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縱使相逢應不識:粉飾一新的FC-31原型機離上艦還有多遠?
送交者: 中國海軍 2020年04月20日22:46:41 於 [軍事天地] 發送悄悄話

縱使相逢應不識:粉飾一新的FC-31原型機離上艦還有多遠?


縱使相逢應不識:粉飾一新的FC-31原型機離上艦還有多遠?


近日,有網友在社交媒體上發布了一張低可視化塗裝的FC-31戰鬥機的圖片。雖然這架飛機與之前的所謂“FC-31 2.0”並沒有什麼區別,但趕在“海四代亮相在即”的風口上,也讓不少不明真相的網友和自媒體看圖之後驚呼:FC-31官宣上艦了。這在另一個側面也反映出了很多網友對於艦載機與陸基飛機的區別不甚了了,那麼今天我們不妨結合這架FC-31原型機來談一談艦載機與陸基飛機的細節差別。

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對於很多軍迷來說,區分一架飛機是不是艦載機,只需要看這架飛機的“屁股上”有沒有攔阻鈎即可。除了如雅克-36、“海鷂”這樣的STOVL艦載機外,絕大多數艦載機均為CATOBAR或STOBAR模式,這其中的BAR即攔阻降落(Barrier Arrested Recovery),的英文縮寫,在降落到航母上時,需要用尾部的攔阻鈎掛住航母上的攔阻索以達到減速目的。但事實上,攔阻鈎只是我們判斷一架飛機是不是艦載機的必要條件而非充分條件,即陸基飛機也可以安裝攔阻鈎。如美軍F-15、F-16、F-22等陸基戰鬥機均在機尾安裝了應急攔阻鈎,這些飛機的攔阻鈎在必要時可以起到類似於中俄兩國戰鬥機上安裝的減速傘的作用。

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此外,自從以F-22為代表的第四代隱形戰鬥機問世之後,出於飛機雷達隱身性能的考慮,如武器掛架、機炮、攔阻鈎等在三代機時代完全可以“裸露在外”的飛機結構都需要用倉式結構收納進機體內部。這時我們就很難從其外形看出其究竟裝沒裝攔阻鈎。

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另一種軍迷們常用的判斷一架飛機是否是艦載機的方式是看其機翼是否能夠摺疊,但這同樣並不準確。因為歷史上既出現過可以摺疊機翼的陸基飛機又出現過不能摺疊機翼的艦載機。比如法國的陣風-M、美國的A-4、F-14、F-111B都是不能摺疊機翼的艦載機;而美國的F-4E就是可以摺疊機翼的岸基飛機。此外,現代戰機的做工越來越精細,我們也很難通過一張飛行照片判斷一架飛機的機翼是否可以摺疊。

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既然傳統的判斷方式無法幫助我們準確判斷,那麼我們判斷一架飛機是否是艦載機就需要從艦載機與岸基飛機的本質區別入手。首先,岸基飛機在設計時不需要把飛機的起降性能擺在非常高的優先度上,畢竟地面機場想造多長就造多長,飛機的起降性能就算差一點也不會影響其使用。與之相比,飛機在空中的氣動性能才是設計師需要反覆忖度的重要性能,畢竟這決定了如“爬升率”、“速度”、“加速性”等看得見摸得着的技戰術指標。

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相比之下,艦載機則要更多的考慮其能不能在航母短小狹窄的甲板上安全起降。出於這一考慮,艦載機通常需要有較岸基飛機更低的失速速度、更高的低速操控性。這就要求艦載機有比岸基飛機更高的低空低速下的升力係數。而最常見的增加飛機在低空低速下升力係數的方式就是增大機翼面積。但是過大的機翼面積勢必會增加飛機在高速飛行時的阻力,降低其升阻比。因此,專為岸基航空兵設計的戰鬥機通常不會使用太大面積的機翼。

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在這一點上表現的最明顯的是美軍“一機三型”的F-35系列戰鬥機。根據洛克希德馬丁公司的“官泄”,F-35A型及F-35B型戰機的機翼面積為42.74平方米,而F-35C的機翼面積為62.06平方米,比前兩者大了約45%。A、B型的翼展為10.7米而C型的翼展為13.1米,比前兩者寬了約22%,三型飛機的體型差別肉眼可見。相比之下,此次曝光的“新塗裝FC-31”的翼展相比於此前的“1.0機”並沒有什麼太大的差別。因此,這架FC-31是“艦載機”的說法恐難站得住腳。

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當然,機翼上的問題還不僅如此。自第三代戰鬥機的電傳飛控問世以來,戰鬥機的升降舵、襟翼、副翼之間的差別就開始變得模糊了。對於一架現代戰機來說,俯仰、滾轉、增升操作均是由這三種控制面板共同協作完成的。在這三種控制面板中,襟翼與副翼又因為均安裝在飛機的主翼面上而差別更小。因此,在部分三代機和四代機上,襟翼與副翼便合二為一成為了“襟副翼”。如俄羅斯的蘇-27、美國的F-16等經典岸基三代機均採用了類似的“襟副翼”設計。

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但“襟副翼”歸根結底畢竟只是一種折中設計,其在控制飛機滾轉時不如可以上下自由偏轉的專用副翼,在增升時也不如面積超大的專用襟翼。雖然對於不強求優秀起降性能的岸基飛機來說,這不是什麼大事,但對於跑道長度“寸土寸金”的艦載機來說,卻是不可忍受的。因此,所有現代艦載機均沒有採用襟副翼設計,反而都採用了襟翼+副翼這種看起來“略顯古老”的控制面板構成。這可以在最大程度上增加艦載機在起降時的升力,確保其安全性。

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類似的例子也不勝枚舉:法國陣風系列戰機在設計之初便考慮了“海陸共型”,因此從陣風-A開始,陣風家族就都是襟翼+副翼的構型;蘇-27在最初並沒有考慮“上艦”的問題,因此其控制面板設計最初即為襟副翼構型,但以此為基礎衍生出的兩型艦載機——蘇-33和殲-15,均改成了襟翼+副翼構型。至於美軍最新的“一機三型”的F-35系列,則是A、B兩型採用了襟副翼設計,而C型採用了襟翼+副翼設計。

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所有艦載機中最激進的控制面板設計當屬美國的F-14“雄貓”戰鬥機。該機型是美國海軍服役過的“最重”的艦載機之一,其73,500磅的最大起飛重量僅次於A-3戰略轟炸機。為了彌補巨大的體重帶來的“先天缺陷”,F-14不僅採用了可以“把戰鬥機變成客機”的變後掠翼設計,還取消了副翼將整個主翼面的後控制面板全部變成了專用襟翼。這種為追求起降性能而犧牲戰機機敏性的設計極端地反應出了艦載機設計的根本邏輯。而與之相比從最新曝光的FC-31原型機的照片來看,其控制面板構型仍舊採用了“1.0版本”的襟副翼設計,這也說明了其並非為“艦載”而生的。

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除了機翼以外,艦載機與岸基飛機的起落架設計也存在着較大的不同。眾所周知,起落架在飛機降落時會受到巨大的衝擊力。而這個衝擊力在艦載機和岸基飛機上也完全不是一個概念。一般來說,岸基飛機為了追求降落的平穩性和結構重量的最小化,降落時的下滑角不會太大,一般在2.5°左右;而艦載機為了追求安全性,其降落下滑角通常會在3.5°到4°之間。這就導致艦載機即使以與岸基飛機相同的速度降落,其在垂直方向上的速度也要比後者快了40%左右,因此其受到的衝擊力也勢必更大。更糟糕的是,由於航空母艦艦體本身存在橫搖,艦載機經常會“單輪着艦”,這就會使艦載機的某一個機輪承受着陸時的大部分衝擊力。

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據計算,美軍F/A-18艦載機在地面着陸時,單個起落架受着陸衝擊的應力大小約為201兆帕;而在着艦時,其單個起落架受衝擊的應力大小為668兆帕,為前者的3倍以上。因此,艦載機的起落架勢必要比岸基飛機粗壯得多。以F/A-18為例,其艦載型F/A-18A的主起落架質量為620.6公斤,而用於出口的F-18L型的主起落架質量僅為383公斤。

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前起落架也是一樣,不管是我軍與俄軍使用的用輪檔“彈射起步”的起飛方式,還是美軍、法軍直接使用蒸汽彈射器進行彈射起飛的方式,都要求前起落架有較高的強度。為了增加前起落架的強度,這些艦載機在起飛時都需要把前起落架的高度降低。而為了能夠在最大程度上降低前起落架的高度,前起落架就勢必要採用起落架與輪軸直接相連的“雙前輪”布局。“雙前輪”加之起落架本身的結構補強,也使艦載機的前起落架重量大幅高於岸基飛機。同樣以F/A-18A為例,其前起落架重量為283.8公斤,遠遠大於F-18L的81.7公斤。

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除了艦載機與岸基飛機的差別外,彈射型艦載機與滑躍型艦載機對於前起落架的強度也有較大的差別,畢竟“輪檔”的那點力在彈射器面前還是不值一提的。因此我們可以看到殲-15T型戰鬥機原型機在原本的殲-15戰鬥機的基礎上大幅增強了前起落架,安裝了一個大到誇張的支架。而與之相比,此次曝光的FC-31原型機仍舊採用了與此前“1.0版”相同的前起落架設計,雖然其確實也是“雙前輪”布局,但顯然不適合使用彈射器彈射起飛。考慮到我國已經不會再建造滑躍型航空母艦,因此新的艦載機也不可能專供遼寧、山東兩艘滑躍航母使用而故意使用這種未經加固的起落架。

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最後,艦載機的降落程序也與岸基飛機大有不同。後者基本不需要外力的輔助,而前者一定要聽從着艦指揮官(Landing Signal Officer,LSO)的指揮。因此,飛機上必須有某種東西可以讓LSO了解飛機的狀態。這就是攻角指示器。其實在絕大部分現代戰機上,都有由紅、黃、綠三色燈組成的攻角指示器,不過岸基飛機的攻角指示器只需要給飛行員看就好了,所以岸基飛機的攻角指示器只安裝在座艙內部。而艦載機則不然,其必須要有一個裝在“飛機外面”的攻角指示器來告知LSO飛機目前的狀態,方便其進行指揮。因此包括法國陣風M,美國F-14、F/A-18、F-35C,我國殲-15在內的所有艦載機都在前起落架上安裝了一個與座艙聯動的攻角指示器。同樣的,在新曝光的FC-31原型機圖片上,我們同樣沒有發現類似的結構。這也說明了這架原型機並沒有“上艦”的意圖,也無法在岸上模擬着艦。因此,就算FC31的衍生品最終能夠上艦,也肯定不是現在的這架原型機。


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