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殲20為何能用落後航發飛出優異機動性 全靠這項設計
送交者: 三把刀 2018年01月18日22:57:03 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  殲10戰鬥機自從2004年批量生產之後,基本滿足了中國空軍高速攔截毛熊圖26和圖160以及美國B1B的要求,也滿足了格鬥時壓制對岸F16戰鬥機的軍令狀,從這個角度來說,一輩子以身許國的宋文驄宋老贏了,成都廠所贏了,中國軍工贏了!在國產最先進二代機殲8還磕磕絆絆不停停機排故焦頭爛額的90年代到2004年這10多年間,中國設計師終於成功從到處是坑,極其不成功的二代機,迅速飛躍到三代機成功。

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  說實在話,殲82和殲10幾乎同時設計同時成熟,都走過了極其艱難的歷程

  當然,殲10戰鬥機也並非完美,除了機動性好,操縱性一流外,飛機的由於雷達落後尺寸巨大造成的機頭過粗,過渡追求亞音速盤旋能力而選擇機翼面積過大,導致了飛機高速加速性能比較差,加上飛機內油比較少,實際上也不太合適做超音速攔截,為了2倍音速飛行而選取的方口外壓進氣口,和碩大無比的垂尾,現在看來都有點欠妥。

  事後復盤,按照能量機動的設計原則,假如飛機機頭稍微小一點,機翼面積小一點的話,鴨翼面積也小一點,不是那麼過渡追求增升的話,飛機的加速性會有一個不小幅度的改善,假如最大速度降低到1.8倍音速的話,全機重量估計可以減小300公斤以上,飛機性能會進一步提高,當然這些是殲10批量後復盤幾十個方案之一,總體來看都反對極端的設計,追求某些指標突出,大部分指標均衡,差的不能過度差,俗話說的短板不能太短。

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  殲10戰鬥機的第一印象就是肥,一頭很肥的小鴨子

  當然,短短的4年之後,成都所又一次以技術創新,指標優越趕超世界一流水平的設計,獲得了中國空軍隱身戰鬥機的大單,繼續了三代機15分鐘虎口拔牙的驚天大逆轉的格局,在隱身性能,機動性能,購置費用,使用費用,飛機壽命等等50多個關鍵性指標,成都的方案大部分超越,少部分持平,這就是殲20戰鬥機,而老大所的方案正好相反,最終毫無懸念跪在堅持,堅持走三代機老高機動的老路上。

  殲10戰鬥機比較明顯的缺點就是飛機比較胖,機翼比較大,加速性能有點差,但是大迎角性能比較好,飛機掉頭指向能力超強,到了殲20究竟有哪些改變呢?

  先從尺寸來說,殲20也是一個大胖子,機頭機身都很肥,而且飛機非常長,全長20米,但是但是但是,飛機的加速性比較好,不管國內的殲10還是殲11,都趕不上,原因在那裡,飛機橫截面很粗不假需要裝大型口徑1米多的大型有源相控陣雷達,內裝2000個發射接收單元,麻煩的是,由於發動機比較長,而且國產導彈導引頭粗,發動機技術落後,造成直徑和長度比美國大很多,導彈長又粗,彈倉只能跟上,造成殲20戰鬥機碩大的彈倉只能裝載4個國產遠程空對空導彈,而美國F22戰鬥機由於導彈短小,可以裝6個差距巨大!

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  殲20戰鬥機機身很粗,彈倉很大實際上因為導彈過於粗大,就能塞4個不如F22

  當然,萬事都有利有弊,發動機長,彈倉長又神造成了機身比較長,長細比比較大,這就得到一個驚喜:超音速的時候阻力比較小,殲20飛機的超音速飛行阻力比較小,按照俄羅斯最最古老的蘇27發動機AL-31F推力曲線計算,基本也可以保證殲20超音速巡航,這也是歐洲颱風戰鬥機的設計思路,機頭截面積雖然比陣風大了一半多,但是由於機身拉長了,實際的超音速阻力也減小了不少。

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  殲20採用了傾斜的兩側進氣,大迎角性能比最早殲9的垂直進氣道效果好很多

  另外一個,就是進氣道的問題,殲20的進氣道從殲10的腹部進氣恢復到殲9戰鬥機的兩側進氣,當然不是簡單的復古,而是採用了美國洛馬公司開發的BUMP蚌式超音速無隔道進氣道,這個進氣道向內有20度左右的傾斜,依靠機頭側壁的加壓,使得飛機的大迎角性能也比較好,類似設計的F35戰鬥機,也可以飛到50-60度迎角而不停車失控。

  另外一個就是殲20最具特色的鴨式布局設計,殲20和殲10在鴨式布局是大體相同但是細節不同,做了更多的優化,殲10的鴨式設計,鴨翼和主機翼靠的比較近,而且鴨翼在主機翼上方,相對面積比例非常大,這個造成了巨大的增升效果,也帶來了巨大的阻力,殲10戰鬥機和殲8戰鬥機設計都有點類似,都是抓住一個點全力攻關,放棄了其餘,殲10戰鬥機攻克了跨音速格鬥快速掉頭的難關,而犧牲了加速性能,而殲8戰鬥機就追求高空高速,徹底放棄了機動性。

  殲10的鴨翼尺寸比較大而且靠機翼比較近,增升效果超好,但是也帶來了阻力比較大的缺點

  殲20的總師在設計殲20的時候吸取了殲10的教訓,刻意在一定程度上降低了鴨翼的增升作用,鴨翼和機翼放的比較開而且基本在,同一平面內,中間用邊條過渡,這種設計在高速設計的時候阻力比較小,比較適合巡航,這個布局還有一個巨大的優勢就是,不管鴨翼如何上下翻飛抬頭低頭,飛機的總升力都可以保持不變,在鴨翼上翻的時候,鴨翼帶來的升力增大,給機翼帶來的下洗增加,降低了一定的機翼升力,在鴨翼下翻,甚至到負角度的時候,鴨翼上洗主機翼的氣流可以使得主機翼的實際有效迎角大幅度升高,最終鴨翼機翼的總升力基本保持不變,這就是殲20戰鬥機在發動機垃圾到極點,內油多,彈倉大還保持了良好的機動性操縱性的秘密之一。

  殲20戰鬥機鴨翼邊條和主機翼的設計很巧妙,阻力小,在超音速和機動時候很占便宜

  而美國F22戰鬥機,採用了常規布局,要做高機動拉高機頭,增加機翼迎角,尾翼低頭運動後基本都要產生負升力,迎角越大,尾翼產生的負升力越大,最終整機的總升力帶來了巨大的負面影響,這也是美國發動機牛逼頂天,不在乎,我國的殲20由於發動機極其落後,採用先進的氣動設計來彌補,現在看來,不負眾望。

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