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殲20與F16等三代機相比,跨代優勢是巨大的

前段時間,中央電視台報道出我國最新隱形戰鬥機殲20飛行速度竟達到1分鐘飛52公里,這個速度在海平面達到音速的2.5倍,在2萬米高空達到2.92倍的高速。仔細分析,這個速度對於耐熱鈦合金只佔機體總重量的20%的殲20來說,幾乎不可能,因為熱障這個大台階是殲20不可能逾越的。飛機熱障速度通常是2.5倍音速,2.5倍音速以下氣動加熱不嚴重,普通的製造工藝和材料便可以使用。2.5倍音速之上,必須克服氣動增熱造成的一系列問題,比如採用耐熱的材料,加裝隔熱的裝置,還要有冷卻的系統等一系列裝置。所以沒有這些特殊措施的飛機是不可能突破巡航2.5倍音速的。

殲20

但至少說明裝備渦扇15發動機的情況下,殲20已經在接近這個天花板。蘇27戰鬥機的加力推力12500公斤,巡航推力7770公斤,最大速度達到2.35馬赫(18000米),殲20戰鬥機所裝的渦扇15發動加力推力18500公斤,巡航推力10732公斤,殲20戰鬥機的巡航推力比蘇27戰鬥機的加力推力只相差20%與。在優化外形,減小阻力的因素推動下,殲20的巡航速度可以相等或略小於蘇27的加力速度,也就是殲20的巡航速度可以達到1.8馬赫到2馬赫,這是個徹頭徹尾的全程2倍音速巡航隱形戰鬥機。

渦扇15

殲20憑著這個2倍音速巡航速度、2萬米巡航高度的強大性能可以吊打世界所有的戰鬥機,前不久網上瘋傳一個俄羅斯圖-160戰略轟炸機用1.5超音速巡航戲耍北約F16戰鬥機的趣聞,F16戰鬥機也是典型的三代格鬥型戰鬥機,最大速度2馬赫(與圖-160差不多),巡航速度0.9馬赫,作戰半徑1200公里。但是圖160戰略轟炸機由於體積龐大、推力巨大,所帶燃料可以維持其1.5馬赫的超音速巡航2000公里。而F16超音速飛行時間不超過6分鐘,燃料就告急了,因此F16飛行員面對1.5倍音速的圖160無可奈何。就是追不上啊,實力差距啊。簡單的一個超音速巡航就能帶來如此大的性能優勢。殲20還有超音速機動優勢,又比圖160的超音速巡航更高一個層次。

俄羅斯圖160

殲20在 2萬米高度以2倍速度巡航會遇到哪些問題?

1、超音速巡航飛行會導致氣動中心後移,縱向靜穩定性增大,導致飛機擾動不易衰減,操縱性變壞。故需要加入自動增穩控制系統,以提高靈敏度並減小操作幅度。

F22突破音障

2、飛機阻尼隨馬赫數增大而減小,飛機自身的阻尼力矩因空氣稀薄而變小,致使飛機容易強烈擺動,難以操縱。為了提高飛機的穩定性,在操縱系統中引入了自動增穩控制系統。

3、由於水平尾翼、垂直尾翼效率降低,且氣動變化規律複雜,需用全動水平尾翼。尾翼效率的降低導致飛機的縱向、橫向穩定性都隨馬赫數的增加而下降。而且超音速高空飛行,會使航向穩定性更差,需採用自動增穩控制系統或限制飛行馬赫數。而且因空氣稀薄溫度低,飛機加速慢和爬升率降低。

電傳操縱

4、殲20以2倍音速巡航造成的表面升溫是明顯的,即使在2萬米稀薄空氣下,在外部大氣溫度低至零下60 °C的情況下,機身前部的表面由於空氣摩擦加熱會令機體加熱至120 °C。而美國三倍音速、2.6 萬米巡航高度的SR-71黑鳥偵察機突破了熱障。其93%的機身採用鈦合金製造,幾乎是全鈦耐熱飛機,機體表面氣動摩擦溫度達到230度,發動機尾噴管周圍區域的溫度更是高達510度。座艙蓋的特殊耐熱玻璃可承受340度的高溫。所以就存在高空高速性的優點與紅外特徵明顯的缺點,可以合理戰術運用可以隱蔽接近敵方時使用低超音速,以降低紅外特徵,避免被敵發現和鎖定。

SR-71黑鳥偵察機機身表面溫度

顯然這些缺點在前幾十年的超音速飛行中都被人們研究並解決,才有今天的超音速巡航的殲20的巨大優勢,因而殲20與前代只能亞音速巡航的飛機相比,在速度上就相當於噴氣式對螺旋槳飛機的跨越,也意味著人類在飛行控制方面有長足的進步。

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