歼 20 全球战机 终结者.doc
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1、歼 20 全球战机 终结者原文作者:红叶首先,歼-20延续了歼-10的鸭翼加切尖三角翼布局,其实中国军方人士早已在去年就透露,称中国四代机将是一种歼-10的重大改型。这一做法是完全可以理解甚至预料得到的-美国F-22就可算作F-15的隐身大改型,俄罗斯T-50就可算作苏-27的隐身大改型。各国空军的机型设计,大多带有一定的延续性,这是因为一是设计单位有着自己的技术底蕴、设计特点和方向,二是在战机背后代表的是该国空军对空战的理解和规划,这两点都是素有渊源和传统的。其次,整机线条平直,没有多少复杂曲线起伏,类似F-22;菱形机头,折线机身,大量运用倾斜面,具有非常明显的隐身特征。整体机身瘦长、锋锐
2、、犀利,总体机身正面略显偏窄,侧面看机身稍显厚实,为升力体机身。由于机身较长,其中有巨大的空间可以布置内置弹舱和油舱。其他主要特点还包括,采用V型全动垂尾;具有菱形机头边条和机翼前小边条;和确认服役的三种四代机(F-22、F-35、T-50)一样采用上单翼,但翼展相对最小(学名为小展弦比)。歼-20究竟是四代机还是五代机在各国军方、专家学者、新闻传媒中,存在着对战机代次的不同定义和划分,而由于不同叫法中新老代次的错迭,进而导致了更大的混乱。比如说,中国的这种新型战斗机到底是四代机还是五代机,四代机是指像苏-27这样的还是指像F-22这样的战机,一直难以统一,甚至还进一步分化,连很多军事迷都说不
3、清道不明。为此我们在此不得不在此花些篇幅追根溯源,解释清楚这一问题。首先,关于二战后喷气式战斗机的代数划分,有着两个略有差异的划分办法标准。而原先美国所采用的划分标准是:第一代喷气式战斗机生产于战后的上世纪40年代末至50年代,典型战机有美国的F-80、F-86、F-100和苏联的米格-15、17、19。第二代战斗机兴盛于1960年代,典型战机有美国的F-104、F-4和苏联的米格-21、23,特点是追求更快的速度。第三代战斗机在此后不足十年即开始面世,一直兴盛至今,美国的F-14、F-15、F-16、F/A-18,苏联的苏-27、米格-29,法国的幻影-2000,中国的歼-10都在其列,其特
4、点是转为追求更强的机动性,配备了中远程空空导弹,超视距空战成为基本作战样式。F-22宣告了第四代战斗机时代的到来,它也定义了四代机的四个标准-隐身、超音速巡航(四代低档战机做不到,如F-35)、超机动性和信息能力。详细俄美面子之争加剧的混乱而在原苏联的划分办法中,又将美国标准的第一代战机根据能否超音速飞行,划分出前后两代,形成了五代战机。第一代是F-80、F-86和米格-15、17这种亚音速战机,第二代是F-100、F-101和米格-19这种超音速战机。由于这种划分过细,没有必要,中国并不采用此办法,而是习惯采用美式的划分。不过,由于近年来俄罗斯处于市场宣传的需要,竭力将自己的T-50称为第五
5、代战机,将苏-27改进型称为四代半战机;美国觉得自己比俄式战机都先进的F-22只称为第四代,实在是气势上吃了亏,于是近两年也改用了俄式的划分法。于是乎,俄美、新旧不同的办法交织在一起,造成了极大的混乱。而中国则坚持继续采用四代划分法,也就在国际传媒中遭遇了美国前些年的困扰。不过,中国军事迷们并不以为意,亲切地把黑色的歼-20称之为黑四代,简称黑丝。这倒也是一种鲜明的区分。已确定将服役的三种第四代战机:F-22、F-35、T-50 F-22战斗机是美国洛克希德-马丁公司为美国空军研制的21世纪初主力重型制空战斗机,主要用于替换美国空军现役的F-15战斗机,在美国空军武器装备发展中占有最优先的地位
6、。1990年原型机首飞,1997年样机首飞,已经于2005年服役,目前预定建造的180架已经全部交付空军,但美国空军希望能拥有380架,而最早的装备计划更是多达750架。F-35是由洛-马公司设计的中型战斗机,目前正在试飞,预计2014年开始装备美国空军、海军和陆战队,其总体布局就像缩小版的F-22,但与F-22相比较为低端,隐身能力无法与F-22相媲美。为了兼容陆战队型号的垂直起降要求,不但不具备超音速巡航能力,甚至最大时速不过1.6马赫,是最近50年来的战斗机中最慢的,非常不利于空战。其设计目标和执行的任务70%是对地攻击,30%是制空任务。将成为美军以对地攻击为主的多用途战斗机,替代退役
7、的第三代战机。此外还将作为惟一一款可购买的高端战机出口到美国的诸多盟国。T-50是俄罗斯苏霍伊设计局刚刚推出的第四代战机,总体基础在大获成功的苏-27的基础上改进,2010年1月29日上午首飞。预计将在5-6年后装备俄罗斯和印度空军。气动特点和升力特性歼-20采用了鸭翼+边条翼+升力体综合布局结构,把全动鸭翼、边条翼、升力体三者结合一起。歼-20鸭翼的主要作用,和歼-10一样,是为了产生的脱体涡,对主翼上翼段形成有利干扰,改善主翼的升力特性和操控性能。不过歼-20的鸭翼还带有上反角,这是因为为了隐身,鸭翼和主翼根部只能设置在同一个平面上,因此、需要拉开一段距离,发挥鸭翼的增升作用。歼-20既具
8、有菱形机头的菱线机头边条,在鸭翼后和主翼前还见缝插针安排了一段边条翼。而美国F-22、F-35、俄国T-50都只有变形的、大小不等的边条翼,拥有完整的鸭翼和边条翼的歼-20,在全球已有的四代战斗机中,升力特性最好、升力系数最高。这意味着中国四代有着更短的起飞距离和更优秀的稳定盘旋能力。比F-22更先进的DSI进气口DSI意为无分离板超音速进气口,Diverterless Supersonic Intake,首创者是美国F-35的研制承包商洛-马公司。它巧妙地采用一个经过流体力学计算设计得出的、形状复杂的三维鼓包,将边界层的呆滞气流层从中间一剖为二,引向进气口两侧的边角泄放,而不影响主要的干净气
9、流层稳定地进入发动机。这样,DSI避免了F-22所使用的进气口边界层分离板,避免了前向隐身的一大隐患,而且还能对进气道形成一定程度的遮蔽,减轻了机身结构重量,一举多得。之后成飞迅速于2006年在枭龙飞机的改进上也应用了这一先进的进气道技术,既而又在2008年运用到歼-10的改进上。和洛-马公司成为全球掌握并应用该技术的两家公司之一。DSI进气口的局限性不过DSI的鼓包尽管经过精心计算,但是不可调的。这意味着采用这种进气道的战机,尽管得到了减重、提高发动机效率的优势,但这种优势只能固定在某一速度范围,主要是高亚音速附近。也就是说它们的超音速性能受到了制约。F-22使用传统的进气口边界层分离板,保
10、证了较高的超音速飞行性能的需要。而DSI进气口一般只能适用于飞行速度比较低的战机,如F-35和枭龙。这两种飞机都是近50年来飞行速度最慢的战斗机,最高使用速度仅为1.6马赫。歼-20采用了独创的可调DSI进气道歼-20独创的可调DSI进气口,做出了新的创新,解决了DSI高速性能不佳的难题。歼-20进气口鼓包固定但是进气道侧面有可调挡板,可有效随速度变化改变进气量,从而达到从低到高各个主要速度段的优秀的进气控制能力,令发动机更为澎湃地工作,也将意味着更好的加速性、爬升率和超巡能力。同时可调挡板重量轻于传统的进气口边界层分离板,也不影响隐身性能。从照片上可以看出,歼-20的机头较窄,两侧的进气道也
11、不宽,甚至对飞机座舱的高度也严加控制;虽机头正面同为菱形,歼-20却比F-22的肥大的正面要小不少。而且后机身两台发动机紧紧并列,整个机身细长,横截面小,弹舱和油舱则利用较长的机身在纵长方向安排。在迎风阻力小的细长机身上,歼-20又配备了小翼展、较大后掠角的主翼,主翼面积明显偏小(因此而生的机翼单位载荷过大等问题,则靠鸭翼和边条所带来的增升效果来解决)。另外一个引人注意的设计是面积相对较小的全动V型尾,这也尽量减少正面迎风截面积的一个措施。瘦长、锋锐的机身,窄小的机翼;总之,该机的每一个主要气动外形设计,都为了超音速下的减阻增升-同时也在一定程度上减少正面雷达反射截面。歼-20的构型显然具有比
12、F-22、T-50更小的超音速阻力,更佳的升力系数,在保证隐身的前提下将气动布局做到了极致。歼-20的气动设计极其重视超音速性能美国人仰持强大的发动机和长期领先他人的技术优势,一贯对气动设计不够上心、较为保守,傻大笨粗是美国空军主战战机自二战以来给人的一贯印象。短粗的F-22和和为了兼顾垂直起降更为肥硕的F-35就是典型。俄罗斯T-50的机身设计扁平而宽大,这种构型的亚跨音速升阻比较好,但是超音速下会有巨大的阻力。成飞设计的歼-20机身令人容易想起米格-31、1.44甚至歼-8、苏-15这种追求速度的截击机造型,或者从某种意义来说,这就是成飞70年代所设计的2.6倍音速的歼9的重生。它采取了略
13、显激进的、重视超音速性能的设计。这是对发动机暂不如人的一种弥补(有乐观的估计认为,甚至只使用中国现有的太行发动机或者其改型,歼-20也能实现超巡),也体现了中国空军一以贯之的追求速度的决心(实际上,歼-10的高速性能就相当突出,具有截击机的特点)。令人纠结的鸭翼?似懂非懂的专家?对于歼-20来说,争议最大,非议最多,质疑最猛的,无疑就是延续了歼-10的鸭翼布局。尽管这种布局如上所述具有升阻比大,气动控制强悍等优点,但大部分似懂非懂的军事专家都认为,这也要付出隐身能力下降的代价。从直观的感觉上来看,似乎确实如此,由于鸭翼安排在主翼之前,从正面看过去是一小块复杂的形状,又不像常规的水平尾翼一样能够
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