最新曝光的2015號殲-20四代機試飛照片，拍攝角度獨特可以感受到這款中國最先進戰鬥機的弧線之美。
世界上最早採用電傳操縱系統的戰鬥機是歐洲聯合研製的「狂風」。由於它性能不甚出眾，很多人多少把它忽略了。但它標誌著航空技術史上的一個新紀元。接踵而至的就是電傳系統在F-15、F-16上的應用。
電傳操縱系統的概念並不難理解，就是將飛行員的操縱信號變成電信號，通過電纜支架傳輸到自主式舵機。它去掉了傳統飛機操縱系統的機械傳動裝置和液壓管路，大大簡化了飛機內部的機構設計工作。電傳操縱系統主要包括運動傳感器、中央計算機、作動器和電源、相當於動物的神經系統、大腦和肌肉。為什麼「狂風」之後的戰鬥機要全面使用電傳操縱系統呢？
2015號殲20以完全態飛赴閻良後，2013再改成2015的模樣，很可能說明國家定型試飛沒什麼問題。 那麼下一步，不長的時間內會去打靶，然後就齊活兒了。
三代機與電傳飛控時代
根據越南、中東戰場上的經驗教訓，以F-15、F-16、米格-29、蘇-27為代表的三代機突出強調了亞音速條件下的高機動格鬥能力。不過，機動性與穩定性卻是一對矛盾。一架飛機如果沒有穩定性，就不能飛行，但如果太穩定了，機動性也就很糟糕，失去了戰鬥機的價值。這對矛盾發展到第三代戰鬥機時已經十分尖銳，到了非解決不可的地步。
於是人們開始逆向思考，能不能一開始就將飛機設計成靜不穩定的氣動布局(重心在氣動中心之前)，這樣能顯著提高機動能力，但必須頻繁調整各種啟動操縱面才能避免飛機亂翻。如果依然靠傳統的機械傳動裝置，飛行員必須像章魚一樣長出很多隻手才夠用。因此，這種飛機的控制不是機械傳動所能勝任的，必須採用自動化飛控系統，吧陀螺儀、姿態傳感器等發出的信號傳入計算機，再由計算機發指令給作動器。但是，為了給飛行員一個模擬的反饋，操縱杆上特意設置了杆力機構，讓飛行員體會到操縱的幅度。
從嚴格意義上說，「電傳」和「飛控」是兩套組件。「電傳」負責採集駕駛杆和飛控的電指令信 號，通過解算俯仰和傾斜通道的電 傳操縱指令，形成相應舵機的動作信號，控制飛機舵面偏轉。「飛控」負責採集其它敏感器的數據，例如大氣敏感器提供的真空速、攻角等信號，通導設備提供的無線電 高度等數據，慣導提供的三軸過載、角度等信號，解算出飛機實時 姿態信息。在飛機控制中，電傳組件的權限要比飛控組件高得多。在必要情況下，飛行員甚至可以繞過飛控直接指揮電傳。所以飛控組件有自動駕駛、聯合操縱和飛行員操縱三種模式。
元宵佳節，網友上傳了數張2015號與2013號新版殲-20四代機同時現身的照片，上演了一幅「雙龍鬧元宵」的罕見畫面。
電傳飛控克服傳統機械操縱系統的很多缺點，例如重量大、佔據空間大、機構複雜、存在非線性(幾間之間存在摩擦和間隙)和彈性變形。電傳操縱不存在傳動設備熱脹冷縮的問題，不需要潤滑，去點了百餘個叫指點。更重要的是能實現靜不穩定飛機的主動控制，設計師們可以為戰鬥任務選擇和優化布局，然後由飛行控制計算機根據相應控制律保證飛機的穩定飛行。如果沒有電傳飛行控制系統，任何採用靜不穩定設計的戰鬥機---包括殲-10---根本就別想飛起來。
電傳飛控是一個很大的概念，包括了各種增穩器、傳感器、自動駕駛儀等等。在電傳操縱系統中，飛機各個控制面對駕駛員操縱的反應不僅僅取決於飛行員的動作，還必須參考各種機載傳 感器反饋的飛行狀態，如速度，迎角等等，更先進的電傳飛控系 統還要考慮發動機的工作狀態信息，即全權限發動機數字控制系統。飛控系統可以綜合判斷各種信息，決定控制面應該做出什麼反應。換句話說，在自動駕駛狀態下，如果計算機認為駕駛員的動作不正確，就可以不執行這個操作，這對安全有利。
這同時也意味著，戰鬥機的性能好壞不再完全取決於氣動布局的設計了，更關鍵之處在於電傳飛控能在多大程度上吻合其實際飛行包線。雖然電傳操縱由「狂風」開創，由F-15、F-16發揚光大，但真正通過電傳操縱大幅度提高飛行性能的典範則是蘇-27。蘇-27因為初期樣機不能對抗F-15而決心推翻重來，擯棄了傳統的飛機設計法則，通過採用四餘度模擬式電傳操縱系統、靜不穩定布局而獲得了性能的空前提高。
網友於五一勞動節期間在網上發布了一組殲20戰機近期試飛美圖。2013號殲20進行低空機動測試，展示了小半徑轉彎、垂直爬升接筋鬥、低空橫滾、小速度低空通場等動作。
通過這樣的方法，戰鬥機機動性和穩定性的矛盾就解決了，電傳飛控成了第三代戰鬥機的標準配備。然而，這條路註定是不平坦的，很多三代機項目因此被拖了後腿，而JAS-39、「颱風」更是因此付出了血的代價。
「飛火推一體化」的概念
在標榜4S性能的四代機時代(既超音速巡航、超機動性、超視距攻擊、低可探測性)，對電傳飛控系統又提出了哪些更高的要求呢？
在四代機時代，電傳系統的概 念外沿實際上大大延伸了。三代機 的電傳系統只是指狹義的飛控，主要用於飛行控制，而火控系統與動力系統部分則相對獨立。四代機的 電傳系統則要實現將火力、動力系統的控制整合在一起，構成所謂的「飛火推」一體化綜合航電控制系統。
四代機在基本設計階段就把電傳系統納入總體設計，將全機所有子系統與航電軟、硬體框架徹底地整合起來，絕不僅僅是用電傳操縱取代機械操縱。所以「飛火推一體化」給予了飛機總師和氣動力專家全新的自由，設計出機動性更好、 重量更輕、阻力更小、航程更遠並能滿足特殊任務需求的飛機。這對飛機設計所產生的影響遠遠超過了三代機時代。然而其中的巨大困難，也成了絕大多數國家在研製過程中難以逾越的一道門檻。
據網友拍攝的照片顯示，久未露面的2013號殲-20四代機近日進行了升空試飛。
「飛火推一體化」可以非常方便地實現定速自動地形跟蹤突防和自動攻擊，設定好目標航路之後， 就可以自動調節舵面和油門，飛行員實施人工幹預後可以自動補償變化了的參數。這就形成了一個某種意義上的「大迴路」，給飛機賦予了「靈魂」。
要實現這個目標，首先必須採 用綜合式航電系統，用綜合核心處理器(CIP)處理飛控、火控、動力等數據。而綜合式航電的硬體主 要有高速處理器(相當於大腦)、高速網絡(相當於神經)、貼片式數據傳感器(相當於體表細胞、眼睛和耳朵)。由於電子、電氣設備的大幅度增加，電磁幹擾和雷擊對飛機的威脅更大了。特別是現代先進戰鬥機採用了越來越多的複合材料，機體對電磁波的屏蔽作用越來越小，使這個問題日益嚴重。因此，美國已經開始了光傳操縱系統的預研和試飛。它將電信號轉化為光信號，利用光纖傳輸，徹底避免了電磁幹擾問題，也提高了傳輸速率和帶寬。光傳操縱系統可能已用於F-22A的改進。
其次是整合問題，也就是軟體的可拓展性和開放性問題。這是真正的難點所在。一些F-22研發人員在論文中坦率地承認，在F-22A綜合式航電系統軟體的編制中，傳感器融合是一個難點。
未來還要以單機平臺為基礎拓展到機群融合，即「智能網絡航電系統」。未來的飛行員不管是在座艙裡、地面上，還是預警機內，他對飛機下達的不是飛行指令，而是戰鬥任務。戰鬥機會依據任務內容自主制定作戰規劃、最佳導航路 線、攻擊方式等，然後執行。這其 中不僅僅涉及到控制算法，還要注重軟體質量、武器的可靠性和實時性，還要把任務分送到上百個處理器去執行，難度可想而知。因此，最先搞出四代機的美國還處在「摸著石頭過河」的狀態，F-22A所裝備的也只是綜合式航電系統的雛形。F-35由於研製時間較晚，情況要稍好一些，其航電系統和飛機上各個任務子系統高度融合，但與真正的目標仍有相當距離。既便如此，從工作量比例度來看，F-22A和F-35項目「飛火推一體化」的軟體編制工作量已經逼近現有工程能力的極限了。
據美國《空軍雜誌》網站2015年4月10日報導 在向《空軍雜誌》的問題答覆中美國空軍稱將維持F-22機隊到本世紀40年代，早前空軍曾預測F-22將從30年代中期開始退出現役。美國空軍發言人Ed Gulick在一份電子郵件中表示「基於當前計劃的機隊飛行小時與實際飛機使用的對比，在不對機體結構開展使用壽命延長計劃(SLEP)情況下『猛禽』機隊的預計服役壽命將持續到本世紀40年代。」
對殲-20「飛火推一體化」綜合航電系統的簡單推測與分析
如果有這麼一種四代機方案，其基本設計意圖是通過採用更超前的氣動設計、具備開放性的綜合航電系統，即便發動機、雷達等子系統性能稍差，也能獲得相當於F-22A的整體戰鬥力，那麼這個四代方案很顯然必定是隱形、超巡、超機動以及超視距攻擊能力的有機結合。
所謂更超前的氣動設計，可能包括了遠距耦合全動式鴨翼、全動式V型雙垂尾、蚌式進氣道、大型機內彈艙，很可能還要採用雙發推力而噴口不轉，或者噴口轉而平尾不轉，或者噴口和平尾都轉。具體採用哪種方式，由CIP根據各種傳感器數據和飛行員的需求，經綜合計算後得出飛控指令。例如，當在高空超巡時，平尾力矩大，這時候飛控系統可以採用噴口轉向輔助平尾配平，也許平尾下偏15度，而噴口只偏5度。低速大仰角飛行時平尾效率低，CIP可以控制平尾不偏轉，只控制矢量噴口來控制俯仰。而蘇-30MKI是做不到的，即使平尾因發生氣流分離而失效了，還是要和噴口一起同步偏轉。這就是「飛火推一體化」和簡單把推力矢量技術整合入飛控的區別，也是四代機與三代機的本質不同之一。
就殲-20方案而言，還有更複雜的問題---「飛火推一體化」對火控、武器、空戰能力的影響。比如當與敵機迎頭時，飛行員滾轉，然後拉杆做水平盤旋，與敵機形成雙環格鬥局面。如果這時火控系統可以根據飛控系統(飛行員的指令)判斷出飛機是在左盤旋還是右盤旋，就能自主決定開啟左彈艙還是右彈艙，並提早對空空飛彈引導頭製冷，那麼對整體戰鬥力的提升將是顯爾易見的。這一切只有實現了「飛火推一體化」才能做到。這當然是飛行員的夢想，卻是工程師面前的險峰。
近日，網友拍攝到1架以黃綠色底漆狀態試飛的殲-10B戰鬥機，該機機頭刷塗的「51」編號和垂直尾翼上「1051」編號引起了不少軍迷的好奇，在此前出現的殲-10B戰鬥機中，並未出現過類似規律的編號。
結語
那麼，殲-20有沒有可能利用此前在三代機上所建立的軟、硬體航電系統框架，經過一定程度的完善和拓展，發展出能夠滿足要求的「飛火推一體化」系統呢？這恐怕是不行的。
阿聯定購F-16 block 60時，提出裝矢量噴口，但洛-馬公司委婉地拒絕了。按理說，F-16 block 60已經裝備了千兆級的光纖網絡，完全滿足傳輸速率要求。但為何洛-馬不把類似於多軸推力矢量(MATV)噴口這樣的高級貨裝在F-16 block 60上大賺一筆？這只能說明，現有系統可以用來驗證個別技術，但是要真正實現飛、火、推融合，無論是軟體還是硬體上都要推倒重來，全面建立新一代綜合航電系統平臺後才有可能實現。
如果殲-20團隊有信心將它發展成真正具有實用價值的未來空戰平臺，那麼真正的大手筆或許不是原型機本身，而是一套革命性的、面向未來幾十年需求、有可拓展性的「飛火推一體化」綜合航電控制系統框架，並利用這套「軟」框架發展出其它不同任務側重的四代機機體平臺。
春節來臨，中國軍迷們用他們的方式拜年。近日有網友放出了數張國產2013及2015號殲20戰機試飛的高清美圖，祝賀新年。圖中殲20機身彈倉的蒙皮凹線清晰可見。
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