殲20在渦扇15量產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 於 [軍事天地] 發送悄悄話 |
五代機的特徵,一般是以美國人提出的4個“S”為標準,即:Stealth(隱形,即雷達低可探測性);Super Sonic Cruise(超音速巡航能力);Super Maneuverability(超機動能力);Superior Avionics for Battle Awareness and Effectiveness(超級信息優勢)。 超音速巡航能力 超音速巡航能力是眾多軍事評論家和軍迷詬病殲20的一點,認為殲20裝備的AL-31F不具備超音速巡航能力。殲20裝備的發動機到底是AL-31F還是增推版的99M1還是國產發動機,我們暫且不去推論;就說說殲20裝着三代軍用渦扇發動機到底有沒有可能超音速巡航。 首先超音速巡航的定義,是不開加力的情況下,以1馬赫以上的速度維持較長時間的進行巡航飛行。也就是說,你短時間進入超音速是不行的,開了加力也是不行的。這就要求發動機軍用推力非常大才行。看起來是這樣吧? 但是超音速巡航,發動機只是一方面。法國達索公司的陣風戰鬥機空中9.5噸,裝備的雙發M88發動機,軍用推力僅50KN,加力推力只有75KN;法國人不是大地主,沒有餘糧,發動機不行就在外形減阻設計上精打細算,結果獲得的巨大收益。結果陣風可以在外掛副油箱和導彈的情況下進行1.4馬赫的超音速巡航。 殲20比起陣風,對超音速升阻比的優化顯然是更加合理的。超音速下激波阻力占到總阻力的很大一部分,由於四代機的普遍設計只考慮跨音速的升阻比,對超音速飛行的減阻優化不夠,所以超音速的升阻比普遍不高,只有1.5~3; 而殲20為了滿足超音速巡航,採用了大後掠角的雙三角翼;機身嚴格按照面積律設計;由於大後掠角機翼不適合亞音速機動性,殲20增加了一對鴨翼,這樣就兼顧了亞音速機動性。 殲20的機身,前寬中窄後寬,這是因為機翼的截面積是前窄後寬後窄,屬於典型的“蜂腰”特徵,符合激波阻力優化的要求。由於我國先進的風洞技術加成,這樣的構型在樣機做出來之前就已經得到了很好的驗證。殲20採用了大後掠角的機翼,阻力係數進一步降低。一般認為殲20的超音速升阻比在5.4~5.6之間;這個數字其實比F22的6還小,是最保守的估計了,原本應該比F22的6要大,因為殲20的機翼後掠角比F22更大。 那麼保守一點取升阻比為5.4來計算,那麼殲20起飛重量30噸時,以1.5馬赫飛行,只需要5.5噸也就是每台2.75噸的推力。這個推力AL-31F能不能提供呢?顯然是可以的。 AL-31F發動機包線,橫坐標單位是馬赫數,縱坐標單位是千牛 上圖為AL-31F發動機的包線圖。在15KM,1.5M的速度下,其推力大約有42KN;也就是將近4.3噸的推力。兩台就是8.6噸推力。這個推力讓殲20超音速巡航顯然是綽綽有餘了。 殲20的超機動能力 殲20由於三角翼的後掠角較大,不利於亞音速升阻比;因此在前面增加了鴨翼和邊條翼。通過近距耦合的鴨翼以及鴨翼、邊條翼、襟翼產生的脫體渦流,增加殲20亞音速升力係數,同時,脫體渦流大大增大了附面層脫離時的攻角。這使得殲20在沒有裝備矢量發動機的狀態下也擁有非常棒的失速性能和亞音速機動性。估計渦扇15量產服役前,不會影響殲20的超音速巡航能力,只會略微影響殲20的瞬間加速機動性能。 殲20的超大攻角 殲20的渦流從照片上至少可以看到6條,而且都巧妙避開了垂尾。這差不多是現有五代機最多的。 |
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