歼-20具备超一流的空战能力(中)
原创
2016-11-23 92军迷 刀口谈兵
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作者:刀口团队 \ 92军迷
附上期:
《
歼-20具备超一流的空战能力(上)》
上一篇我们谈了四代机特性里的前两个
S,隐身 和 超音速巡航。具备超音速巡航能力在空战中的意义,需要我们细心琢磨与体会。“在巡航段飞得快”仅仅是其中的一小部分。空空弹虽然标着最大速度4M.,过载35--40G,射程几十公里,而战机最大只能飞9G,但并不是被导弹瞄上就必死无疑?如果是这样运输机装上大雷达,配上远程空空弹,岂不是可以猎杀战斗机?
其实空空弹的最大速度是在动力段的后程,近距弹的动力段只有十几秒,之后就是无动力飞行。最大过载是导弹第一次机动时鸭翼或燃气舵,使导弹产生的瞬间转弯的加速度,但是随着机动过程,导弹的速度和能产生的过载都急剧下降,有效射程也就大大缩短。相比之下四代机有强劲的动力,无论是在中距拦截,还是近距格斗的空战中,超巡带给空空导弹初速度的增加,不仅扩大了不可逃逸的距离,还使得空空导弹可高机动的次数增加。
有资料显示,当目标机做4G过载机动时,导弹需要三倍加10G,即
3X4+10=22G才可能击中目标,所以
0.9M.的三代机发射的导弹,实际上只有一次较大过载修正航行的机会。用中距弹拦截四代机除非是迎头攻击,22Km内有可能击中;如果是侧向或尾追攻击,四代机自身可以在1.5M.的超音速状态下完成6G的机动动作,从而确保甩掉对方的导弹追加。这是四代机绝杀三代机的关键性能,也是超音速机动的基础之一。
这期我们接着聊
第3个S:超机动性能。先看下图,无论是在跨音速区,还是在超音速区,5G机动下F-22都完胜F-15和F-35。
能超巡说明飞机的升阻比和推重比等关键性能达到优秀,同时,这两者也是影响超音速机动的关键。没有高的升阻比和推重比,一机动就掉速度还如何做到超音速机动?所谓的超音速机动性能,是指某个机动动作的全过程是在超音速的状态下完成的。高速机动时不仅仅是可动翼面增加阻力,由于飞机在高速改变姿态,机身和大面积的主翼所带来的阻力增加也大大增加。只有高推重比的发动机才能抵消超音速状态下机动所带来的巨大阻力,
能保持超音速机动就可以在缠斗中,比三代机
更快地抢占有利位置,就像赛车和小货车在复杂的
S形赛道里追逐,显然是赛车轻易地把小货车甩在后面。同时,在空战中超音速平台发射的空空弹能做更多的机动,让三代机无法逃逸,而己方却可以利用超音速机动摆脱三代机发射的空空弹。
所以说超音速机动的关键还是发动机和气动控制,歼-20如果没有推比十的四代发动机,就不仅仅是无法超巡,超音速机动性能也同样不具备,一做大幅度机动就掉速度。
既无法超巡又不能超音速机动的歼-20,能让空军的马司令给出“非常满意”的评语吗?如果是那样,歼-20肯定不会到珠海表演,也不会小批量入列,而是继续试飞、直到达标才能够通过技术定型。
无论是毛发党、还是它的变种“国产毛发”党、以及“太行党”,都认为可以用三代发动机给歼-20定型,以后再换上WS-15。可是它们没有一个能回答这样一个问题,那就是
用三代发动机如何能飞出超音速机动?飞不出又如何知道所定型的气动控制和机体的结构强度,是能够满足更换WS-15之后超音速机动的要求呢?
要想拥有一流的超音速机动性能,除了有四代发动机的强劲推力,以及相应的机体结构强度做基础,还至少要有两个因素:
超常规的可控翼面和
矢量喷管。先看下图,歼-20有一对世界上最大面积的鸭翼和一对全动尾翼,而且可偏转的角度惊人,还都是
差动的哦,即两对翼面的偏转角度和方向是不同步的。歼-10A的鸭翼就已经是可差动的,而欧洲双风的鸭翼却是无法差动。
歼-20的鸭翼离气动重心远、其力臂要比F-22采用的平尾长得多,全动尾翼的面积更不是F-22长条形的尾舵可比。即使是偏转相同的角度,对飞机产生的力矩显然歼-20要大得多。主翼的前后襟翼歼-20和F-22都是可以差动的,2001号机起飞前经常要做一套复杂的“广播体操”,在空中这八个翼面组合出的复杂动作,能让歼-20飞出梦幻般的机动性能。
为什么歼-20要采用这样一套非常规的布局,不是611所的设计人员喜欢鸭翼,或像张局说的是双发歼-10,而是
被空军给逼的。空军的招标书要求:即使是在矢量喷管失灵的情况下,歼-20的机动性也要达到F-22的水平。
601所即使是修改后的三翼面方案也无法达到这一要求,更何况它当时还不能保证能在规定的时间内完成复杂的飞控设计。
611所不但选择非常规布局,而且对鸭翼和升力体的预研扎实,而且总师杨伟更是国内顶尖的飞控大师,当场表示可以立军令状,所以成飞夺标是顺理成章的。
摄影技术不高、或者是在这之前、之后按下快门,那怕是相隔一点时间都捕捉不到,为什么
?既然平飞又为什么要有一边喷管是偏转的呢
?秘密就在下图,这是司马兄在上面那幅图之后,
继续连拍的三个瞬间。显然在喷管偏转之后,这架歼-20的机身开始先右侧倾斜,接着尾翼稍稍向右偏转(使飞机右转弯),同时鸭翼也是稍稍向上偏转(爬升),于是歼-20做了个向右的小半径上升盘旋动作。
民航机在空中做小半径转弯也会这样倾斜,战斗机更是如此,因为侧身后可以通过襟翼偏转帮助转弯。不会是机身保持水平来转弯,那样就只能全靠尾舵的力矩,无法小半径转弯。无矢量推力的战机是靠左右襟翼差动来带动飞机侧身,在慢速通场的情况下显然没有矢量推力来得敏捷,而且徒增阻力。由于歼-20做这个动作机身只需倾斜不大的角度,所以矢量喷管的偏转也只是维持很短的时间。在前往珠海之前,刀大就嘱咐要盯着歼-20的屁股多拍几幅照片,司马兄出色地完成了任务,这幅图被多个网站转载,
在此为我们的军迷摄影大师点赞、鼓掌。
如果觉得上述的图片解说是脑补,那接着看下图。在这次航展上中航发集团的展馆里,有个“发动机全权限数字电子控制系统仿真试验”的展台,在展台右侧有三个液压作动筒(下图右),而且它们是用过的。它就是拼图(下)矢量喷管装置中用来调节“转向控制环”的
A9作动筒(红色箭头所示)。问现场的工作人员:我们的矢量喷管装置成熟了吗?回答:“早已成熟、
已经有型号在用”。 追问是什么型号,回答:这个不能说。其实不说也知道,对吧。
下图(上)是2101号机的机尾清晰图,仔细看就能发现:图中
2101号机的
右边发动机喷管是向右偏转的,其指向(
绿线)与飞机的中轴线有夹角。拼图(下)是2015号机和2101号机拍摄角度相近的图,对比一下可以发现红框里的喷管是偏转的。如果认真细看以上的三组证据之后,还坚信歼-20不具备矢量推力能力,那我也无语了。