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纵使相逢应不识:粉饰一新的FC-31原型机离上舰还有多远?
送交者: 中国海军 2020年04月20日22:46:41 于 [军事天地] 发送悄悄话

纵使相逢应不识:粉饰一新的FC-31原型机离上舰还有多远?


纵使相逢应不识:粉饰一新的FC-31原型机离上舰还有多远?


近日,有网友在社交媒体上发布了一张低可视化涂装的FC-31战斗机的图片。虽然这架飞机与之前的所谓“FC-31 2.0”并没有什么区别,但赶在“海四代亮相在即”的风口上,也让不少不明真相的网友和自媒体看图之后惊呼:FC-31官宣上舰了。这在另一个侧面也反映出了很多网友对于舰载机与陆基飞机的区别不甚了了,那么今天我们不妨结合这架FC-31原型机来谈一谈舰载机与陆基飞机的细节差别。

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对于很多军迷来说,区分一架飞机是不是舰载机,只需要看这架飞机的“屁股上”有没有拦阻钩即可。除了如雅克-36、“海鹞”这样的STOVL舰载机外,绝大多数舰载机均为CATOBAR或STOBAR模式,这其中的BAR即拦阻降落(Barrier Arrested Recovery),的英文缩写,在降落到航母上时,需要用尾部的拦阻钩挂住航母上的拦阻索以达到减速目的。但事实上,拦阻钩只是我们判断一架飞机是不是舰载机的必要条件而非充分条件,即陆基飞机也可以安装拦阻钩。如美军F-15、F-16、F-22等陆基战斗机均在机尾安装了应急拦阻钩,这些飞机的拦阻钩在必要时可以起到类似于中俄两国战斗机上安装的减速伞的作用。

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此外,自从以F-22为代表的第四代隐形战斗机问世之后,出于飞机雷达隐身性能的考虑,如武器挂架、机炮、拦阻钩等在三代机时代完全可以“裸露在外”的飞机结构都需要用仓式结构收纳进机体内部。这时我们就很难从其外形看出其究竟装没装拦阻钩。

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另一种军迷们常用的判断一架飞机是否是舰载机的方式是看其机翼是否能够折叠,但这同样并不准确。因为历史上既出现过可以折叠机翼的陆基飞机又出现过不能折叠机翼的舰载机。比如法国的阵风-M、美国的A-4、F-14、F-111B都是不能折叠机翼的舰载机;而美国的F-4E就是可以折叠机翼的岸基飞机。此外,现代战机的做工越来越精细,我们也很难通过一张飞行照片判断一架飞机的机翼是否可以折叠。

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既然传统的判断方式无法帮助我们准确判断,那么我们判断一架飞机是否是舰载机就需要从舰载机与岸基飞机的本质区别入手。首先,岸基飞机在设计时不需要把飞机的起降性能摆在非常高的优先度上,毕竟地面机场想造多长就造多长,飞机的起降性能就算差一点也不会影响其使用。与之相比,飞机在空中的气动性能才是设计师需要反复忖度的重要性能,毕竟这决定了如“爬升率”、“速度”、“加速性”等看得见摸得着的技战术指标。

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相比之下,舰载机则要更多的考虑其能不能在航母短小狭窄的甲板上安全起降。出于这一考虑,舰载机通常需要有较岸基飞机更低的失速速度、更高的低速操控性。这就要求舰载机有比岸基飞机更高的低空低速下的升力系数。而最常见的增加飞机在低空低速下升力系数的方式就是增大机翼面积。但是过大的机翼面积势必会增加飞机在高速飞行时的阻力,降低其升阻比。因此,专为岸基航空兵设计的战斗机通常不会使用太大面积的机翼。

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在这一点上表现的最明显的是美军“一机三型”的F-35系列战斗机。根据洛克希德马丁公司的“官泄”,F-35A型及F-35B型战机的机翼面积为42.74平方米,而F-35C的机翼面积为62.06平方米,比前两者大了约45%。A、B型的翼展为10.7米而C型的翼展为13.1米,比前两者宽了约22%,三型飞机的体型差别肉眼可见。相比之下,此次曝光的“新涂装FC-31”的翼展相比于此前的“1.0机”并没有什么太大的差别。因此,这架FC-31是“舰载机”的说法恐难站得住脚。

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当然,机翼上的问题还不仅如此。自第三代战斗机的电传飞控问世以来,战斗机的升降舵、襟翼、副翼之间的差别就开始变得模糊了。对于一架现代战机来说,俯仰、滚转、增升操作均是由这三种控制面板共同协作完成的。在这三种控制面板中,襟翼与副翼又因为均安装在飞机的主翼面上而差别更小。因此,在部分三代机和四代机上,襟翼与副翼便合二为一成为了“襟副翼”。如俄罗斯的苏-27、美国的F-16等经典岸基三代机均采用了类似的“襟副翼”设计。

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但“襟副翼”归根结底毕竟只是一种折中设计,其在控制飞机滚转时不如可以上下自由偏转的专用副翼,在增升时也不如面积超大的专用襟翼。虽然对于不强求优秀起降性能的岸基飞机来说,这不是什么大事,但对于跑道长度“寸土寸金”的舰载机来说,却是不可忍受的。因此,所有现代舰载机均没有采用襟副翼设计,反而都采用了襟翼+副翼这种看起来“略显古老”的控制面板构成。这可以在最大程度上增加舰载机在起降时的升力,确保其安全性。

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类似的例子也不胜枚举:法国阵风系列战机在设计之初便考虑了“海陆共型”,因此从阵风-A开始,阵风家族就都是襟翼+副翼的构型;苏-27在最初并没有考虑“上舰”的问题,因此其控制面板设计最初即为襟副翼构型,但以此为基础衍生出的两型舰载机——苏-33和歼-15,均改成了襟翼+副翼构型。至于美军最新的“一机三型”的F-35系列,则是A、B两型采用了襟副翼设计,而C型采用了襟翼+副翼设计。

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所有舰载机中最激进的控制面板设计当属美国的F-14“雄猫”战斗机。该机型是美国海军服役过的“最重”的舰载机之一,其73,500磅的最大起飞重量仅次于A-3战略轰炸机。为了弥补巨大的体重带来的“先天缺陷”,F-14不仅采用了可以“把战斗机变成客机”的变后掠翼设计,还取消了副翼将整个主翼面的后控制面板全部变成了专用襟翼。这种为追求起降性能而牺牲战机机敏性的设计极端地反应出了舰载机设计的根本逻辑。而与之相比从最新曝光的FC-31原型机的照片来看,其控制面板构型仍旧采用了“1.0版本”的襟副翼设计,这也说明了其并非为“舰载”而生的。

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除了机翼以外,舰载机与岸基飞机的起落架设计也存在着较大的不同。众所周知,起落架在飞机降落时会受到巨大的冲击力。而这个冲击力在舰载机和岸基飞机上也完全不是一个概念。一般来说,岸基飞机为了追求降落的平稳性和结构重量的最小化,降落时的下滑角不会太大,一般在2.5°左右;而舰载机为了追求安全性,其降落下滑角通常会在3.5°到4°之间。这就导致舰载机即使以与岸基飞机相同的速度降落,其在垂直方向上的速度也要比后者快了40%左右,因此其受到的冲击力也势必更大。更糟糕的是,由于航空母舰舰体本身存在横摇,舰载机经常会“单轮着舰”,这就会使舰载机的某一个机轮承受着陆时的大部分冲击力。

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据计算,美军F/A-18舰载机在地面着陆时,单个起落架受着陆冲击的应力大小约为201兆帕;而在着舰时,其单个起落架受冲击的应力大小为668兆帕,为前者的3倍以上。因此,舰载机的起落架势必要比岸基飞机粗壮得多。以F/A-18为例,其舰载型F/A-18A的主起落架质量为620.6公斤,而用于出口的F-18L型的主起落架质量仅为383公斤。

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前起落架也是一样,不管是我军与俄军使用的用轮档“弹射起步”的起飞方式,还是美军、法军直接使用蒸汽弹射器进行弹射起飞的方式,都要求前起落架有较高的强度。为了增加前起落架的强度,这些舰载机在起飞时都需要把前起落架的高度降低。而为了能够在最大程度上降低前起落架的高度,前起落架就势必要采用起落架与轮轴直接相连的“双前轮”布局。“双前轮”加之起落架本身的结构补强,也使舰载机的前起落架重量大幅高于岸基飞机。同样以F/A-18A为例,其前起落架重量为283.8公斤,远远大于F-18L的81.7公斤。

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除了舰载机与岸基飞机的差别外,弹射型舰载机与滑跃型舰载机对于前起落架的强度也有较大的差别,毕竟“轮档”的那点力在弹射器面前还是不值一提的。因此我们可以看到歼-15T型战斗机原型机在原本的歼-15战斗机的基础上大幅增强了前起落架,安装了一个大到夸张的支架。而与之相比,此次曝光的FC-31原型机仍旧采用了与此前“1.0版”相同的前起落架设计,虽然其确实也是“双前轮”布局,但显然不适合使用弹射器弹射起飞。考虑到我国已经不会再建造滑跃型航空母舰,因此新的舰载机也不可能专供辽宁、山东两艘滑跃航母使用而故意使用这种未经加固的起落架。

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最后,舰载机的降落程序也与岸基飞机大有不同。后者基本不需要外力的辅助,而前者一定要听从着舰指挥官(Landing Signal Officer,LSO)的指挥。因此,飞机上必须有某种东西可以让LSO了解飞机的状态。这就是攻角指示器。其实在绝大部分现代战机上,都有由红、黄、绿三色灯组成的攻角指示器,不过岸基飞机的攻角指示器只需要给飞行员看就好了,所以岸基飞机的攻角指示器只安装在座舱内部。而舰载机则不然,其必须要有一个装在“飞机外面”的攻角指示器来告知LSO飞机目前的状态,方便其进行指挥。因此包括法国阵风M,美国F-14、F/A-18、F-35C,我国歼-15在内的所有舰载机都在前起落架上安装了一个与座舱联动的攻角指示器。同样的,在新曝光的FC-31原型机图片上,我们同样没有发现类似的结构。这也说明了这架原型机并没有“上舰”的意图,也无法在岸上模拟着舰。因此,就算FC31的衍生品最终能够上舰,也肯定不是现在的这架原型机。


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