强国新武器|空重只有15吨,已能超音速巡航,歼20气动布局之优秀超乎想象

歼-20是全球第二款进入现役的重型五代机 , 也是唯一一款采用“升力体边条翼鸭式布局”的隐形战斗机 , 该机在日前获得了中国专利奖外观设计金奖 。 歼-20在气动设计和制造技术上的优势到底有多大?《瞭望智库》8月30日发表题为《歼-20升力系数世界第一是怎么炼成的 , 气动布局的先进程度超乎你的想象》的文章给出了答案 。

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文章表示 , 歼-20不只是升力系数世界第一 , 大迎角时的稳定性和操纵性也非常优秀 , 稳定盘旋角度远超三代机 , 最大爬升率超过F-22 。 歼-20的空重只有15吨左右 , 远远小于F-22的近20吨 , 在配备推力14吨的涡扇-10B发动机时整体推重比超过了F-22 , 可以实现短时间的超音速巡航 。
据报道 , 空军装备专家傅前哨曾表示 , 歼-20同时采用升体力机身、鸭翼、边条翼、机翼、后机身边条、外倾全动双垂尾和外倾双腹鳍一体化非规则气动布局 , 多涡系统可以实现互相耦合 , 产生巨大的升力收益和减阻效果 , 远比只使用升力体、边条翼和鸭翼一种或两者布局的机型有优势 。 歼-20的升力系数为2.1 , 成为了全世界升力排名第一的现代战斗机 , 远超过F-22的1.7 。 歼-20机身修长 , 超音速飞行阻力远小于F-22的0.035 , 意味着歼-20不需要涡扇-15都能实现短时间的超音速巡航 , 超音速机动能力非常强大 , 飞行员称“只要进入超音速就是它的天下”绝非吹牛 。

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据分析 , 歼-20的全动双垂尾和进气口优势也很大 。 全动双垂尾能够显著提高飞机的偏航操纵能力 , 由于整个垂尾都是有效舵面 , 面积也很小 , 相比F-22两个大垂尾能明显提升隐身性能 , 还能有效减少飞行阻力 。 歼-20的进气口采用了复杂形面鼓包 , 可以避免S型转弯导致的气流局部损失 , 结合升力体设计可以增加两侧肋下进气量 , 能充分发挥太行发动机的性能 。 歼-20同时是常规三翼面布局飞机和鸭式布局飞机 , 其在70度迎角时仍有很好稳定性和操纵性 , 因此具有非常好的敏捷性和近距空战能力 , 并不存在西方国家猜测的亚音速机动性能不好的问题 。

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很多人更关注歼-20现在配备涡扇-10B发动机到底能不能超音速巡航?文章也给出了答案 。 歼-20的空重要远远小于F-22 , 目前整体推重比已经超过了F-22 , 带来了超音速巡航和机动性等方面的收益 。 除了气动设计优秀外 , 歼-20因为研制的年代更晚 , 采用了大量先进制造工艺 , 包括3D打印技术、液态金属电磁约束成形和金属超塑成形等技术 , 该机空重被控制在了15-16吨级 , 要比F-22的19-20吨级轻了4吨 。 空重更小的歼-20翼载荷更小 , 显然具备了超音速巡航能力和更出色的机动性能 。
文章指出 , 从飞行表演也能看出歼-20比F-22机动性能更好 。 歼-20在珠海航展进行单机爬升接半滚倒转、大迎角爬升等表演时基本没有开过加力 , 半滚倒转后能在3秒内将机头指向改变180度 , 证明机头转向速度为每秒60度以上 , 速度并没有放慢 。 相比来看 , F-22做同样动作时速度会明显放慢 , 显然要以损失能量为代价 。 歼-20是的稳定盘旋过载为9.5G , 每秒为120米 。 歼-20盘旋角度不小于45度 , 远远超过三代机的30度 , F-22要完成这样的动作要靠矢量推力发动机协助完成 。 歼-20的平均爬升率超过500米/秒 , 也大于F-22的300-400米 。 显而易见 , 歼-20并不存在亚音速机动能力差的问题 , 就算装备AL-31F发动机的歼-20机动性能也超过三代机和三代半战斗机 。

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【强国新武器|空重只有15吨,已能超音速巡航,歼20气动布局之优秀超乎想象】歼-20有更好的气动设计 , 更轻的空重 , 如果再换上四代大推涡扇-15会怎么样呢?歼-20的“天才设计”会大放异彩 , 在各个方面碾压F-22 。 F-22虽然装备数量更多 , 但是已经停产 , 真正能够保持出勤的数量越来越少 , 而且在技术上已经落后了 。 歼-20采用了开放式设计架构 , 未来还可以不断改进 , 世界第一隐形战机宝座实际上已经异位了 。