|
本帖最后由 晨枫 于 2022-6-30 07:29 编辑 5 g# K8 E, F1 I
0 W( f- A) m/ l; b8 ~" ~ A6 ]5 b
每隔一段时间,歼-20还是歼-35谁更适合上舰这个话题就要重新爆炒一遍。现在003下水了,这个话题自然重新火热。
" h8 W6 ^* }+ G u
4 J* s6 d# A9 @; V% O5 c2 p歼-20人人知道,歼-35则是“传说中的舰载战斗机”。官方从来没有确认过歼-35这个型号。以前也流传过歼-31的说法,那是从中航的FC-31型号而来的。至今,FC-31是唯一得到确认的型号,但这不是军方型号,是厂商型号。在这里,使用歼-35的说法,有人说这是为了对标美国F-35。确实,歼-35在很多方面与F-35相似,也有说法歼-35就是为了在空战中压倒F-35而设计的。
$ @) h1 {# K1 n( Z n8 [, c
, d" n0 J% s2 q/ k T- o只要适当改装,什么战斗机都能上舰,所以那些“xx都上舰了,yy为什么不能上舰”的质疑没有意义。但不是什么战斗机都适合上舰。
4 y4 n0 r2 f; @) m# m6 @. r: `% {( z. m7 x6 X9 s+ u5 y
上舰的战斗机要求几个特点:4 `4 J. f& v8 T8 S& G( C; E
1、 特别强调低空低速性能
; e* u( q! o/ X5 o2、 特别强调占地较小) S2 W: a; ^0 S; ]
3、 特别强调独立作战能力和多任务能力
7 S. G6 [3 e, _4、 特别强调可靠性
: m1 n/ N4 l! a- P" e3 P- S* j# B7 X, _ u* d0 \
特点3和4与气动布局的关系不大,但1和2就关系大了。& F {9 Z% Q2 w. Y
& U/ M p: B3 `& w: Y% i航母是巨舰,但甲板和机库空间依然是有限的,舰上起飞和着舰永远是挑战。由于航空技术的局限,任何垂直-短距起落战斗机都在性能上不可能匹敌同时代的滑跑起落的战斗机,尤其在航程和载弹量上。舰上战斗机出动和回收一次不容易,每出动一次,都要一个顶俩,航程不够用,或者载弹量不够用,根本干不了什么事。歼-15已经解决了中国舰载战斗机的有无问题,现在必须解决的是有用的问题。不仅针对对方的舰载战斗机,还要针对对方的陆基战斗机。
- B: F3 V0 b8 U2 M
/ Y, x8 m; X7 M+ ?/ X+ w舰上滑跑起飞需要弹射或者滑跃助力,滑跃难以满载起飞,但弹射的力量依然是有限的,需要战斗机具有优良的短滑跑起飞能力,这决定了小后掠角和大面积襟翼的重要性。后掠角较小时,机翼“兜得住”前方气流,有利于在低速时就产生升力,但高速时阻力较大。襟翼是机翼后缘可垂放的气动面,襟翼下垂时,增加机翼弯度,也可看作强迫气流导向后下方,提高升力,代价是阻力也增大,但在低速时代价还可接受。
' ^ f2 r5 A- k$ `. O0 R- x/ O# z" n- I4 c) g1 P
美国空军选用YF-16并定型为F-16后,美国国会要求美国海军也选用,以实现规模经济。美国海军坚持只有YF-17才能满足上舰要求,后来成为F-18。在技术上,YF-17的小后掠梯形翼是很大的原因,这确实是站得住脚的。双发是另一个原因。
+ g9 F' n, a8 S0 n8 K5 Y" G3 H$ f) u0 g$ n, c; \
一台大推和两台中推可能推力相等,发动机的可靠性足够高,双发的可靠性优点现在也不突出了,但两者的推力特性不一样。大推加速、减速都“惯性”较大,中推的“油门反应”灵敏得多。着舰时,推力是精确调整下滑轨迹的主要手段,双发比单发更加有利。美国海军历史上有单发飞机,像A-4,但都是中小推力的,F-35C是第一架单大推战斗机,为此还改变了着舰标准操作,这是另外一个话题了。- g# w* `4 X C9 s+ n
2 r q8 U8 m6 K Z( Q; b# I% a
舰上占地通常用机翼折叠来解决,有时平尾甚至垂尾都可折叠。折叠越多,占地越小,但结构和运作越复杂,可靠性和维修问题越大。折叠机翼的外段刚度较低,折叠机构的受力能力也有限,一般外翼段不适合挂载重型弹药,限制了挂载能力。. u: N0 d2 d! N$ ^. m: Y
% M% ~( u; \9 H& d7 d+ i歼-20与歼-35代表了鸭式和常规布局。歼-20是鸭式,歼-35是常规。2 b2 t( K( M: j( |! U% V8 \
0 ]; y3 V9 L3 @4 y7 |
$ k" {' v4 ^ V1 E2 E& x鸭式靠加大机翼迎角提高升力,离舰时姿态高高扬起,这是法国“阵风”. e! y2 P: U+ Y
1 d1 ~6 a& s: X- ^6 ~# G
& k3 ?6 p: l s. t5 a常规靠大面积襟翼下垂提高升力,姿态要“平”得多,这是美国F-18F8 V' U4 p a% Y9 h- S8 c" `* K
, S/ l5 L# ~1 e
鸭式布局是无尾三角翼的改良。无尾三角翼的高空高速性能优良,但低空低速性能不佳。鸭翼缓解了无尾三角翼的问题,但不能彻底解决,因为鸭翼是用于配平和飞行姿态控制的,并不产生多少升力,不能根本解决大三角翼的升力特性问题。鸭翼使得飞机抬头也需要相当的速度,在航母上短短的弹射道上达不到这个速度的话,就需要法国“阵风”在离舰瞬间“奋力弹起”那样的歪门邪道了。这需要非常精确可靠地控制弹力释放的时机,释放过早,速度还没有加上去,阻力倒大大增加了,可能飞机浮起再拍下,要出事;释放太晚,则拉升不起来,就直接栽海里去了。9 V" v/ ?& L# P
( X, s, O0 I; N9 q' p- v( ?解决这个问题还可以通过加大鸭翼,但整个气动特性全变了,影响太大;也可以加大弹射功率,这也非同小可,不容易做到。
2 T4 Y3 {& v& t! k! w8 Z
( S( J; {- x" F相比之下,常规布局的襟翼离重心近,大幅度下垂增升时基本不改变飞行姿态,所以在起飞时主要用襟翼增升。飞机的迎角不需要太大,姿态较“平”,阻力较小。不仅操作比较自然,也容易在收起襟翼后迅速加速。
* D* f6 E$ l: h) _- r* Q" E, r! ^; O0 U. p' g1 [
放宽静稳定性也有点作用。如果升力中心在前,重心在后,飞机就是静不稳定的。任何扰动导致飞机上扬的话,增加的迎角增加升力,导致进一步上扬。这个特性在起飞的时候,可用来产生自然上扬趋势,增加迎角,增加机翼的升力。问题是这也和鸭翼一样,需要一定的速度才起作用。航母上短滑跑起飞,最缺的就是速度。
) V& ?( D/ G& d- n% h% j, e- ~& g0 ]
* Q8 } |: G! ?; \( ~4 }
鸭翼可以用于正常配平和俯仰控制,但不可能对冲大角度下垂的襟翼的低头影响,比较两者的面积很容易看到这一点
+ H* u. u# v" `% S( F/ y8 {. r+ \! X2 b/ r/ w2 L9 t: k
9 Q) a) Q" L1 l) G+ S0 w' |% W1 p这里是很特别的情况:“阵风”在从印度“维克拉马迪亚”号的滑跃甲板上起飞,长滑跑加滑跃的角度使得“阵风”可以用襟翼增升
8 f" W, G/ {* X! @% N- E
8 L3 f0 c0 _! H5 b鸭式很难通过增大襟翼来增升。襟翼位置太靠后,大面积襟翼下垂造成过大的低头力矩,非但不帮助起飞,还直接往海里栽。用鸭翼对冲的效果有限,鸭翼面积太小。“阵风”在印度“维克拉马迪亚”号上起飞时,大幅度下垂襟翼,但那有长滑跑的条件,滑跃导致的额外迎角使得“阵风”可以打一个时间差,容许离舰后短暂低头而不影响起飞。1 u% r, _( S6 ~) Y ]+ h
# f2 h% H: y7 b; Q3 C大三角翼翼弦长,翼展小,折叠线太靠外的话,意义不大,太靠内的话,结构和挂载限制的问题太多。“阵风”索性不折叠,甲板上占地稍大。常规布局机翼的折叠就比较容易。 g) b! x; z* ]$ ?
3 P7 d( ]/ E4 [6 V! R
: i/ e9 I6 {- A4 v* E$ z* `“阵风”和F-18C的最大起飞重量都在24吨上下,“阵风”更占地方3 n. ?1 G) m4 y- o9 }* L3 Y; u
4 a4 V7 T; q ?! X
着舰的问题与起飞不同,这是减速的过程,阻力不是问题,用大迎角和高下沉率着舰是鸭式和常规的共同着舰方式。但常规有襟翼帮忙,迎角不需要那么大,姿态“平”很多,观察和操作相对容易。
; L$ r# W: H R, v; X- F* {
! L. x7 G* a) O3 l2 ~
. G/ Z* d& `; |鸭式着舰时要通过大迎角来减速、增升- {/ U/ ~6 ~9 g3 ?: R. E" z
# Q% y( p# H3 d& v
* P: x; P M& W常规有襟翼帮忙,迎角不需要那么大,姿态要“平”很多
" r4 P* Z, k" Z" S r3 F' ?9 F9 T" S2 R' c" q7 E! D% B1 Y
较平的着舰姿态降低阻力。如果能有效挂上拦阻索,这不重要。但挂钩失败、要复飞的话,重新加速要有利得多。
2 t7 j4 F3 d' t. E' Z
" v$ n& i& w9 p$ L( D* e因此一般认为,常规布局比鸭式更加适合上舰。
: H5 {' c+ N: v$ n) P4 K" s' W3 b3 c
这当然不是说鸭式不能上舰,法国“阵风”就上舰了,印度MCA没有鸭翼,都准备上舰了。但法国和印度的情况特别,两家都是没有选择,空军绝对主导战斗机的研制,为上舰有所考虑就是最大的让步了,不可能为上舰另行研制舰载战斗机。2 r9 @9 v' `- V. a
0 N4 X2 {. C w- h( @但这不等于歼-35自动比歼-20更加有利,因为在气动上适合上舰只是必要条件,还需要满足3和4,在这些方面,歼-35并不有利。
# M+ t. y$ B/ K3 H e
# h V7 n- V; Z- }如前所述,舰载战斗机需要有足够的航程和载弹量才能有用,也最好具有空战和打击兼优的多任务能力,这使得重型战斗机比中型战斗机更加得到海军的青睐。“阵风”和MCA都是中型的,但法国和印度没有选择。F-18E也是中型的,但最大起飞重量比F-16C高差不多50%,比F-15C只低不到1吨,说它是重型战斗机也没有什么不可以。中型的F-35C还比F-15C重1吨。" C; v- E! x a5 v7 F: ^8 `" K8 l) E
9 w1 y4 _/ Q# v4 A$ o
中国航母的战场条件很严苛,不能突破第一岛链就没有存在意义了,舰载战斗机能压倒F-35A和F-15C是起码的,还要考虑足够突破增援嘉手纳的F-22的情况,只有重型战斗机才堪重任。这正是中国舰载战斗机“已经过了解决有无的问题的时候,现在要解决的是有用的问题”的意义。
$ U J8 x3 a) ^ u' E$ S/ D3 j( e7 e. X8 t
歼-20的优秀不言而喻,但鸭式布局使其先天具有上舰的劣势,不到万不得已,很难成为首选。但歼-35来自中型的FC-31,先天不利条件更多。) N6 C* z2 h8 S w" r
2 z1 e( Q/ K7 l& e3 n经常看到一个说法:-35是为空战优化的,设计基点就是压倒F-35,所以最适合上舰。这是值得质疑的。) J ?! `9 P/ t: j7 }
: P1 H1 X. b! ]/ V1 C, V- TF-35的问题很多:阻力大,推重比不足,翼载太高,导致高速性能不好,机动性不好,作为战轰游刃有余,作为空优战斗机就比较捉急了。/ N0 f H$ Y& ?, J& F; X
& ^) V. L( ?; E$ W
看起来,降低阻力,提高推重比,降低翼载,就能解决F-35的空战性能不足的问题,FC-31也确实是奔那个方向去的,歼-35是进一步优化。问题是:方向正确还不够,还需要步子够大。5 Z* ?/ X6 j0 F5 }2 i( H" g2 R
: M. N" ?+ {- z2 }
F-35的推重比不足问题来自两个:
; S$ M7 \: @4 Y. Q- a$ i1、 空重太大" `5 ~3 H% c% K+ |8 O; z) s
2、 发动机推力不足
1 U5 g# K3 G. v1 i V% V) p. v4 V2 j( }8 U* \- E. ?
F-35的空重其实与STOVL要求关系不大,这是航程、载弹量和机内武器舱带来的。洛克希德代表美国战斗机设计和制造的最高水平,不必迷信,但也绝不能蔑视。歼-35的空重很难大幅度低于F-35,3D打印也改变不了这个现实。5 K7 F3 s W- i
! _1 o! Y0 u9 c6 }5 o
3D打印(或者说增材制造)适合复杂形状构件的整体成型,制造效率极大提高,但对减重的作用不高于精密铸造。真正的高强度构件需要精密锻造,这是3D打印解决不了的。在总体上,像传说那样的机体结构靠3D打印减重15-20%是不现实的。歼-35的空重没有理由大幅度低于F-35,但这正是一些人鼓吹歼-35压倒F-35的依据之一。) }$ `4 }! G& w: A, M2 f& i3 k& c
" z/ c5 H) U. M' B- iF-35是单发的,这不仅是STOVL的需要,也因为单发的结构更轻。在最简单化的情况下,单发战斗机的机体截面可对应于正方形,双发则对应于扁矩形。在同样技术水平下,截面积对应于发动机直径,或者说推力。推力相同的话,可简化为机体截面积相同。另一方面,结构重量与机体截面周长相对应。同样面积下,正方形的周长比扁矩形更短,所以双发哪怕推力、推重比相同,在结构上也是增重的。这还没有算入双发之间的中隔结构。双发的机体截面不只是压扁的矩形,实际上是横置的“日”字形,中隔进一步增加结构重量。双发的辅助系统总重量也更大。+ Z- p- Y. a8 e2 S
$ F2 `4 e. }/ S% P- S发动机固然要看推力,但推重比同样重要,否则额外重量也是算入空重的。F135的推重比达到11,代表世界上最高水平。歼-35采用双发,据说涡扇19在技术水平和推力上达到F414的水平,那就是9一级,不过不乏有人认为已经达到11-12一级,这可能也一厢情愿了。F135并不完美,其核心发动机来自F-22的F119。中国对标F119的涡扇15在“国家一队”的全力攻关下,依然久攻不克,歼-20还在用涡扇10C过渡。“国家二队”甚至“地方队”的涡扇19突然技术水平爆表,而且成熟度已经达到上舰要求,这是不现实的。! t4 m2 b* J7 L- J( z* `
* [! S3 D9 p) L# O% A4 [7 h
在结构重量更大、发动机推重比不及的情况下,歼-35单靠减阻是很难达到碾压F-35的空优性能的。事实上,根据有限的外流图片,歼-35和F-35一样短粗,横截面可能更大,阻力很难更低。/ p8 P' A7 V, x* ?' t5 b7 m: J
0 }% O1 b7 W/ P% J" j
按照FC-31的数据推断,歼-35的翼载也不比F-35更低。比照F-35C一样,增大翼展和翼面积能降低翼载,代价是空重进一步增加,而且翼根结构要极大加强增重,否则低翼载只是改善起飞、着舰时的低速性能,并不改善空战机动性。F-35C就是这样,翼载比F-35A显著降低,但最大过载反而从9g降低到7.5g。以笨拙著称的F-4“鬼怪”式其实翼载只有380公斤/平方米,与F-15的357公斤/平方米很接近,结构强度是不能拉高g机动的原因之一。* e/ |* @/ N* Q( w
. K6 ^; Z- l% x+ ?( r, Y
歼-20也不是简单改装就可以上舰的,就像歼-15不是歼-11的简单改装一样。歼-15为了改善起飞、着舰性能,特意加装了一对前翼,襟翼面积也增加了。折叠机翼和尾翼,加强的起落架,加装大型尾钩,缩短尾锥,还有其他上舰改进,使得歼-15的气动和结构都与歼-11有显著不同。比如说,尾钩不是看着哪里顺眼焊上去就完了,必须是锚定在足够坚固的机框上,这改变了重量、振动和其他特性。歼-15是货真价实的独立型号,不是“歼-11海”。歼-20要上舰,需要的改进至少一样多,还有鸭式上舰的难题,时间短不了,工作量小不了。
7 ^9 v8 d/ }- t6 [0 T6 R. R+ b
( Y; Q# s- v% O5 J. E9 }5 O* ?6 r比较理想的情况是以歼-35的气动理念为基础,但在起飞重量上放大到歼-20一级,并采用涡扇15一级的新大推。换句话说,这是与歼-20同级的重型常规布局战斗机,不仅确保压倒F-35,也确保足够硬抗F-22,并具有足够的多任务潜力。这当然需要重新设计,需要时间。* t8 b4 {8 i* i7 j- ^
; z3 s: r8 {- E/ }& a不断有人以“20xx年时间点”为理由,强调等不及,有什么先装备什么;歼-35最接近完成,因此就是它了;退而求其次,从歼-20改装。但“20xx年时间点”是个伪命题。$ X3 @ I" u5 F' q8 P0 S
) c a* W, I* D. Z! ^8 ~
中国不会主动去找美国打一仗,但美国要主动找中国打一仗的话,时间就不是中国能决定的。中国肯定要统一祖国,这个时间倒是完全在掌控之中,台独可以在任何时候发难,但什么时候解决问题由大陆说了算,不是台独发难就必须立刻行动的。此外,还真没有什么急着必须用新舰载战斗机的。
( F# l1 H' m( {4 T! ?. N6 j# s0 b, i9 Y
新战斗机不可能无限期等下去,钱不是大问题,技术准备是,但不是什么时间点的问题,就像004航母什么时候下水也不是由这些臆造的时间点决定的。. g( f6 _' X! S5 H4 v
4 Q o0 z7 X. l7 X# R& S0 \: \
003下水了。电弹,常规动力,8万吨级。多少年来,003是常规动力还是核动力,8万吨还是10万吨,一直争论不息。现在轮到争论004了。在可预见的将来,003将装备歼-15T。什么时候能换装新一代战斗机?这事真没法猜,但肯定不是时间点的问题。“怎么能让003等飞机?”没办法,该等还得等。( b7 ?- Q* g$ {; j! z5 N
3 {( u: x% d# z2 v
好在航母的使用寿命很长,至少40年,肯定等不了40年的,最大的好处是:战斗力由搭载的战斗机决定,但战斗机的换装倒是相对简单的问题,比舰载导弹或者舰炮换型要简单多了。涡扇15的关闯过后,将歼-35全面放大要不了10年,这方面中国已经驾轻就熟了。4 S# P& R6 |/ j, R1 F0 g/ f
U2 j$ i) q6 K8 R3 L" D6 F) r( S那歼-35用来干什么?不知道,可能依然是技术验证机吧,还是有很多技术需要验证的。
r% c& U! M! j' R- H" O9 b0 k$ g2 ^& Q. m' A0 x6 A) ?/ z/ z
至于歼-20和歼-35的上舰问题,还会继续争论下去的。军迷嘛,不抓住个话题争论个地老天荒,还干什么呢? |
评分
-
查看全部评分
|