J20是我国空军首个性能遥遥领先于国际先进水平的大型主战装备
前面一篇文章我们谈到了中美两国的第五代战斗机的的性能对比，我国J20战斗机的航电系统架构领先F22战斗机一代和F35是同代。J20的火控雷达采用的是数字阵列雷达，比F22和F35使用的主动有源相控阵雷达领先一代。J20的雷达功率器件使用了第三代半导体器件氮化镓功率器件，技术上比美国F22和F35火控雷达使用的砷化镓功率器件领先一代。氮化镓功率器件的功率可以达到上一代砷化镓功率器件的十倍。在雷达性能上，J20的火控雷达对第三代战斗机大小的目标可以达到300公里左右的探测距离，要比F22的200公里探测距离远得多，比F35的160公里探测距离领先更多，配合300公里射程的PL15远程空空导弹，可以做到抢先发现，抢先攻击。J20配套的PL15远程空空导弹射程也比美国AIM120D的130公里远得多，导致美国不得不启动AIM260项目来追赶PL15。在讨论区很多人说你这里到处都是领先一代，那不成六代机了，要说明的是这里说的都是单项技术的代次，和战斗机的划代不是同一个概念。这是回顾上一篇的内容。
军事专家证实WS10B也是有矢量喷管的 这个其实我们去年的文章都已经聊过了
那么这篇文章我们就来接着聊，前一篇文章的讨论区里很多人又开始喷发动机。那么，J20的发动机目前是什么水平呢？很多人认为J20装备的是俄罗斯的AL31发动机，其实根本就不是，J20从首飞开始到服役用的都是WS10B发动机，而且是带矢量喷口的。关于J20的首飞发动机，实际上在2011年年底央视就已经公开了，只是很多人当时并没有注意。换句话说这件事其实早就官宣了，我们去年有一期视频节目就有当年的央视节目为证，感兴趣的可以看下本号的视频节目。然后我们来说说WS10B的性能，WS10B虽然看编号像是WS10A的改进型号，但实际上变化非常大。因为WS10B用的核心机不是WS10A的核心机而是高推核心机。WS10B的中间状态推力在97千牛左右，加力推力144千牛。这些参数深圳卫视在报道J10C服役时曾提到，只是中间状态参数说的比较含蓄，说超过90千牛。其实如果大家对发动机有所了解的话，就应该知道即使90千牛的中间状态推力也比WS10A的7.5吨中间状态推力要高出20%以上。这样的性能提升已经是跨代的性能提升，是原来太行发动机的核心机绝对做不到的。换句话说WS10B的核心机已经换了。虽然跟F22战斗机使用的F119发动机相比性能上仍有差距，但不是代差。而且WS10B采用的是三维矢量喷口比F22采用的二维矢量喷口强大的多，两者完全不在一个维度上。
J20矢量尾喷管偏转动作明显
实际上J20的飞行性能比如超音速巡航速度和空中机动性能一点都不比F22差。既然WS10B的性能和F119相比仍有差距，为什么会出现这种情况呢。因为战斗机作为一个复杂的系统，和其它战斗机比拼时，实际上是从系统顶层的性能开始比拼的，并不是一上来就把零部件性能拿出来，谁的发动机性能先进谁就赢了。因为系统性能高低比如飞行速度的高低、空中机动性能并不完全取决于动力，还要看气动设计水平。飞行性能体现的是动力和气动的综合能力。如果气动设计不当，即使使用推比10一级的发动机，也无法实现超巡，F35就是现成的例子。
这是17年前顾诵芬写的文章 今天再来看数据仍然有些保守 原因你懂的
J20为什么可以在动力性能落后的情况下实现超越F22的飞行性能呢，核心原因在于J20的气动设计水平比F22高得多。J20的最大升力系数在2.1~2.2，而F22最大的升力系数最多在1.7左右。十几年前国内就有专业文献提到J20的升力系数，今天再来看还是有些保守。无论怎么说J20的升力系数相对F22都有30%左右的优势，甚至实际数字可能比这个还要高。这是因为J20的鸭式气动布局要比F22的常规气动布局强大很多。我们知道现代战斗机气动性能的提升都跟涡流有关。J20有两套涡流发生器，一个是鸭翼，一个是机身边条。鸭翼能够产生的涡流比F22使用的常规气动布局能够产生的涡流要强大得多。因为F22产生涡流主要靠进气道侧嵴，但是这东西的展向尺寸太小，产生的涡流尺寸和强度都很有限。而鸭翼的展向尺寸要大得多，产生的涡流尺寸就要大得多，这样涡流在经过机翼和机身上方时，气流速度更快而且压力更低，机身和机翼上下的压力差就更大，所以升力系数就更大。而且不仅如此，流经鸭翼下方的空气压力比上方大，经过鸭翼下方后会向上越过机翼上方，这样可以进一步向涡流补充能量，进一步加强涡流强度。这就是鸭式气动布局升力系数远高于常规气动布局的根本原因。
首先，升力系数更高带来的是机动性上的巨大优势，因为升力系数高就意味着翼载荷更低，这就意味着J20的机翼载荷比F22低30%以上。有人说了，F22的机翼面积78平米，而J20只有68平米左右，这不影响机翼载荷吗。实际上这完全不影响机翼载荷，这是因为鸭式气动布局和常规气动布局的配平方式是不同的。常规气动布局重心在前，机翼升力在后，为保持平衡，平尾升力为负，这样才能平衡，也就是说F22机翼的升力等于机翼产生的升力扣去平尾产生的负升力。我们知道F22的平尾面积大概是10平米左右，78平米扣掉10平之后就是68平米，和J20基本一样。但J20产生正升力的不光有机翼还有鸭翼，也就是机翼面积还要加上鸭翼的面积。因为鸭式气动布局也叫抬式气动布局。重心在中间，鸭翼和机翼产生的都是正升力，三者相互平衡，这是鸭式气动布局的配平方式。同时因为J20机身上方的涡流强度和尺寸比F22更大，所以J20机身产生的升力也要超过F22机身产生的升力。因为五代机普遍是机身升力体设计，J20机身面积其实也比机翼小不了多少，这就进一步加强了J20的翼载荷优势。正是因为鸭式气动布局在气动上的巨大优势，再加上本来就不差的发动机，以及高出一个维度的矢量喷口。J20空中机动性都要比F22强大很多。
很多年前J20就做过三倍音速飞行的气动实验
很多人以为靠目前J20的发动机是实现不了超音速巡航的，其实这也是一个错误观点。因为虽然J20的发动机和F119比起来性能上还有些差距，但是差距不大，大家是同代动力，没有代差，推力大小还在同一个台阶上。WS10B的中间状态推力在97千牛左右，跟F119的105千牛相差不大，加力推力144千牛和F119的155.7千牛也相差不了太多。而J20的气动阻力要远小于F22。首先J20的长宽比更大，这样有利于减小超音速阻力，翼展在12.88米左右比F22战斗机13.56米的翼展更小，而且后掠角度更大，机翼面积和垂尾面积也要小不少，这些对减小超音速飞行时的波阻和摩擦阻力都非常有利。F22二维矢量喷管阻力小的优势早就淹没在系统阻力里面了。而且作为鸭式气动布局不存在常规气动布局带来的配平阻力问题，因为常规气动布局的平尾为了产生负升力会产生配平阻力，而鸭式气动布局则完全没有这一问题。J20在阻力系数上至少比F22有领先15%以上的优势，这就完全抵消了F119在推力上的技术优势而且还有剩余。所以J20在WS10B的推动下飞行速度不比F22差，最大飞行速度肯定是超过2马赫的，这一点从多年前J20就做过飞行速度3马赫的试验就可以看得出出来。因为两年前就有报道提到J20一分钟可以战斗巡航52公里，这就是2.5马赫以上的速度了，如果是高空以平流层的音速计算可以达到2.92马赫，这就是为何J20要做三马赫飞行试验的原因。
实际上经过多年发展，我国航空发动机的水平现在又向前走了很远。WS15发动机已经经过多个小批次量产，目前已经到了可以进入部队服役的状态。如果服役试用一段时间没问题，就可以设计定型了。WS15发动机性能比WS10B又提高，中间状态推力在108千牛左右，加力推力156千牛。可以说已经追上F119发动机了。而且加力耗油系数只有1.98，比F22的2.4要好得多。发动机大修间隔已经提到4000小时，完全够用了。后续加力推力18吨左右的改进型号可能已在试飞当中了，这些都已经算锦上添花了。
关于中美五代机的PK其实还有很多东西没说完，篇幅所限只能另起一篇了。本文还有前面一篇文章信息量都非常大，其实涉及内容非常多，文中所有观点和技术数据都有依据或证据支撑，感兴趣的朋友可以往前翻以前的文章，至少有二十几篇相关文章可供参考。
