從嘲笑到恐懼,對照美軍F-22原版手冊比較中國殲20戰鬥機

2021-03-01 依依車標

前言:2010的聖誕節前夕,網絡上突然出現了聞名已久的中國隱形戰機照片,臺軍負責情報的官員聲稱圖片是假的,許多外國專家和軍迷討論得沸沸揚揚,從懷疑是否真實存在到品頭論足,歐美國際知名媒體作了及時的報導,從最早從網絡上流傳一張停放在樹林後的模糊照片開始,陸陸續續比較清晰,不同角度的照片開始流傳,人們逐漸看清了這架震驚世界的中國隱形戰機模樣,這架戰機徹底結束了中國戰鬥機工業的仿製時代,成為世界戰鬥機重要一極。

一:半吊子軍事專家們對中國殲20戰鬥機的嘲笑

2010年12月20日,這架中國隱形戰機在四川成都飛機公司的機場跑道上進行了地面高速滑行,2011年1月11日中午12時50分,殲20首架試飛機在在殲十戰鬥教練機陪伴下升空,飛行三轉之後,於13時11分降落,殲-20戰鬥機的基本構型座艙後方裝有一對鴨翼,機翼為三角型,沒有水平尾翼,裝有一對V型全動式垂直尾翼,進氣口為類似美國F-35戰鬥機的蚌式進氣口

全動式垂直尾翼、全動式前翼、邊條的設計具備了空前的橫向機動性、低速機動性、低空機動性,偏航性能和滾動的性能應該優於美國的F22A戰鬥機和俄羅斯的T.50戰鬥機,殲-20是一種具有極佳超音速巡航以及超音速與穿音速機動能力的飛機設計,當時立即引發的西方航空大地震,外國的專家從各個角度的觀察後給殲-20戰鬥機相當高的評價,甚至於認為殲-20戰鬥機是自MiG-15戰鬥機和Su-27戰鬥機後對美國制空權最新的挑戰。

不過一些思維還停留在三百年前的半吊子專家就不同意了,他們認為殲-20的高機動性設計是因為隱形材料技術達不到F22戰鬥機的某種補償,殲-20戰鬥機的全動垂直尾翼是因為中國沒有發動機矢量技術的補償,畫蛇添足的腹鰭,犧牲了隱形性的前翼,加長的機身證明殲-20不是戰鬥機而是遠程對地攻擊機,最搞笑的還認為殲-20毫無疑問地抄襲了米高揚設計局1.44驗證機設計圖,因為米高揚設計局1.44的設計概念就是成為多用途的殲擊轟炸機,因此設計了更長的機身,1.44驗證機既要實現隱形突防實現隱形突防又要兼顧高機動性,為此設計了前翼,殲20戰鬥機近距耦合前翼的造型酷似1.44驗證機,甚至犧牲部分隱形,大尺寸的前翼,對於陸基雷達而言,是很好的誘餌,修長的機身為了航向穩定性,不得不安裝腹鰭,腹鰭意味著都存在航向控制能力弱的缺點,殲20戰鬥機也體現了這一設計理念,

1.44驗證機與殲20戰鬥機在氣動外形的諸多方面相當近似,機身融合的大邊條設計再融入前翼,使殲20戰鬥機更酷似1.44驗證機,1.44驗證機巨大的前翼、腹鰭,使1.44驗證機的隱形性能相當不佳導致批評聲就不斷,碩大的機身使1.44驗證機並未具備很好的機動性。複雜的機身增加了大型化的前翼等因素使載重量低於7噸,對地攻擊能力達不到空軍要求,成為俄空軍徹底放棄1.44的根本原因。所以殲-20所面臨的問題會與1.44驗證機相似,

但米高揚設計局表示從未把1.44驗證機的技術交給中國,半吊子專家於是又宣稱中國的航空工程師,僅僅憑藉1.44驗證機的圖片就可以抄襲成功,反正1.44驗證機最終被俄空軍拋棄,殲20戰鬥機也會是同樣命運,因為殲20戰鬥機不像美國航空公司在完全公平的情況下展開競爭,是先有樣機試飛,拿出具體的試飛數據,再讓美國空軍選擇。而殲20戰鬥機全憑紙上談兵,設計局開出的前景圖畫相當美好,中國空軍是在沒有任何樣機試飛的情況下,匆忙選擇殲20戰鬥機的,甚至稱為殲10戰鬥機的雙發大改型,殲20戰鬥機諸多的技術的確是現成儲備的,很多零部件應該是和殲10戰鬥機通用的,這是為何生產如此之快的主要原因,

半吊子專家們還認為殲20戰鬥機發動機推力嚴重不足,無法實現超音速巡航,除非把空重控制在15噸,這個美國做不到,18.92米長的F22使用24%的複合材料後都重14.36噸,殲20戰鬥機似乎超過21米,比F22A戰鬥機大多了,自然不可能把空重做到15噸,所以殲20隻是具有中國特色的四代機,達不到歐美標準的四代機標準,推重比達到10的第四代發動機要增大推力,又要減輕重量,還需要能夠更大程度耐熱,燃燒室溫度達到1800度需要更好的高溫合金、MMC金屬複合材料.陶瓷基複合材料、碳碳複合材料,後二項技術相當困難。

中國要使用15000公斤加力推力的國產發動機,至少尚需10-15年,超音速巡航能力要等到大推力的發動機完成之後才能做到,可不到兩年,太行發動機後續改進型的渦前溫度已經達到1800度,推力已接接近F110-GE-134的15500kg,推重比18000kg級大推力渦扇-15已經在發展中,採用WS-15三維矢量噴射發動機後,殲20就可以輕鬆的進行超音速巡航及靈敏的高機動性飛行。

二:對照美軍F-22戰鬥機原版資料看看殲20戰鬥機到底行不行

美國的F-22戰鬥機早在1990年便進行了首飛,但其開始裝備部隊卻是在15年之後,而中國僅用了七年,人們可能會看到中國在科技發展上一個令人驚嘆的成就,F-22戰鬥機在試飛時就打算美國空軍使用這種飛機在幾個小時內在世界上任何地方贏得空中優勢,首飛中印象最深的是飛機的爬升速度。即使沒有收起落架,2架伴飛的F-16戰鬥機也很難追上F-22戰鬥機。兩臺F-119發動機產生了巨大的推力讓01號「猛禽」戰鬥機不到3分鐘就達到了4600米的高度,而且沒有使用發動機的加力燃燒室,飛機的最大攻角達到了25°。22的前緣後掠角為42度,

殲20戰鬥機的前緣後掠角比F22戰鬥機更大,意味著殲20戰鬥機的機翼面積要比YF23、F22戰鬥機小,這樣設計的目的主要是提高巡航速度,依照類似的外形氣動力分配,達到60度攻角不成問題,大迎角飛行時候的失速問題得益於DSI進氣方式加以補救。DSI進氣道能夠使進氣流量得到最佳的分配選擇,從而優化超音速巡航的氣流分配,而且結構大大簡化,有助於隱形,而F-2戰鬥機2的進氣道為形狀固定的S形超聲速進氣道,唇口並不利於提高隱身性能。

F22戰鬥機的主要製作材料是36%的Ti--64鈦合金,3%的Ti--6222超高強度鈦合金,16%的7050T--7451和2124T--8151鋁合金,24%的雙馬來醯亞胺(BMI)複合材料,6%的AirMet-100合金鋼,15%的塗層、塗料、透明層、雷達全線罩、輪胎、剎車、密封劑、粘合劑、鉛封、作動器、氣體和液壓油等,佔到結構重量40%的鈦合金是20世紀70年代開發的半工業化的鈦62222通過降低氧、氫含量並採用β退火熱處理工藝改進而來,環氧複合材料市場價每磅為20~40美元,雙馬來醯亞胺市場價每磅65~75美元,熱塑性複合材料市場價每磅80~100美元,這些材料中國現在均能製造,而且美國開始研製F22時是八十年代,2010年研製的殲20所用材料技術怎麼也不會不如美國八十年代,

這些材料的分布是:機翼蒙皮:複合材料,翼身接合部側向接頭:鈦熱等靜壓鑄件,前梁:鈦合金中間梁:樹脂傳遞模塑複合材料、鈦後梁:複合材料和鈦合金,進氣道蒙皮:複合材料,起落架:鋼,前機身蒙皮:複合材料,隔框和框架:鋁合金和樹脂傳遞模塑複合材料,油箱框架和壁板:樹脂傳遞模塑複合材料,航電設備艙和雷達設備艙:熱塑性複合材料,後機身前隔框:鈦合金,焊接件框架:鈦合金龍骨,壁板:高碳共固化複合材料,上蒙皮:鈦合金和高碳共固化複合材料,中機身蒙皮:複合材料和鈦合金,隔框和框架:鈦、鋁合金和複合材料,油箱底板:複合材料,武器艙艙門蒙皮:熱塑性複合材料,加強框:樹脂傳遞模塑複合材料,尾翼蒙皮:複合材料蒙皮,壁板:鋁合金蜂窩夾芯結構,翼梁和翼助:樹脂傳遞模塑複合材料,樞軸:纖維加強有機複合材料

隱形戰機最重要的當然是隱形,根據美軍計算機模擬分析殲20戰機雷達正面的反射截面積應該遠小於0.05平方米,鴨翼對於隱形的影響不大,倒是對於飛機的機動性能大有助益,而F-22戰鬥機正面的反射截面積約為0.065平方米,機體雷達反射截面試驗結果與預測值的差異不超過1dB,其中關鍵頻率上的RCS有73%與預測值的差異在2dB以內,97%在3dB以內。F-22戰鬥機的吸波塗層是利用了F-117隱身飛機的「電鉻和熱鉻」塗層技術,採用碳鐵化合物材料作吸波塗層,減少全頻率的雷達回波並抑制60%~70%的波長為3~5μm和8~12μm的紅外輻射,

不過根據整機計算機模擬F-22的雷達反射截面分析和計算分析可以得出對雷達反射截面縮減的貢獻超過90%以上的是外形設計,吸波塗層只縮減不到10%,殲20戰機的隱身塗料是機密的,無法得知優劣,不過就算不塗塗層也差不了10%。考慮到中國空軍的作戰對象主要是美軍F22、F35戰鬥機,因此設計針對性極強,如果殲20戰鬥機達不到上述最基本的隱形要求,那麼等於是資源浪費,所以至少殲20達到這一隱形技術指標是完全可能的,

F22戰鬥機採用的是正負20度上下二元矢量噴管,噴管遮蔽管以大寬比縮短火焰噴射長度、寬度,實現紅外特微壓縮隱形。此外,加大進氣道的喉嚨道面積,以更多的冷卻空氣為發動機降溫,還採用了紅外輻射塗層技術有效控制超音速巡航時蒙皮與空氣摩擦所發生的紅外特徵,殲20戰鬥機的紅外線隱身別有特色,裝有降低紅外線特徵的噴嘴,在發動機尾流噴出前就進行了冷卻,總體上不如F22,渦扇發動機的隱形技術似乎還未獲得根本性突破,

不過殲20戰鬥機裝有整合了電視、熱成像、紅外探測系統和雷射測距的新一代複合式光電探測器,蘇27系列戰鬥機上的IRST紅外探測器對人體熱源探測距離達到50公裡,殲20戰鬥機應該可以達到100公裡,至少不比蘇27系列戰鬥機差,而F22沒有紅外探測系統,F22戰鬥機無論如何紅外遮蔽,噴管還是逃不過紅外探測器,由於雙方都裝雷達告警器,雷達一旦開機,就被雷達告警器捕捉到,在殲20戰鬥機與F22戰鬥機空戰中雙方都不開雷達的話,F22戰鬥機將處於十分被動地位,此外F-22A戰鬥機在低出勤率和高維修成本方面讓作戰效益大打折扣,

三:讓各國恐懼的殲20戰機

殲20戰鬥機的出現對改變亞洲乃至世界的空中態勢起到重要性作用,殲20戰鬥機的空中打擊能力,隱形能力等方面也超過了周邊所有國家的現役戰鬥機技術,形成先敵發現、先敵開火的優勢,在對印度、日本、韓國、整個東協國家的空戰中處於上風,最為致命威脅是隱形性,能夠有恃無恐地自由活動在敵方上,現有戰鬥機雷達、預警機雷達、地對空飛彈雷達要有效、準確地探測到它是十分困難,F-16戰鬥機使用的AN/APG-66型雷達對3平方米的探測距離據稱為150公裡,對0.05平方米雷達反射面的殲20戰鬥機的搜索距離就縮短為數公裡,地對空雷達的情況也基本相同,F16戰鬥機即使進入殲20戰鬥機攜帶的紅外製導空空飛彈打擊範圍之內也不可能以雷達探測到殲20的確切位置,而第一次攻擊就可以在一百公裡外距離使用PL12主動雷達制導空空飛彈,

一旦出現中日美之間的緊張局勢,中國空軍境外攻擊能力也會倍增,美軍只能依靠F22戰鬥機進駐衝繩抗衡,殲20戰鬥機在機動操控性能方面將優於F-22戰鬥機,機載電子雷達、超視距攻擊以及超音速巡航能力方面應該是不相伯仲,發動機輕微落後,只有數量處於劣勢,與F22戰鬥機空戰,雙方的雷達都不開機,殲20戰鬥機可用複合式光電探測器發現F22戰鬥機使用紅外製導空空飛彈打擊,就算雙方近距空戰,殲20戰鬥機的氣動性能和F22戰鬥機的發動機性能使雙方在格鬥機動性上平分秋色,

美軍計算機模擬F22戰鬥機與殲20戰鬥機格鬥(上圖),F22勝算是0.12%-0.78%之間

美國在殲20試飛之後,美國國防部長蓋茨明確地承認低估了中國戰鬥機的發展速度,立即部署15架F22戰鬥機進駐了日本那霸基地,這一點顯然是不尋常的,過去的F22戰鬥機以每年只進駐那霸基地三個月,而澳洲的戰略專家開始懷疑花費這麼多的預算去購買F-35戰鬥機是否有實質意義,太平洋司令部司令赫伯特-J-卡萊爾上將則認為中美在隱形戰鬥機的技術水平正在不斷縮小,美國空軍的技術優勢持續不了太久了。

結語:說明4點:

1:文章有沒吹牛?赫伯特-J-卡萊爾上將的原話刊登在2012年11月的美國《空軍》雜誌上,歡迎有自認比美軍上將更了解中美戰鬥機技術差距的人去美國空軍官網留言罵他不學無術。

2:F-22戰鬥機的原廠技術手冊是我發出來的,要誇自信請誇我,美國很不自信,這手冊在美國看不到的,不信去找找看。

3:這本手冊很厚很厚,很多專業名詞不是一般人能看得懂的,所以我只是放了其中幾頁容易懂的,

4:為什麼是中文?這是我用翻譯軟體翻的,原文可參看本號置頂文章

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