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歼20战机近期密集试飞 机动性能卓越碾压四代机(图)  

2016-10-08 16:21:25|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2016年10月08日 07:54 观察者网

上周,一组歼-20战斗机低空特技飞行动作视频出现。进行试飞的两架歼-20战斗机中一架涂着黄色底漆,另一架则是灰色的空优涂装。

 

  歼-20试飞照

  最近关于歼-20已经列装部队的传闻很多,在官方正式宣布之前,我们也无法判断这些传闻哪个是真,哪个是假。不过可以推断,首先装备歼-20的,应该是负责我军新机型教材编写、战术试飞的空军某试训部队。

  从视频中,我们可以看到歼-20表演了卓越的低空飞行性能,尤其是盘旋半径极小。某种程度证实了之前关于歼-20某些机动特性可与美国F-16A相提并论的说法。

  其实战斗机的机动性能是个很复杂的问题,对于普通读者而言,可能只有“二代机”、“三代机”(按照现在流行的分代说法,分别对应米格-21\F-104和米格-23\F-4)强调高速性能,机动性不行;“四代机”则是机动性突出。这样非常概略的说法。

  其实这问题太复杂,其实“四代机”由于发动机性能好,其高空高速性能不仅不会比前代差,反而很大程度上是优于“二代、三代机”的。只不过,多数第四代战斗机强调亚音速格斗性能,因为这是80年代大部分空战实际发生的情况。

  早期的四代机,如F-16A等还强调稳定盘旋率,因为这是进行机炮格斗或者当时短程空空导弹攻击所必须的动作,要能够稳定跟踪敌机一段时间才能开炮或者发射导弹。

  但到了四代机后期,如歼-10、阵风、台风、鹰狮这些鸭翼机就变成了强调瞬间盘旋率,也就是说在仅仅持续一两秒的时间内能够迅速转过很大的角度,这是因为这个时期格斗导弹已经具有了强大的大离轴角发射能力,只要能够把机头对准敌人很短的时间,就可以达成发射条件。

  而到了五代机研制的时候,美国人提出了“超机动”。

   “眼镜蛇机动”示意图

  很多普通人理解的“超机动”,就是当年的苏-37,后来的苏-35表演的那种,在天上几乎毫无限制的随便转来转去的动作。从苏-27的“眼镜蛇”动作开始,后来又有了“钟摆”、“法轮”,乃至F-22、苏-35等机型表演过的“落叶飘”。这些动作实际上就是“过失速机动”,即飞机在速度非常低,机翼几乎不产生足够升力,气动翼面也几乎无法正常提供操纵力的情况下,主要是依靠出色的机体气动设计,配合发动机矢量喷管技术来保持对飞机的控制。

  然而这些机动究竟有什么作用,其实至今仍众说纷纭。不过,在美军F-15和印度空军苏-30MKI对练的时候,就发生了令人尴尬的一幕。

   苏-30MKI

  印度飞行员经常急于利用苏-30MKI的推力矢量喷管,强行做出极短时间内迅速将机头指向美军F-15的动作。

  但在经验丰富的美军飞行员眼中,这几乎就是自杀性的,因为“超机动”其实很难形成“绝杀”,并不是每次都能成功捕获目标,仓促间发射的格斗导弹并不能保证击落敌机。而做出了这样的动作后,速度极慢的苏-30MKI必须进行俯冲加速,此时不能做任何动作。毕竟它不是“超时空要塞”里的变形战斗机,速度再降低的话它不能变成机器人站在地上啊……

   二次元和三次元毕竟存在不可逾越的差别,现实中的战斗机不可能随便做出动漫中的那些华丽动作,就算印度人再能歌善舞,也出不来能让飞行员超越空气动力学的歌姬啊。

  这种情况下,苏-30MKI几乎就变成了“桶里的鸭子”,完全只能等死,此时美军F-15用机关炮都可以轻易将其击落。

  在几次对练之后,印度空军也学会了不在空战中轻易使用过失速机动了。

  对于五代机而言,真正让它们在现实的空战中占有优势的,恰恰不是这些低速动作。五代机在机动方面最大的,压倒四代机的优势,恰恰是高速性能。

  这不是二代、三代机那种仅仅是直线飞到高速,转个弯速度就会迅速降低到音速以下这样的“超音速”。五代机时代,战斗机可以在音速以上进行相当紧凑的机动而速度不会降低到音速以下,这就是所谓“超音速机动”。

  “超音速机动”一方面需要气动设计上的优化,另一方面则是需要大推力的发动机。

  五代机都采用了武器内置,一方面是提高隐身性,另一方面,也大大降低了携带武器情况下的飞行阻力。这方面四代机最典型的糟糕例子就是波音F-18E\F“超级大黄蜂”,该机的主挂架与飞机飞行方向有一定的角度,结果挂架本身变成“减速板”,该机在挂载武器的情况下直接变成亚音速飞机——这一点无法和采用半埋式挂架携带导弹的F-14“雄猫”相提并论。

   降落在航母上的“超级大黄蜂”,尽管不如人意,但是在F-35C完成全部测试之前,F/A-18E/F还是美国海军舰载机的顶梁柱

  再有,五代机时代,空气动力学领域也已经有很大进步,大家都有了降低超音速配平阻力的特殊手段。歼-20采用鸭翼布局,形成当年设计歼-9的时候就设想的“抬式”布局,改变超音速飞行的配平手段,大幅降低了超音速飞行的阻力。而相比之下,F-22和T-50则都将水平尾翼向前移动,使之部分“插入”蝶形机翼,同时采用矢量喷口,这些设计也是为了降低超音速飞行的阻力。

  歼-20虽然目前发动机推力没有达到理想中的水平,但得益于卓越的气动布局设计,其超音速机动能力完全碾压任何型号的四代战斗机。

  而最近的这段“狂暴试飞”中,我们可以发现,歼-20的常规机动性和低速、大迎角条件下接近“过失速”的机动性能也是相当出色的。

  看过已故的宋文骢老先生当年《一种小展弦比高升力飞机的气动布局研究》的诸位都应该知道,歼-20战斗机气动布局设计是极为用心的,在超声速阻力特性、大迎角升力特性、大迎角稳定性和控制性上都达到了相当的水平,同时还采用大S弯进气道,以提高隐身特性。

   “歼-10之父”宋文骢宋老,正是因为宋老的努力,才有了歼-10,而也是因为宋老的挽留,杨伟没有出国,而是成为了后来歼-10双座型和歼-20的总设计师

  大家也都知道,历史上意大利、日本等国都在本国发动机性能与世界一流水平有差距的情况下,造出了性能不差的战斗机。法国在冷战期间也是在发动机性能不佳的情况下通过特殊气动布局达到较好的性能。即使是美国,也有发动机推力性能不甚好,但却通过变后掠翼设计至今让人念念不忘的“雄猫”。

   F-14“雄猫”战斗机,变后掠翼是其最大的设计特点

  歼-20战斗机能够用现在的动力系统达到优良的机动性,气动布局设计占六成功劳、另外三成在飞控,1成在AL-31FM2发动机。当然,没有这两台14吨推力的发动机,其他设计也就成了无源之水。

  作为一种五代机,在机动性方面,歼-20已经证明了自己,已经真正可以随便碾压任何前代战斗机。再加上隐身优势、航空电子设备方面的优势,歼-20以现有状态批量服役的意义重大。

   我们之前说过,歼-20可能今年内正式列装部队,我军将有第一支装备歼-20的部队。此后几年,可能以每年十余架的速度生产(根据成飞新建厂房设施规模,这应该是比较慢的速度了)。

  随着最早装备歼-20的试训部队进行1到2年的试飞、编写教材、摸索战术,歼-20就应该开始正式装备作战部队,承担作战任务了。

  按照国际上先进涡扇发动机的正常开发时间,涡扇-15目前完成地面试车,甚至准备进行装机试验是有可能的,但这距离正式成熟服役还有相当的距离。笔者还是那句话,指望歼-20初期生产型就用涡扇-15,那是做梦。悲观一点,甚至要做好5年,甚至更久后才见到装备涡扇-15的歼-20的准备。

  不过没有涡扇-15,歼-20一样很出色。还记得当年动力不足的F-14A在空战对练中狂虐F-15不?

  其实未来歼-20和F-22也可能就是这个状态,关键其实是看双方的飞行员谁能将敌人逼入对自己不利的局面。说到底,推力16吨和14吨的差距并不足以造成“碾压”性的差距,空战的结果关键还是要看技战术水平的。

   歼-20“狂暴试飞”

  最近,关于歼-20谣言甚多,其荒谬之处已经到了让人没法去认真驳斥的程度。有人大言不惭,歼-20也就是过渡型战机,未来要搞六代机;有人造谣生事,涡扇-15遇到根本性难题,永远开发不出来;有人乐观过度,歼-20要生产700架,碾压美帝……

  就好像当初说歼-20是拉线模型的台湾媒体一样,用不了多久,现实就会打这些人的脸了。

  中航公司不久前已经宣布本届珠海航展的重点是“三个二十”,大家都心知肚明,这应该说的是歼-20、运-20和直-20。运-20上届航展就已经到现场参展,今年歼-20的“狂暴试飞”让人浮想联翩,歼-20和直-20能否在珠海“惊鸿一现”,现在不止是笔者,连笔者询问的航展主办方人员也还不清楚。

直-20试飞照片,从曝光频率来看,直-20比歼-20捂得更严实,更神秘

  21世纪初的珠海航展上,歼-10、直-10都出现过在马上开展前临时被撤掉的情况。今天,中国空军和中航工业已经日益自信、开放,这样的情况或许会有所改变。

  不论如何,笔者和诸位一起期待着珠海航展上的大惊喜。航展本月底就要开始,观察者网报道团队已经摩拳擦掌,期待着这两年一度的盛会了,届时为读者们献上一顿新的航展大餐。

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