會出現,但中國也終於可以對進口發動機說不了。

殲20

中國大量引進俄羅斯發動機是從殲-10項目開始的,當時殲-10需要一款可靠的發動機來作為支撐,但是由於中國航空技術水平不高無法自行生產第三代戰機使用的發動機,所以只能選擇從俄羅斯進口AL-31F發動機。

殲20

從殲-10開始到後來的殲-11需要大量AL-31F發動機來裝支撐,再加上引進的大批蘇-27、蘇30同樣需要替換的發動機,導致中國的發動機缺口很大,所以中國這些年來一共向俄羅斯引進了超過1300台的發動機,中國也成為了俄羅斯發動機的第一進口國。

雖然能夠從俄羅斯買到大量的發動機來應急,但是中國戰機的「心臟病」卻成為了每個航空人、每個軍迷心中的心病,他們每個人都希望中國能夠儘快解決戰鬥機發動機難題好讓中國戰機用上國產發動機。

殲20

好在功夫不負有心人,國產渦扇-10發動機從1987年立項到2005年完成設計定型再到2015年實現裝機400台最後到今天裝備渦扇-10發動機的殲-20首飛成功已經30年了,經過30年的發展中國太行(渦扇-10)發動機終於行了。

俄羅斯的AL-31F發動機總壽命約900小時,大修壽命約300小時,按照中國空軍現在每年飛行訓練240到300小時來算,一台俄羅斯AL-31F發動機最多4年就報廢了,也就是說最遲4年後當最後一台從俄羅斯進口的發動機報廢后中國將徹底實現戰鬥機發動機的國產化。

殲20

而4年之後換裝國產渦扇-15發動機的殲-20很可能早已出現,換裝國產渦扇-15發動機的殲-20戰機必將帶給大家更多驚喜,你是否很期待203X號殲-20的出現呢?

殲20疑似換航發後將首飛 殲11B竟是功臣

圖註:繼2017號殲-20原型機後,再次出現了新批次殲-20原型機。

在本月初疑似換裝國產「太行」改進型發動機的殲-20原型機照片曝光後,不到20天時間裡,國內知名軍事論壇再次出現殲-20原型機勁照。一架編號為2021的全新黃色殲-20原型機,正在進行高速滑行試驗。我們知道,自2017號原型機出現後,已有相當一段時間未出現過新的殲-20原型機,生產廠家新生產的均為領先試用型量產機。

結合之前出現的停在地面、換裝「太行」改進型發動機的殲-20黃皮機照片,可以推斷這架2021號殲-20原型機就是換裝了國產發動機,有別於01批次2011-2017號原型機的02批次原型機首機。而這架原型機的主要改進之處,也不同於01批次原型機,其外形變化不大。因此,2021號殲-20飛機的主要任務,可能就是測試有別於此前俄制發動機的全新國產發動機。

熟悉飛機試飛流程的人都知道,一旦開始了高速滑行試驗,也就意味著飛機離首飛之日不遠。比如國產大飛機C919今年4月23日進行了高速滑行抬前輪試驗,不到1個月後,就於5月5日實現了首飛。那麼此次2021號殲-20原型機進行高速滑行試驗的照片被曝光,表明安裝國產發動機的殲-20將很快進行首飛。

圖註:2021號殲-20原型機進行高速滑行試驗。圖片來自網路搜索,感謝原作者。

在月初安裝國產發動機的殲-20原型機照片曝光後,很多軍事觀察家和軍事科普作者對發動機型號進行了解讀,大家初步形成的共識是,此次殲-20換裝的應是國產「太行」改進型發動機。所存在的疑問則是,換裝的是推力為13噸多,與AL-31F發動機推力相近的「太行」改進型發動機,還是推力超過14噸的「太行」增推型發動機。

根據《中國航空報》2016年2月22日發布的文章《鑄國防空疆之重器——記中航工業發動機研究院、動力所總設計師劉永泉》,「太行」增推型發動機從2009年左右開始研製,耗時7年,大致在2016年年初試驗成功。那麼如果在此時裝上殲-20原型機進行實機測試,時間節點是相吻合的。

一旦安裝國產發動機的原型機完成試飛定型,殲-20將徹底擺脫依靠俄制發動機的現狀,既可避免可能出現的被「卡脖子」困境,也可令其產能狀況完全操之我手,主動性大為增強。

圖註:殲-20和運-20目前都處於換裝國產發動機的關鍵階段。

然而,在「國發版」殲-20即將首飛之際,我們卻不能忘記另一款曾身背罵名的國產戰鬥機,為了「太行」發動機及其改進型號的成熟和研製成功,做出的不可替代的貢獻。那就是經過對蘇-27戰機的仿製、改進,我國自主研製的第三代重型戰鬥機殲-11B。

眾所周知,殲-11B戰機從研製消息傳出之初,輿論和軍迷對其期望甚高,到其服役初期因發動機問題故障、事故不斷,被諷刺為「菊花殘」。這過山車似的聲譽,實在令人印象深刻。時至今日,還有空軍某旅旅長感慨,該部剛接裝的殲-11B戰機是「未展宏圖身已老」。

拋開究竟是飛機研製還是發動機拖累了殲-11B的「從軍」進程不談,有一點卻不容否認,正是殲-11B多年來在飛行訓練、重大演習中不斷磨合,發現問題、積累使用經驗,才有了「太行」發動機的最終成熟與可靠,才有了「太行」發動機一系列改進型號的成功研製。

圖註:海軍殲-11B戰機頻繁執行驅離外軍軍機任務,就是「太行」發動機成熟的有力例證。

殲-11B約從2006年開始進入中國空軍服役。在其後的五六年時間裡,由於飽受「太行」發動機性能不穩定、翻修時間和壽命較短,以及質量問題等因素影響,殲-11B的出勤率一直不高。由於對「太行」發動機信心不足,飛行員甚至不太敢做劇烈機動動作。

為了提高「太行」發動機的壽命,降低故障率,廠家甚至曾採用調低發動機輸出功率的保守「療法」。凡此種種,也使得殲-11B戰機錯過了中國空軍在2011年舉行的首屆「金頭盔」自由空戰大賽。

但是需要注意的是,「太行」發動機在使用初期出現的這些問題,除了質量問題,其他都不是它本身獨有的。一款全新航空發動機在生產定型後,都會有一個實際應用的磨合期。比如美軍F-15戰機在服役初期,也因發動機問題多多而被冠以「機庫皇后」的戲稱。

圖註:原空1師是第一批裝備殲-11B、殲-11BS戰機的航空兵部隊。

從2011年開始,「太行」發動機改進型號性能趨於穩定成熟,由此帶來的最直接效應就是在2012年的「金頭盔」大賽上,殲-11B戰機首次亮相。2013年,原空1師飛行員許利強更駕駛殲-11B戰機取得佳績,成為繼蔣佳冀之後空軍第二個蟬聯「金頭盔」稱號的飛行員。

一款航空發動機從研製成功到成熟可靠,其歷程既艱辛又充滿危險。但這一切的前提,是有適配發動機的飛機。正是因為有了適配「太行」發動機的殲-11B,才使得「太行」發動機沒有重蹈當年渦扇-6發動機因沒有適配飛機而下馬的覆轍。

如今,在殲-11B戰機10餘年使用經驗的基礎上已完全成熟,並被包括殲-16、殲-11D、殲-20在內的越來越多國產戰機使用,「太行」系列型號發動機已成為國產軍用航空發動機的中堅力量。(作者署名:百戰刀)

殲20換髮動機真相 兩項性能F35都不具備

談到殲20為什麼要換髮?這個問題其實我們可以參照下同為五代機的F22猛禽戰鬥機和俄羅斯蘇57戰鬥機的研製過程來比較下。

F-22"猛禽"戰鬥機是由美國洛克希德·馬丁公司和波音公司聯合研製的單座雙發高隱身性第五代戰鬥機,該機1971年開始ATF 項目立項,研製始於1985年,由於冷戰的結束,所以延宕了研製周期,就ATF計劃來言。

最早起步於1969~1970 年,美國空軍的 FX 計劃(新一代重型戰鬥機,最終結果是 F-15)正處於關鍵的最後選型階段,而戰術空軍司令部已經將眼光轉向了 FX 的後繼機上。在這段時間,戰術空軍司令部投資進行了代號 TAC-85 的項目研究,對 FX 後繼機進行了初步探索。

TAC-85 研究報告於1971 年完成,提出了一個概念原型。研究人員將這個概念原型稱作先進戰術戰鬥機(ATF)。ATF的意思是Advanced Tactic Fighter即先進戰術戰鬥機計劃,在這期間美國進行了TAC-85的氣動布局研究,之後經過多輪篩選和引入多種氣動布局。

1983 年 9 月,美國空軍向所有廠商發出概念設計招標,波音、通用動力、洛克希德、麥·道、諾斯羅普、洛克韋爾宣布參與競標;1985年美國空軍提出接替F-15的新一代戰鬥機設計需求案,由各家公司提出各自的紙上設計草案。

1986年美國空軍宣布將挑選最有潛力的兩種設計在展示/驗證階段進行為期48個月的原型機設計與試飛項目。同年7月,美國空軍選出洛克希德與諾斯洛普兩家進入下一階段的競爭,諾斯洛普選擇與麥克唐納 - 道格拉斯研製YF23驗證機聯合與洛克希德,通用動力以及波音公司的團隊研製的YF22驗證機分庭抗禮。

而就發動機的招標和驗證機早期製造是這樣的,早在1983 年5 月,針對 ATF 的RFP 發布之前,空軍已經發布了研製 ATF 所用發動機的 RFP。該項目最初稱為" 先進戰鬥機發動機" 計劃(AFE),後改稱"聯合先進戰鬥機發動機"計劃(JAFE)。

這種發動機必須具備的特點是:具備自啟動能力;可以不依賴地面設備進行自主檢測;高推重比;高可靠性和可維護性。1983 年 9 月,空軍宣布:普拉特·惠特尼和通用電氣的方案中選,獲准研製用於 ATF 的發動機原型機。

普拉特·惠特尼的方案是 PW5000,空軍編號 YF119;通用電氣的方案是 GE37,空軍編號YF120。美軍方的要求是這兩種發動機可以互換於YF22和YF23。所有測試於1990年12月結束,最終美國空軍選擇了洛克希德方案YF22和普惠的YF119的組合方案,諾斯羅普YF23方案下馬,GE公司的YF120方案也無疾而終。

雖然選型確定,但型號機的研製剛剛開始,早期的YF119發動機,加力推力也只有13噸,不加力推力雖然由於採用全新的增大流量的核心機緣故,相比前型的三代發動機F100有了很大提高,但也只能保證較低水平的超音速巡航和超音速機動能力。

因為五代戰鬥機百分之六十到七十的性能都是靠發動機體現的,普通的三代戰鬥機由於核心機流量和渦前溫度的限制,根本不足以達到五代戰鬥機的4S中的2S即超音速巡航和超音速機動,所以也無法承擔測試其主要包線的重任。

因而YF119作為早期驗證機,其完全不同於過去的標準三代機,有所缺憾的是,由於驗證機的緣故,它選擇了基於上代發動機的風扇和低壓段以及加力系統,因而其加力性能較低,這也是YF119發動機只有13噸加力的原因,但就不加力推力而言,其遠遠高於F100PW100的6.5噸最大不加力推力。

之後,美國開始轉入F22戰鬥機和F119發動機的正式型號研製,最終於1997年實現首飛,2001年設計定型,2011年完成所有近200架的F22製造,應該說F22戰鬥機在發動機試飛上選擇了前期驗證發動機保證首飛和部分飛行包線測試,中後期採用型號發動機保證設計定型,並最終在F22量產中開始批量生產F119發動機並將之配裝猛禽戰機。

而就俄羅斯的蘇57第五代戰鬥機的試飛看,其也是近於此,用全新核心機的117A驗證發動機保證首飛和中期測試,並在後期測試中逐步引入全新的型號30即129發動機實現全部包線測試,並最終開始批量生產129發動機,保證蘇57戰鬥機的順利量產。中國也大致走了這樣一條殲20的研製道路。這是對殲20為什麼要換髮的回答。

而就第二個問題,殲20相對F35戰鬥機有什麼過人之處來說,應該說殲20畢竟是五代雙發重型隱身戰鬥機,而F35隻是單發中型隱身戰鬥機,由於推力的足夠,殲20的超音速巡航和超音速機動,是F35所沒有的特點,而F35未來也將在六代發動機研製定型後,改裝這一款發動機,真正實現單發發動機戰鬥機的超音速巡航和超音速機動!

殲20換髮動機到底使用了哪款 這四型都有可能

殲-20是個謎。殲-20的外形已經不是謎了,但即使殲-20已經在珠海和沙場閱兵上公開飛行,中國軍方對殲-20的關鍵參數、關鍵系統依然守口如瓶。在眾多的謎中,殲-20最大的謎之一無疑是殲-20的發動機。除了殲-20使用兩台發動機,到現在為止,所有其他信息都是推測。除了語焉不詳、怎麼解釋都可以的隻言片語,官方是一點有用的消息都沒有,網上則是什麼消息都有。但除非有人站出來,宣布奉旨「官泄」,網上再「權威」的消息依然只能當作推測。

殲-20的發動機大體有幾種猜測:

1、俄羅斯AL-31,有可能是增推的M1或者M2而不是基本型

2、渦扇-10B「太行」

3、增推的渦扇-10IPE(IPE應為Improved Performance Engine的縮寫,也就是改進型)

4、渦扇-15

AL-31是蘇-27系列的發動機,已經有多種改型。為殲-10B研製的Series 3的加力推力已經從基本型的123kN增加到134.3kN。為新版蘇-30、蘇-34研製的M1也是135kN,但最新的M2則增加到145kN。蘇-35和蘇-57的AL-41也與AL-31有淵源,有時直接成為AL-31-117或者-117S,推力在142-147kN級。蘇-57的目標發動機則是「項目30」,這是全新設計的,加力推力應該達到178kN。

應該指出,AL-31的各種亞型從型號名稱到推力數據多有混亂,這裡的數據只是一家之言。

瀋陽黎明的渦扇-10B「太行」的研發一波三折,但由於研發時間較晚,反而有條件採用一些典型第四代戰鬥機渦扇發動機才使用的先進技術,如對轉的高低壓渦輪和高達1800K的渦輪前溫度,涵道比也達到0.78,高於AL-31F的0.59和普拉特-惠特尼F100-220的0.63,與通用電氣F110-129的0.76相當。

在2014年珠海航展上,廠家透露渦扇-10的推力在12000-14000公斤(122-138kN),最好的型號達到14000公斤。122kN與AF31基本型推力相同,122kN和138kN可能是基本型與增推型的差別。增推型的生產狀態還不清楚,也不清楚這是否就是IPE。

如果比照AL-31,從基本型到M2,推力增幅為18%;比照F100,從-100的106.4kN增加到-229的129.7,增幅為22%。考慮到渦扇-10的設計採用了一些實際上是下一代的設計,增推潛力應該至少不低於AL-31和F100。取兩者的平均,也就是20%,那渦扇-10IPE的加力推力最終可能達到146kN級。

這當然是樂觀的估計。AL-31用了30年才達到18%的增推,F100也用了17年。如果不是蘇聯瓦解後的極端經濟困難,AL-31的增推可能用不了30年,但十幾年應該還是要的。F100是普拉特-惠特尼的第二代戰鬥機渦扇,此前已經通過TF30(用於F-111和F-14)積累了大量研發和使用經驗,這是黎明不具備的。但黎明也有後發優勢。考慮到渦扇-10B大批使用到現在還不到10年,渦扇-10IPE要達到146kN級的推力,可能還是需要一點時日。

渦扇-15的一切都還是個謎。有說法軍推達到110kN左右,加力推力達到180kN(一說197kN),在2005年已經進行過台架試驗,在2009年已經達到160kN的推力,推重比達到9(最終目標10-11)。但這都只是外界傳說,無法確認。渦扇-15的研發進度和生產狀態更是保密的。一般認為,渦扇-15將成為殲-20的目標發動機。

殲-20的起飛重量現在只有各方推測,但一般認為,殲-20具有超巡和超機動能力。超巡需要在軍推下達到M1.5一級的速度,勉強超過音速是沒有意義的。作為比照,F-22的正常起飛重量為29400公斤,戰鬥機的軍推推重比為0.8。

軍推推重比0.8左右是必要的。F-104的加力推重比為0.76,米格-21為0.81。這些50年代的戰鬥機只有在加力狀態下才能達到超音速。為了達到M2的速度,把減阻做到了極致,代價是機動性。F-22、殲-20這樣的新一代戰鬥機需要優秀的機動性,在減阻方面不可能那麼極端(但依然比以阻力換機動性的第三代戰鬥機如F-15、蘇-27的超音速阻力顯著降低),相應地推重比需要高一點,或者超巡速度降低一點才行。

殲-20的超巡能力不得而知。阻力在接近音速時急劇提高,但跨過音速後,反而降低,因此有跨越音障的說法。有報導說早期殲-20在成都上空曾多次造成音爆,這是超音速飛行的特徵。

超音速產生的音爆不僅擾民,而且可能造成玻璃破碎、物件震落,嚴重的情況可以造成身體不適。這是從50年代就知道的事情,也因此一般禁止在城市或者人煙密集地區上空做超音速飛行。成飛的試飛員不可能不知掉這一點,殲-20的超音速能力也不是應該在城市或者人煙密集地區證明的事情。

最可能的原因就是相對於現有發動機(一般認為早期殲-20用AL-31作為動力)的推力,殲-20的跨音速阻力出乎意料地低,試飛員在無意之間就突破了音障,造成了音爆。如果屬實,這是殲-20超巡能力的間接證據。

有人根據珠海視頻推斷,殲-20已經實現了軍推垂爬,因此達到1.0以上的軍推推重比,由此推斷殲-20不可能採用除渦扇-15之外的任何發動機,因為AL-31和渦扇-10不可能達到那樣的軍推推力。

視頻是很不可靠的。在沒有儀器測量或者地物參照的情況下,單靠單一視角的視頻是難以判斷戰鬥機是否在垂直爬升。戰鬥機是可以藉助水平速度躍升的,這就是中學物理中動能換位能的道理。躍升速度可以在一段時間裡顯著超過穩定爬升速度。所以,即使在爬升中沒有顯著的目視減速,也不說明這就是穩定的爬升速度。

具體到軍推推重比1.0以上,現在還沒有已知的任何戰鬥機達到軍推推重比1.0以上。當然,更換概念是可以的,在軍推推力下,F-22隻攜帶1800公斤燃油和不帶任何武器的話,是可能達到軍推推重比1.0的。但是1800公斤只佔8200公斤機內燃油量的22%,肯定不是作戰狀態,只夠本場起飛、表演。

事實上,即使在航展表演中,也沒有見到過任何可以確認的F-22在減油狀態下用軍推垂爬的消息,因為從表演效果而言,這沒有必要,也不見得比用加力的垂爬好看。珠海的殲-20不是本場起飛、著陸的,可能是直接從成都飛過來的。算上返航燃油和必要的應急余油,很難想像在珠海的時候只有20%左右的燃油。

另外,殲-20在珠海的飛行表演總體上溫吞水一杯,很難想像反而要展現軍推垂爬這樣的極限動作。在沒有更確切的信息之前,只能推斷這不是軍推垂爬,只是較大角度的斜躍升。

至於更換概念的軍推推重比,推重比通常是按照正常起飛重量計算的,也就是包括飛行員、機內燃油和基本機載武器的重量。正常起飛重量通常在最大起飛重量的65-75%,當然有例外。正常起飛重量是按照飛機的任務確定的。用低於正常起飛重量的其他重量(如半油重量)作為計算基準,除非有特別指明的目的,只能是博取好看的花招,缺乏實際意義,就像量腰圍的時候使勁吸氣收腹一樣,只是自己騙自己。要可比,還是應該以飛機的基準設計任務重量(也就是正常起飛重量)為準。

至於殲-20空重可能大大低於F-22、所以有可能達到軍推推重比1.0,這更是很牽強的推斷。中國的材料和製造技術取得了巨大成就,殲-20比F-22晚了20年,所以可以得益於更加先進的設計技術,這些都是確實的。但戰鬥機的空重、正常起飛重量、最大起飛重量不僅取決於材料、設計和製造技術,更取決於作戰使命。反過來,先進技術提供了結構上的減重空間,也同時提供了增加更多的系統、燃油、武器掛載量的空間。戰鬥機重量的大趨勢是增加的,並不因為局部結構減重而減輕。

如前所述,殲-20到底是多少重量,這還是保密的,但為了湊軍推推重比1.0而硬性推測空重,這就太牽強了。

假定渦扇-15達到了傳說中的110kN軍推,並比照F-22的0.8軍推推重比,那殲-20的正常起飛重量在28000公斤左右,最大起飛重量在39000公斤左右。與F-22大體相當。考慮到殲-20的氣動外形比F-22更加有利於減阻,配備渦扇-15的殲-20的超巡性能應該至少不低於F-22。

但有說法,現階段殲-20配備的不是渦扇-15,而是渦扇-10甚至AL-31。這當然也是可能的。戰鬥機更換髮動機不是簡單的事,但只要在設計時就考慮到相關問題,也不是那麼不可思議的事。

歷史上有很多戰鬥機更換髮動機而失敗的先例,最典型的就是英國為F-4K「鬼怪」式戰鬥機換用羅爾斯-羅伊斯「斯貝」渦扇發動機,更大的推力反而導致更糟糕的最大速度和超音速加速性,只有低空性能改善了。但這是有原因的。「鬼怪」式為了航母起落,具有不錯的低空低速性能,但歸根到底,這是典型的高空高速戰鬥機,是圍繞著兩台通用電氣J79渦噴發動機設計的。在改裝「斯貝」的過程中,進氣道要加大流量,後機身要加大,破壞了原來的氣動設計,顯著增加了阻力,導致失敗。

但戰鬥機換髮的成功先例也很多。道格拉斯A-4「天鷹」是輕型艦載攻擊機,在高亞音速段特別機動靈活,以至於美國海軍Top Gun學校曾經用A-4作為假想紅軍戰鬥機。但A-4的普拉特-惠特尼J52渦噴不僅老舊,而且油耗很大。在80年代,新加坡A-4換裝通用電氣F404非加力型,推力增加15%,油耗、可靠性大大提高,機動性進一步改善。至少從換髮角度來說,這是成功的改裝。

以色列空軍在換裝F-15、F-16之後,有意對現有的「鬼怪」式大規模換用普拉特-惠特尼PW1120,這是F100的渦噴版,性能比原裝的通用電氣J79有顯著提高,最後因為成本和裝備規劃問題而擱置,換髮本身是成功的。F-14B/D當然也是換髮成功的典型。

這些還是在原設計早已定型後的換髮,但在設計時就考慮到在不同發動機之間可以更換的設計,更是有諸多成功的先例。F-16C/D在一開始就考慮到可以在通用電氣F110和普拉特-惠特尼F100之間選擇發動機,採用F110各種亞型的稱為Block 30、40、50等,採用F100各種亞型的則稱為Block 32、42、52等。

F-15E在設計時也可以在F100和F110之間選擇發動機,只是美國和以色列空軍為了便於後勤保障,統一到F100,但盟國不乏選擇F110發動機的,如韓國(第一批F-15K使用F110,第二批使用F100)、沙特、新加坡。

俄羅斯蘇-57也是在設計時就考慮到不同發動機的例子,初期生產型將使用AL-31的深度發展型,亞型代號117,但計劃在2020年後轉用目標發動機「項目30」。

一般認為,殲-20的原型2001是用AL-31推進的。作為技術驗證性質的原型機,採用推力不足的AL-31先飛起來問題不大。未來某一時候開始的目標量產型將採用渦扇-15,這也沒有什麼爭議。問題是近期的初期生產型。

不管是使用渦扇-10(包括IPE),還是使用AL-31(包括M2),這樣的殲-20的性能肯定達不到使用渦扇-15的版本。使用AL-31基本型的話,軍推推重比只有0.54,這是肯定不夠用的。增強到M2的話,軍推推重比達到0.63,達到F-15C的0.65的水平。配合以殲-20的優秀的超音速減阻,或許能實現跨音速巡航,甚至用加力推過音速後轉回軍推的低超音速的「偽超巡」。這遠遠談不上理想,但能用了。

使用渦扇-10和IPE的情況差不多。這能滿足中國空軍的要求嗎?中國空軍的要求是什麼呢?

實際上,除了籠統的超巡和超機動,中國空軍對殲-20的具體要求也是保密的,坊間的一切推斷都只是推斷而已,因此是不是滿足中國空軍的要求也無從談起。更何況中國空軍可能有階段性的要求,在某一時間節點前要達到x要求,在更後面的另一時間節點要達到y要求,就像蘇-57一樣。

現在對殲-20的發動機的推斷很多來自對噴口形狀的觀察。且不說只有模糊不清的圖片可以判讀,噴口形狀不同,顯然是不同的發動機,至少是不同的亞型。但噴口形狀相似,也未必就是相同的發動機。

對於超音速戰鬥機來說,收斂-擴散噴口是必須的。噴流在亞音速時,收斂起加速作用;在超音速時,反而是擴散才起到加速作用。這就是拉瓦爾噴管的原理。另一方面,擴散有助於增加空氣流量,增加推力,因此在起飛時噴口是張開的。但在高亞音速飛行時,噴口要收攏,確保噴流具有足夠的速度。超音速時再次張開。

最典型的收斂-擴散噴口採用羽片結構,羽片的不同安排就成為各種發動機的噴口特徵。事實上,羽片還有內外兩層,不僅控制噴口面積,還可控制喉道面積,更加複雜的還可控制喉道位置,進一步優化噴流。雙層羽片之間的空氣流動還有助於散熱,增強內羽片的耐熱能力。寬羽片降低機械複雜性,羽片本身的剛度也容易保證;窄羽片有助於確保噴口的圓度,降低噴流的壓力損失。

噴流離開噴口時,噴流不是鉛筆形狀的平直束,而是像鐘形一樣,隨著離開噴口的距離而有一定的徑向膨脹。這種膨脹帶來一定的噴氣損失,這是由於高壓的噴流在橫向對環境空氣有很大的壓力差而造成徑向流動,這是不可避免的。圓形是給定面積下周長最小的形狀,噴流膨脹最規則,壓力損失最小。越是偏離圓形,噴流膨脹越複雜,壓力損失也越大。因此,射程優先的消防龍頭一定是圓噴口,覆蓋面積優先的澆花龍頭才可能使用扁噴口。

F-22那樣的二維噴口是以可觀的推力損失為代價的,也只有那樣變態的大推力才能承受這樣的推力損失。當然,二維噴口的好處是推力轉向、收斂-擴散和雷達-紅外隱身整合為一體。二維噴口把噴流壓扁,強化了噴流與環境空氣的混合,達到快速降溫和降低紅外特徵的效果。扁平的二維噴口也對發動機後部形成較好地屏蔽,達到降低雷達特徵的效果。扁平的二維噴口還有利於在氣動上與飛機的後體整合,降低後體阻力,這對超音速減阻特別重要。

但二維噴口除了有推力損失問題,還有重量問題。單層的偏流板沒有雙層羽片之間空氣流通的散熱效果,只能藉助於厚重的耐熱設計。除了F-22,所有實用的推力轉向都回到羽片式結構。

二維噴口的偏流板後緣還是淺V形的,而不是平直的。這無疑是隱身設計。其實從隱身角度出發,應該深V才對,但那樣噴流的壓力損失就太大了,噴流不僅沿斜邊膨脹,還可能向內形成渦卷。淺V是隱身和推力之間的折中。

但羽片也是可以實現隱身的。不管是否具有推力轉向能力,羽片都可以做成鋸齒形尾端。問題不在製造,而在於設計。就隱身而言,V形或者鋸齒是要避免平直邊緣,但V形或者鋸齒的尺度很重要,如果鋸齒尺度大大小於雷達波長,鋸齒相當於平直的,沒有效果。如果鋸齒尺度遠遠大於雷達波長,對隱身是好的,但對於噴口設計就成問題了。二維噴口的偏流板只有一個淺V,尺度遠遠大於典型戰鬥機的厘米波雷達的波長,沒有問題。但圓噴口的羽片的鋸齒就要受到羽片寬度限制了。

前面已經提到,羽片的寬窄影響到噴口圓度和羽片的機械複雜性,鋸齒也對噴口的壓力損失有顯著影響。用過消防龍頭的人都知道,噴口越圓整,噴流越密集,壓力越高;噴口充滿豁口的話,噴流就散開了,壓力馬上就跌下來了。這對噴氣發動機也一樣:鋸齒是導致推力損失的。細密的鋸齒接近圓整,影響還小些;粗大的鋸齒可以導致可觀的壓力損失,尖銳鋸齒比平鈍鋸齒的壓力損失更大。如果還有推力轉向要求,需要考慮的因素更加複雜。

因此,噴口鋸齒遠遠不是簡單地把羽片尾端切一個鋸齒出來就完事了。正因為如此,鋸齒的道理很簡單,但實際使用目前還只有F-35戰鬥機。

殲-20最後會繼續使用現在的圓噴口,是否會帶鋸齒,還是轉為F-22那樣的二維噴口,現在還不好說。如果渦扇-15足夠給力,二維噴口的優越性還是顯然的。三維噴口多一個橫向運動的自由度,但這只是理論上的優越性,在實用中常常受到機體結構的限制,還是作為二維使用的。對於大多數機動動作來說,俯仰和橫滾是主要的,急轉彎更是接近側立後的急劇拉起,沒有偏航太多事。

殲-20的2001號原型機的後體設計顯然容易整合扁平的二維噴口,但在很長時間裡都不會使用二維噴口的情況下,後體修形為現在的傳統「雙筒」形狀也是自然的。但只要有需要,在未來修形回去也是完全做得到的。

至於現階段殲-20是否已經裝備推力轉向,目前還沒有見到過任何視頻展現出殲-20在起飛前準備動作中包括噴口轉動,也沒有見到過任何圖片顯示羽片式轉向噴口在地面卸壓後典型的下垂姿態。所謂噴口軸線與機體中線的夾角,這可能是低解析度圖片的光學錯覺,也可能是發動機的安裝角。雙發的安裝軸線是可以與機體中線有夾角的,蘇-27就是例子。

最低限度,現階段還沒有證據殲-20已經裝備了推力轉向。至於殲-20的出色機動動作,這可以是低翼載、遠耦鴨翼和高推重比的功勞,儘管推重比可能還沒有最終那麼高,但在先進氣動和飛控幫助下,F-15C一級的推重比已經可以做出很抓眼球的高機動動作了。

只要在設計時就對安裝點、空氣流量、重心、油路、附件位置有所考慮,殲-10應該有條件適裝不同的發動機,在飛機方面沒有克服不了的困難,關鍵在於哪一種發動機能符合規定的進度和性能要求。至於飛火推一體化的軟體整合,這也不是不可克服的困難,關鍵是發動機控制要實現全許可權數字控制(簡稱FADEC)。

飛火推一體化在軟體上把飛行控制、火力控制、發動機控制整合到一起,最大限度地發揮1+1+1>3的威力。飛行控制主管飛機的速度、高度和姿態,火力控制主管構成武器發射條件,發動機控制主管提供充足的推力。

傳統上,飛控是主導的,只有把飛機機動到適當的發射位置,武器才能有效發射,而發控只是飛控的動力保障,據從屬位置。飛火推一體化後,火控有可能在特定時間成為主導,飛行員指定目標位置後,飛火推聯手把飛機儘快轉入最優發射位置,在最優時刻自動發射武器。根據敵我態勢自動規劃最安全入侵和退出途徑,自動控制進入、發射和退出,則是飛火推一體化的高級形式。發控成為主導的情況比較罕見,可以以最省油及最低磨損模式運轉,由此決定飛行路徑,但這隻有在低威脅、低任務緊迫性的時候才可能。

不管怎麼說,從軟體整合角度來說,飛火推一體化不是飛火推一鍋煮,依然是以飛行、火力和發動機控制為基本模塊,只是在介面和功能方面高度融合,而不是形成孤島。採用不同發動機當然需要重新整合,但只要軟體和控制系統架構設計得當,這是控制律參數調整的問題,而不是重新設計控制律或者重起爐灶的軟體整合。

殲-20馬上就要甚至已經進入初期批生產了,那現在的殲-20到底採用什麼發動機呢?說實在的,是渦扇-15當然最好,是渦扇-10或者AL-31增推版也是可能的。在沒有可靠消息之前,多猜無益。看圖識機不可靠,靠聽聲音判斷推力更是不靠譜。中國的透明度正在提高,有好東西也不再掖著藏著,相信要不了多久就會有消息的。(觀察者網)


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