事後復盤,殲20戰鬥機一飛沖天,不辱使命

2020-12-06 花辰月夕102211

俗話說,沒有追求一事無成,壓力不大動力不強,中國人歷來有儘早做計劃的優良傳統,從1949年開始政府工作的5年計劃,都有很明顯的發展導向性,從68年以來的發展情況來看,這是世界最強大的規劃,而且是歷史上最偉大的進步,10多億人口的國家,從一窮二白一躍而起稱為世界工業品製造第一大國,按實際購買力來算也是世界第一大國,這個成功可謂世界第一,沒有之一。

中國航空工業和國家政府計劃幾乎同步,在65之前由於各種原因,規劃都不是很成功,實際上航空工業真正走入正軌快車道還是從2003年開始,殲10戰鬥機成功試飛裝備部隊,從此之後中國航空工業井噴,10年之內就成功研製了殲20雙發隱身重型戰鬥機和運20大型運輸機,去年直20通用直升機也開始頻繁露面,還剩下一個類似美國B2隱身轟炸機的轟20隱身轟炸機,也是遲早的事情。

這些項目裡面,殲10戰鬥機和殲20戰鬥機最為引人注目,可謂是航空工業的明珠,殲10戰鬥機是一種具備高機動和先進武器的三代機,採用鴨式布局設計,原始設計要求能對抗美國F16戰鬥機和法國幻影2000戰鬥機,同時也能攔截美國B1B轟炸機和俄羅斯圖26和圖160轟炸機,實際上也確實做到了不辱使命。

殲10戰鬥機來的太遲太晚,和F22戰鬥機同年,但是誰都沒有預料到的是,成飛真正雄起了

當然,殲10戰鬥機出現還是太晚了,2003年才裝備部隊,以此同時美國F22戰鬥機批量生產也開始了,美國類似技術水平的三代戰鬥機F15和F16在1975年和1978年面世,晚了25年,而俄羅斯的三代機米格29和蘇27在1986年小批量服役,晚了17年。

當然,殲20在2011年首飛,經過一番努力,在2016年小批量交付部隊,2017年空軍經過試用宣布正常服役,比美國F22晚了13年左右,這個進步速度已經非常驚人了,要知道,在2003年之前,國產戰鬥機最先進的殲82改型殲8F和殲8H戰鬥機,也僅僅和美國F4 鬼怪戰鬥機指標類似,航 電,武器雷達,可靠性和操縱性差一大截,而美國F4戰鬥機是1958年出場的,落後40年,這就是航空工業水平的實際差距。

殲8F戰鬥機,2003年前最先進國產戰鬥機,飛機全身集中了各種匪夷所思的低級錯誤

我們跟著世界冠軍美國,跑得很辛苦, 按照殲20戰鬥機總師楊偉的話說,過去是我們完全不能望其頸背,現在基本趕上了,和美國站在同一起跑線。

其實,還有另外一個算法,殲20戰鬥機設計,不僅僅是追趕F22一種飛機,而是追趕2種飛機F22和F35,殲20戰鬥機設計最初構思要求和美國F22戰鬥機能抗衡,而且要求超越F35戰鬥機,因為F22生產數量比較少,在中國周邊很難遇到,實際遇到的都是肥球F35戰鬥機,現在的情況和2000年前的預計幾乎完全相同,日本韓國將大量裝備F35戰鬥機,作為隱身殺手。

F22戰鬥機重現了F15戰鬥機在三代機的優勢,而且遠遠超出,現在為止能正面挑戰的飛機還沒有

F35戰鬥機外表短肥醜,但是內藏殺機,靠著隱身和無敵航電火控橫掃三代,三代半,遠程偷襲給力

2003年國家給殲20提的指標,還是挺高的,要求飛機具備和F22類似的隱身性能,需要能超音速巡航,具備高機動和超機動,航程和蘇27戰鬥機類似,要求攜帶先進的空對空和空對地武器,飛機的可靠性和維修性要好。

最終的結果基本都實現了,大部分都有突破,氣動上指標要求最大升力係數2,比三代機高30%,超音速巡航零升阻力係數0.034,比三代機低15%,最大升力係數達到了2.3。

殲20戰鬥機,內油多航程遠,超音速阻力小,彈倉巨大,超音速下飛彈射程非常遠,已經對預警機構成嚴重威脅

戰鬥機前向正負45度角度內雷達反射截面平均值0.3平米,比三代機小100倍左右,實際上,按照美國人的說法,殲20戰鬥機做到了小1000倍不止。

殲20戰鬥機設計很艱難,需要同時挑戰F22和F35戰鬥機,這幾乎是不可能任務

機體結構先進複合材料用了25%,鈦合金用量25%,鋁鋰合金10-15%,超高強度鋼和高強度高韌性鋁合金用量30-35%,機體結構重量佔全機重量比三代機滴10%左右,這個指標基本和歐洲三代半戰鬥機類似,由於我國材料工業落後,為了保證飛機的造價和可靠性,殲20戰鬥機沒有過度追求高新材料含量,超量採用先進材料,有一個很明顯的投資邊際效應,到某個程度繼續增加投資,改善微乎其微,而且經常造成反向的惡果。

國產11B戰鬥機,採用了12%的碳纖維複合材料,減重效果良好,由於設計和製造質量問題,可靠性一直堪憂

配備有源相控陣雷達,發現距離200公裡,能同時對多個目標發起攻擊。實際上這個指標當時定的還是覺得比較高,最近10多年國家在電子工業瘋狂燒錢,也結出碩果,14所的先進雷達指標遠遠超出,而造價還很地板。

機載有源相控陣雷達,美國人狂飆突進,中國緊隨其後,差距不大了

飛機航程要求:需要從本土出發,將周邊大部分國家首都納入攻擊範圍,對於島國,經過一次空中加油,覆蓋整個國土。

當然,換句話說,就是最少1500公裡的作戰半徑,這就是保證南海和國家周邊安全態勢所必須,現在這個俄羅斯發動機版本的殲20戰鬥機,由於設計給力,體重較輕,巡航升阻比大,外加發動機比較省油,作戰半徑有更大的提升。

從新疆西藏出發,可以覆蓋南亞大部分地區

從海南出發可以覆蓋整個南沙,從南沙永暑島出發,可以覆蓋幾乎整個東南亞

從東北出發,可以覆蓋島國琉球以外所有區域,圖示還少有保留

採用同樣的發動機,為何FC-31不敵米格29而殲20碾壓蘇27?

最近瀋陽FC-31輕型隱身戰鬥機2.0推出,吸引了無數群眾的目光,外加中央媒體節目轟炸,早些時候巴黎航展時候,領導的發言:隱身,超音速巡航,先進航電,對空對地多用途,給的人的感覺,這飛機好的不能再好,牛的不能再牛了,實際情況如何呢,我們一步步分析。

FC-31,第二架在2016年年底首飛,這飛機做了不少細節修正,指標有一定改善

當然說到2.0版本FC-31戰鬥機,需要從最初1.0開始說起,1.0是瀋陽所的三翼面雪鴞重型戰鬥機和成都所鴨式布局殲20戰鬥機競標失敗後的後手,這是一種隱身技術試驗機,單純為了驗證隱身戰鬥機技術的驗證機,為了節約費用,飛機總體設計採用了米格-29和梟龍戰鬥機使用的RD-93發動機,這種發動機比較便宜,高空高速能力湊合,就是比較老,推力小,重量大,壽命短,可靠性一般。

最終FC-31採用了雙發布局,其餘設計幾乎延續美國F35的設計,常規布局,上單翼,機身兩側蚌式進氣道,單座,傾斜雙垂尾,不帶推力矢量,假如不認真看,幾乎可以以假亂真F35戰鬥機。

從正面看,FC31戰鬥機幾乎和F35如出一轍,這個也是總師降低風險的思路之一

由於殲20戰鬥機,個頭巨大不僅僅要求有F22級別的隱身和機動性能力和F35的設備能力,而且由於國內發動機重量和油耗歷來極其垃圾的記錄,必須要求內油比F22多太多才能保證合適的航程,同時為了照顧國內垃圾的超長超大電線桿級別飛彈更是大大增加了彈倉空間的長度和深度,而且還要求設備優秀能對付F22,機動性超越F35。

長跪不起的國產航空發動機行業,嚴重的拖累了殲20戰鬥機設計,最後只好用俄羅斯發動機湊合試飛

國產霹靂12家族飛彈巨大的尺寸,給殲20戰鬥機設計帶來了無盡的麻煩

殲20戰鬥機具備超大彈倉和超量內油,還要求完成隱身和超音速巡航,這幾乎是不可能任務

指標如此超卓,發動機一如既往的長跪不起,採用俄羅斯落後發動機湊合,難度爆表,在軍方看來,成都所的承諾簡直是天方夜譚,不過成都所和成飛的狼性拼搏作風在殲10和梟龍戰鬥機的瘋狂進展和良好結果召喚下,客戶還是給了最大的理解和最大的耐心體貼,甚至做好思想準備,某些指標不達標,也湊合接受,慢慢改。

殲20戰鬥機,設計師為了解決發動機不給力的外加飛彈粗大的負擔,費盡了心力

在瀋陽所看來,這麼多重重壓下,實現目標,幾乎是做夢變蝴蝶-想入非非,除非客戶對於飛機關鍵重大參數做大踏步讓步,比如隱身指標稀爛,或者腿短一大截,或者彈倉小一號,改國產小彈等等不足而一的想法,實際上也是如此艱難,殲10戰鬥機研製的時候,還多多少少得到了一些外國的技術援助,對於自己第一次搞先進三代機,有根拐杖總感覺有點心理安慰。

到了殲20戰鬥機的時候,直接針對目標是美國F22和F35戰鬥機,這個時候,只有美國掌握了隱身戰鬥機的設計和製造,全世界沒有任何別的國家可以提供任何有用的隱身技術支持和援助了,總設計師的心理壓力可想而知。

F-22,美國空軍的鎮家之寶,性能先進,但是不外賣不讓外國人接觸,歐美盟國都不行

當然,除了設計師之外的任何人都沒有想到的是,成都所做到了,成飛做到了,沒有拐杖的時候,就憑自己員工和相關系統部門員工,壓榨最大的能力,腦洞大開又大開,史無前例的創造出了 幾千項新技術新設計,終於給祖國交上了一幅不能再完美的答卷。

當然,為了做個對比,用裝備同樣2臺RD-93發動機的FC-31和米格29戰鬥機對比,在珠海航展上,FC-31爬升慢悠悠,轉彎磨磨唧唧,加速緩慢,和米格29的爬升加速快捷轉彎神速形成了鮮明的對比,使用同樣的發動機,最終性能指標差距巨大。

FC-31戰鬥機在珠海航展上做了多次飛行表演招攬客戶,結果事與願違,飛得太趕人

米格-29戰鬥機,航展上大出風頭,內油少,設備簡陋是關鍵

當然,根本原因在那裡,FC-31是隱身飛機,要多內油,帶彈倉,機身截面平均比米格-29大20%-30%,結果重量飆升,阻力猛漲,指標就一落千丈。

而殲20戰鬥機和蘇27使用同一款2臺發動機,而且殲20戰鬥機內油比蘇27戰鬥機還多一些的情況下,而且還有一個寬2米,長接近5米的大型彈倉下,亞音速指標更好,超音速性能完全碾壓,這就完全歸功於總師大膽採用鴨式布局和先進氣動和結構設計了。

殲20戰鬥機設計,集合了大長腿和大彈倉,以及F22級別的隱身和機動性,是美國空軍最想要的飛機

蘇27戰鬥機,三代機裡面設計負擔最重,常規布局裡面結構最複雜,但是在殲20的對比下黯然失色

某資深航空人士曾經做過總結,做常規布局容易,各種參數需要非常嚴格的選擇而且出彩非常難比如靠大力出奇蹟的F22和F15戰鬥機,投機取巧減設備的F16。做鴨式布局很難,風險很大,由於過度的非線性渦流作用,飛控很難,但是指標容易出彩,重量輕,機動性好,超音速阻力小。

常規布局設計難度相對較小,但是容易撲街,超級大黃蜂就是明顯的例子

鴨式布局有巨大的設計收益,風險也成倍的增長

軍工圈—軍工行業第一公共平臺

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