殲-20是中國自主研發的重型雙發第五代多用途隱身戰鬥機，由於它研製時間比世界上第一種五代機F-22晚得多，採用了許多新技術、新方案，被認為具有很強的後發優勢，在技術上有自己的特點。殲-20相比F-22的後發優勢究竟體現在哪兒？2021年1月11日，就在殲-20首飛十周年紀念日當天，航空工業成都飛機設計研究所作為殲-20的設計單位（主機所），連續發布了多條官方推文紀念殲-20首飛十周年，其中透露出了不少“重量級”的乾貨，可以幫助我們回答“殲-20相比F-22牛在哪兒”這個問題。

　　殲-20全三維數字化設計和製造，比F-22更強更快！

　　飛機的數字化設計，始於上世紀70、80年代的歐洲和美國，在第四代戰鬥機譬如“狂風”和第五代戰鬥機上，得到最初的應用。

殲-20總設計師楊偉院士與成飛所的技術人員們在殲-20飛機設計現場技術攻關，解決問題

　　傳統的飛機設計製造過程是：設計文件、二維圖紙-模線樣板-標準樣件-各類成型模具、裝配夾具，最後製造出飛機產品。這種傳統的工作方式是把飛機的設計數據和信息，通過數十萬件的標準工藝裝備和生產工藝裝備最終以模擬量的形式傳遞到飛機產品上。這就造成飛機工藝裝備數量極大，設計、生產準備周期和製造周期長，互換協調困難，質量難以保證，生產成本高等一系列難題。為了解決這一難題，在計算機出現後，發明了計算機輔助設計和數控加工技術，即我們熟知的CAD/CAM技術。隨着計算機和數字化技術的不斷發展，硬件平台能力越來越強，還出現了工業互聯網技術。飛機設計和製造業界開始通過在計算機上完全虛擬設計出飛機的三維圖紙，而後進行數字化出圖、數字化零部件生產和數字化裝配，從而根本上實現飛機設計製造的“革命性飛躍”。這一時期，湧現出了CATIA等重要的飛機設計軟件。

　　然而飛機設計和製造數字化技術的發展也不是一蹴而就的，分為四個發展階段。早期的計算機輔助設計飛機，雖然已經不再需要手工繪製圖紙，但還是要在計算機上進行二維的數字圖形繪製，程序編寫和數據交換，到了第二階段才實現了複雜部件的三維建模和數字化局部優化設計/加工。F-22的出現，恰恰處於飛機數字化設計的早期階段，其設計限於當時技術的局限，顯然距離真正意義的全數字化設計和製造相差甚遠。

　　而在殲-20的設計上，航空工業集團公司經過多年的技術探索，從“飛豹”戰機最早引入計算機數字化設計開始，已經實現了從第一個發展階段到第三個發展階段的跨越——即實現了完全的三維數字化樣機的設計，能夠實施並行工程。

　　根據成飛所的公開報道：“殲-20研製初期，為了提高研製質量、縮短研製周期、提升項目管理水平，總師系統決定在新機研製中，採用全三維數字化設計/製造/管理技術。全數字化三維發圖模式相比二維發圖來說，設計平台截然不同，存在很多預想不到的困難。除了設計建模規範和指南、系統平台開發定製、專業工具集成等前期研究及準備工作需要經歷實戰檢驗及優化之外，多專業協同設計及設計製造並行協同也帶來了工作模式的碰撞與磨合。但是，三維發圖模式的繼承性強，技術狀態清晰，設計製造協同順暢，一旦走通，可以為整個研製節省大量時間。”“在強大的精神合力下，短短數月，完成殲20驗證機全部機體結構全數字化數模設計，並正式發圖。”

　　“為了加快（殲-20）試製進度，工藝設計與產品設計並行展開（這就是所謂的並行工程），數模發出後僅7天研製團隊開始了第一個零件製造，隨後驗證機機體結構全面轉入試製階段。但大比例的新型材料、大尺寸的結構零件、隱身特性的加工要求給殲20飛機的研製帶來了一個又一個挑戰。針對殲-20驗證機全數字化設計的特點，航空人不斷創新進取、歷練本領，研製全線先後突破了一系列關鍵技術。關鍵零件試製一次成功，大部件對合一次成功，發動機啟封開車一次成功。”

計算機數字化設計現場，是沒有硝煙的“戰場”，計算機就是殲-20設計人員們的“武器”

　　很顯然，數字化設計使得殲-20的設計製造時間大大縮短，根據資料顯示，洛馬公司的YF-22技術驗證機在對比試飛中獲勝後，於1991年正式拿到了F-22原型機的製造合同，而第一架F-22原型機首飛是在1997年，也就是說，從原型機開始設計製造到首飛，洛馬公司花費了整整六年時間。而根據成飛所公開消息，從09年殲-20驗證機項目緊張設計到2011年首飛，殲-20花費的時間可能僅有F-22的一半。這就是數字化設計和製造技術的威力！

　　展望未來，中國還將繼續向飛機數字化設計製造的更高階段——全虛擬化設計和集成製造技術——進軍。

　　優化設計，減重明顯，空重比F-22輕四噸！

　　根據成飛所報道，殲-20在設計中，採用了許多創新和技術迭代方案，從指標體系、內埋武器數量、人機工效、製造裝配、試驗試飛、保障模式等各個方面，航空人最終拿出了一套科學的、系統的、針對性強的符合現代作戰需求的科學方案。先後以自我涅槃的精神完成了“系統革命”，實現了座艙的最佳人機工效，科學減重達200千克。本刊曾經對殲-20的空重進行過推測和報道，指出殲-20空機重量被成功控制在15噸級，這遠遠小於公開資料顯示的美軍F-22戰鬥機19.7噸的空機重量，這使得殲-20擁有驚人的可用載荷，作戰潛力大大超過F-22。很顯然，光座艙就科學減重200千克，肯定是殲-20之所以實現“超輕”空重的重要一環。加上此前曾濃墨重彩報道過的先進DSI進氣道減重，殲-20通過採用一系列先進的設計技術和方案，通過非常細緻的優化設計和迭代，終於使得殲-20在結構設計上明顯壓倒了F-22。

殲-20的座艙和進氣道經過精細的設計，減重明顯，為殲-20的輕空重、高性能做出了巨大貢獻

　　突破殲-10“亞洲第一框”

　　成都飛機工業集團公司，在殲-10的製造上，曾經創造了“亞洲第一框”的輝煌紀錄。當時，殲10飛機整體框外廓尺寸大、雙面加工、結構複雜、精度要求高，被稱為“亞洲第一框”。它採用整體製造技術，對鍛壓等機械加工提出了極高的要求。

　　在殲-20飛機上，由於其作為重型戰鬥機，整體框的尺寸比殲-10飛機更大，加工難度要求也更高。成飛將其譽為“飛躍之框”。然而這也一樣難不倒成飛所和成飛的工程師們，他們攻克了號稱“飛躍之框”的整體框製造，再破當年“亞洲第一框”記錄；按照“性能需求、開發研製、評估驗證”循環推進思路，讓試驗、試飛、定型工作在短時間內取得重要成果。

　殲-10的“亞洲第一框”生產加工現場