|
本帖最后由 晨枫 于 2022-6-30 07:29 编辑 N! U, l7 V% l; c/ M( g: w& J$ V
% n2 @! j% U5 W' _: q* n2 a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。
+ [! Q6 T2 F# t. p% |, Y0 y* t0 E. B- O7 A: T& g
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。' I) x. d7 z& w: g) O3 ~3 A
, Y8 e- _& r1 j4 Q! E1 D! y& u7 b$ [: K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。7 M0 n5 v' q$ I( _) \; e
& i8 M7 H% O2 B7 W1 @
上舰的战斗机要求几个特点:0 e. W( G: l* a: g: a% e# ^
1、 特别强调低空低速性能' e7 r, X5 d r+ Y+ M) T3 f+ a
2、 特别强调占地较小' J% ?% f. T6 H. H3 d/ C) Q+ x
3、 特别强调独立作战能力和多任务能力. E' D( O2 ^- c1 o }: ~' T
4、 特别强调可靠性
1 F+ f4 [2 K- W: n# ]6 F% o$ k
1 d- d" j+ ] M# w, a特点3和4与气动布局的关系不大,但1和2就关系大了。
5 f9 M/ `) S9 j8 A* `1 S' s; u- F! T9 _9 ?+ Y7 |1 \
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。! Z, I& Y. s' w' \ X
9 I# f$ [3 j, L: [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。! J- z; j2 v/ o4 k: w8 a
% U* l' g. R( Q+ H$ Y
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。
- X% J7 t; T C+ F! v; }3 N. U/ `$ c$ q, P0 f" X% W% Z9 z
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。
5 `! U2 X$ \; G+ z% d- t' ~' w9 X' j; n L/ w* I+ f7 ~
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。* x% n$ |! v, @2 X& _
: g* w3 B" J0 C$ ^0 ?) t9 f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。
) o0 W' y. h9 i* d) ~) F1 m1 B" n, Y, `2 d1 K: y- Z/ W3 I e2 D
+ Z7 O! w4 d8 B# h2 @0 f
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”
( U6 t5 B% w2 M
* }" P! m# k l
3 L8 o- x v* J) E* j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-18F
, y4 Y5 J: y0 c- b0 `, a
& V0 } h! w+ V" n, d0 `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。
: n# M. B6 r0 o: O5 v& \
2 h3 ?9 e' G4 K) }8 o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。* Q8 F" U$ l- r, V; {
5 N/ K6 j% R5 p& J6 {
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。! E( j+ s j( T. W: p* f, S/ s
8 P/ X7 X& ^$ {' g3 ?- i0 |2 H8 G
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。
. L4 ?7 j0 h' u8 {% Q/ i) x) [- |& U2 e
& i% f1 W# n* V6 t: n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
, S' s0 f) s9 ]7 d( u9 _( f4 X% H4 u9 @4 A9 U8 ~! H
7 G7 I( J" b" w* G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
/ Z v4 n5 w; M" |, S7 k1 I3 B" r# v6 O% i" e
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。" v$ P( d/ [5 i
$ {$ ?3 Q6 g$ x/ 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。5 n9 l2 H8 v* D5 J
8 Q( K G! u# w
4 D6 Q2 O( a! X! A5 l“阵风”和F-18C的最大起飞重量都在24吨上下,“阵风”更占地方
7 ]7 ~' X* t% x* r, [ U, P' L2 d
0 J4 ?% V, k! K9 X) d: F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。) ]" T1 o8 l! ]+ P
8 D# c6 ^3 b" d3 i( t: D# m
" k5 h8 j) g" a
鸭式着舰时要通过大迎角来减速、增升2 c+ u2 }. @' Y8 J
7 Q+ ^0 p- A) x" L, k1 }: m+ W5 D
# n* V) d7 q& k H, y/ D常规有襟翼帮忙,迎角不需要那么大,姿态要“平”很多
6 D* d* z' A% K! \7 E
" A7 ]- P2 g6 l1 S. W3 n ^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。
8 }0 u i$ A- T5 v X% g$ q& R/ P
, |% i, W* b. g7 X& d因此一般认为,常规布局比鸭式更加适合上舰。
* P. a% g ?6 J" c1 y* k* j$ ], @ d$ g I ~% x- Z$ t( t
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。
+ V. Y' s" Y* ^% n
( i+ a% Z5 M3 R- {9 ?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。8 L- ]" ~: q( `! l7 ]4 p( u( ~% T
( B1 d/ z! ?9 D S2 F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。
1 }" J1 y% L. ]0 q) }! `- {
7 e: \! c; h8 t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。
4 F& [/ R$ ~6 c! q! u, ?! G, A4 f5 X' s( E; ?: N4 y
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。
& I7 V9 I# l& a7 y/ c
4 L1 ^( z; {2 z0 `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。
3 {% x6 F+ E5 x( l! E9 F8 E; l+ v) K% M; K4 \
F-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。
0 ^: d' c" e( y; R3 ]5 p: l8 r; j7 ~, i. R4 R
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。% F* N+ u3 w) r/ C2 \; E) j6 j
( C2 Q7 i; [7 o& |. d" TF-35的推重比不足问题来自两个:
3 o' c: z# ?8 h. @3 M1、 空重太大
4 E" W' [2 s5 ?$ |3 @2、 发动机推力不足9 v6 }# ?- j" }
: j! ] X" ?1 N1 [9 b' r, ?* TF-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。
8 C% a7 g0 @# J* {4 d/ d2 Z' ]& j: j/ Z9 R w5 n6 O) ]* [! d! E# n
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。
' W! y( j7 C! d* X% l7 \3 A; p L q% P
F-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。
4 p# C! v* u. G1 u9 y1 A0 }- m* A' {2 r
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。7 D B6 } H" W% _
9 w0 i1 s! N- H+ P6 b6 d
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。1 J0 v3 X7 o' k* Y& Z" I
; B1 f6 ^1 C* p1 V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。
. V8 o2 d, Y$ [; z" P3 @- l: n; b+ |
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。
, K1 L, b- _! G/ Q' x1 h# h% Y' f/ j$ t/ x5 X+ |
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。
8 w0 a, U0 s- i/ ?8 t J! q4 q
& H; ^$ z' C* r3 q7 G' 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。
+ C5 D- i6 @4 b. O
O, g4 B0 w( A i$ y" L( c$ [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。5 ?6 Z1 j: V8 c0 x' b; s3 j
" l* }( O" l* M( H2 Q# v; u2 \
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。
2 i, t2 C: V$ F2 t
[ Z! V( Q* k) I' B' L003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。: _1 g5 r7 Y; P$ ]
4 w4 V* i @- p: W1 u' G
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。) B# U, h$ ]5 c* q" z5 v- G g
' q" @$ l; i, v9 G! `/ a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。) C7 J: c& N+ h# t9 H
: G$ }) e5 z# V3 s
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
|