歼20在涡扇15量产前究竟能不能超音速巡航 |
送交者: 大智本行 2020年06月06日19:02:05 于 [军事天地] 发送悄悄话 |
五代机的特征,一般是以美国人提出的4个“S”为标准,即:Stealth(隐形,即雷达低可探测性);Super Sonic Cruise(超音速巡航能力);Super Maneuverability(超机动能力);Superior Avionics for Battle Awareness and Effectiveness(超级信息优势)。 超音速巡航能力 超音速巡航能力是众多军事评论家和军迷诟病歼20的一点,认为歼20装备的AL-31F不具备超音速巡航能力。歼20装备的发动机到底是AL-31F还是增推版的99M1还是国产发动机,我们暂且不去推论;就说说歼20装着三代军用涡扇发动机到底有没有可能超音速巡航。 首先超音速巡航的定义,是不开加力的情况下,以1马赫以上的速度维持较长时间的进行巡航飞行。也就是说,你短时间进入超音速是不行的,开了加力也是不行的。这就要求发动机军用推力非常大才行。看起来是这样吧? 但是超音速巡航,发动机只是一方面。法国达索公司的阵风战斗机空中9.5吨,装备的双发M88发动机,军用推力仅50KN,加力推力只有75KN;法国人不是大地主,没有余粮,发动机不行就在外形减阻设计上精打细算,结果获得的巨大收益。结果阵风可以在外挂副油箱和导弹的情况下进行1.4马赫的超音速巡航。 歼20比起阵风,对超音速升阻比的优化显然是更加合理的。超音速下激波阻力占到总阻力的很大一部分,由于四代机的普遍设计只考虑跨音速的升阻比,对超音速飞行的减阻优化不够,所以超音速的升阻比普遍不高,只有1.5~3; 而歼20为了满足超音速巡航,采用了大后掠角的双三角翼;机身严格按照面积律设计;由于大后掠角机翼不适合亚音速机动性,歼20增加了一对鸭翼,这样就兼顾了亚音速机动性。 歼20的机身,前宽中窄后宽,这是因为机翼的截面积是前窄后宽后窄,属于典型的“蜂腰”特征,符合激波阻力优化的要求。由于我国先进的风洞技术加成,这样的构型在样机做出来之前就已经得到了很好的验证。歼20采用了大后掠角的机翼,阻力系数进一步降低。一般认为歼20的超音速升阻比在5.4~5.6之间;这个数字其实比F22的6还小,是最保守的估计了,原本应该比F22的6要大,因为歼20的机翼后掠角比F22更大。 那么保守一点取升阻比为5.4来计算,那么歼20起飞重量30吨时,以1.5马赫飞行,只需要5.5吨也就是每台2.75吨的推力。这个推力AL-31F能不能提供呢?显然是可以的。 AL-31F发动机包线,横坐标单位是马赫数,纵坐标单位是千牛 上图为AL-31F发动机的包线图。在15KM,1.5M的速度下,其推力大约有42KN;也就是将近4.3吨的推力。两台就是8.6吨推力。这个推力让歼20超音速巡航显然是绰绰有余了。 歼20的超机动能力 歼20由于三角翼的后掠角较大,不利于亚音速升阻比;因此在前面增加了鸭翼和边条翼。通过近距耦合的鸭翼以及鸭翼、边条翼、襟翼产生的脱体涡流,增加歼20亚音速升力系数,同时,脱体涡流大大增大了附面层脱离时的攻角。这使得歼20在没有装备矢量发动机的状态下也拥有非常棒的失速性能和亚音速机动性。估计涡扇15量产服役前,不会影响歼20的超音速巡航能力,只会略微影响歼20的瞬间加速机动性能。 歼20的超大攻角 歼20的涡流从照片上至少可以看到6条,而且都巧妙避开了垂尾。这差不多是现有五代机最多的。 |
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