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歼20战机目前仍用落后发动机 如何做到超音速无敌
送交者: 三把刀 2017年09月12日21:14:11 于 [军事天地] 发送悄悄话

  尽管因为某些特殊原因,我国的J20暂时使用了较为落后的发动机,但是为何飞行员会在对外公开发言中宣称J20超音速无敌?

  歼20战斗机,刚刚装备部队就获得满堂喝彩
 
  战斗机每一代之间,都有着各种巨大跨越的技术性台阶,二代机时代,飞机为了首次突破音速,为了首次突破音速,1倍,2倍,3倍,在不太熟悉和了解超音速的空气动力学特征的情况下,摸索式和竞赛式的发展了很多竞速的战斗机,比如F100,米格19,米格21,F104等等,美国和苏联之间在比赛谁的飞机飞得更快,甚至美国海军和空军都在比,谁的飞机能先创造某个竞速纪录。

  二代机为了速度丢失了非常多战斗机需要的特质,第三代战斗机则为了拨乱反正,保留了一些二代机的超音速冲刺的能力基础下,主要发展了飞机的亚音速机动性,让战斗机真正回到能“战斗”的状态来,今天,我们看到第三代战斗机的代表,F15,F16,苏27,他们都有非常出色的亚音速机动性,都有不错的超音速飞行能力。

  但是第二代飞机,第三代飞机的超音速飞行与其说飞行,不如说是冲刺,这些飞机确确实实都能飞到音速的1.8倍,2.5倍,但是这种飞行几乎都是近乎直线的短时间行为,第三代战斗机典型的作战要求顶多要求飞机飞行5分钟超音速,有些飞机燃油较多,也许能飞的更长时间,7分钟。

  在研究飞机为何能超过音速时,科学家发现,飞机气动布局在某个速度的升阻比只要大于1,就能实现突破音速的梦想,而要让超音速飞行更省油更持久,就需要更大的超音速升阻比。第二代战斗机的超音速升阻比通常在1.5-3之间,第三代战斗机没有特别在超音速方面发展,但已经比较了解超音速的科学奥秘了,所以飞机大多都能有3左右的超音速升阻比。

  第三代战斗机重点发展亚音速升阻比,它们成功的从二代机的5-8提高到9-12,所以三代机往往都比二代机飞的更远。

  F16战斗机,三代机中的精英,升阻比非常高,3吨出头的油量,航程达到2000公里,堪称妖孽
 
  四代机有更高的追求,以ATF为代表的四代机从1990年,就要求新一代的战斗机超音速升阻比大于5,这是新一代飞机设计的新方向,空气动力学新的研究和发展方向,F22在马赫1.5时升阻比据称可以大于6,而YF23更夸张,号称接近7。

  我国的歼20通过长期的研究,据悉也大大超越了升阻比5,具体信息还是高度保密的,但是据已公开的,J20之前淘汰的各种方案研究的这方面参数就已经非常接近6。

  超音速升阻比大于5意味着什么?

  我们假定歼20以25吨的重量在天空飞行,这个5,就意味着它在1.5马赫时飞行阻力大约等于重量的1/5,也就是说,只需要大约5吨推力,飞机就能在1.5马赫下稳定飞行,而歼20现在使用的发动机能提供多少呢?

  我们不知道。

  但是我们知道更落后,更古老的AL31,最大推力12.5吨的发动机,在11000米高度,1.5马赫时,不开加力,最大能达到3.6吨推力。

  两台发动机加起来就是7.2吨,远远超过J20在这个速度的需求。

  这是一个不可想象的结果,使用落后的AL31系的发动机竟然可以让J20这样的飞机实现真正四代机的超巡?

  那为何使用同样发动机的苏27不行?苏27超音速升阻比大约3一级,同样重量时推力需要8.1吨,而发动机最大只有7.8吨。难怪,当俄罗斯给苏35装上推力大15%的117S以后,也宣称苏35具有了不开加力超音速能力。

  但是,苏35的不开加力超音速,能等同于四代机的超巡么?

  从表面来看,好像是的,但是,由于核心科技的差距,歼20这类飞机,实现超音速巡航以后,还有很多剩余推力,这些推力支持飞机以更省油的推力飞行,而苏35则必须使用飞机接近极限的推力,这些推力需要发动机在极限温度区域工作,这也是有时间限制的,通常这样的推力最大使用时间不会长于5分钟。

  从更根本的程度来看,四代机需要超音速巡航并不仅仅是需要巡航超音速而已,它的战术意义在于四代机在作战开始的引导-占位-发射武器这个全过程都要在超音速范围,这个过程不仅仅有直线冲刺,还伴随相当多的转弯和调整航向。

  四代机高超音速升阻比的设计不仅仅让飞机在巡航时以更省油更持久的不开加力状态工作,而真正需要作战时,使用飞机最大的推力,可以在空中完成3G,或者5G的快速转弯,让飞机可以在敌机完全没有察觉或者完全没有能力反击时候就完成攻击。

  歼20使用AL31系的发动机在11000米高度能达到16200KG推力,至少可以支持飞机实现3G的转向,而苏27类飞机即便是全开加力,虽然也能短时间进入同样的速度,但是一转向就立刻掉进亚音速,这是一种追不上,打不着,够不上的尴尬,这就是飞机的代差。

  俄罗斯的T50,尽管隐身设计上饱受质疑,但是其气动设计也是充分考虑超音速巡航和机动的需求,所以,俄罗斯在各种质疑中仍然非常郑重其事的对待这种新飞机。美国的F22,拥有目前最好的发动机,超音速机动性能还远不是使用AL31系列发动机的歼20和T50可比的,它超音速机动至少可以达到5G,这需要换装更大推力的WS15的歼20才能与之匹敌。

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