航工氣動院再創佳績!FL62風洞首次承接成功,六代機方案出爐

2020-12-16 騰訊網

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眾所周知,我國戰鬥機的發展本身起步較晚,但卻實現了第五代隱身戰鬥機殲20的首飛,要知道當時中國甚至還沒有第四代戰機,可以稱得上是從第三代戰機直接躍升到第五代戰機,因此國外對殲20的性能一直有很大的疑問。隨著殲20正式加入空軍,外界對它的爭論才逐漸平息。到底什麼才能使中國的戰鬥機實現跨越式發展?這固然離不開廣大科學工作者的努力,但還有一個方面的進步不可缺少,那就是中國風洞。

在現代航空工業中,風洞的重要性不言而喻,它是戰鬥機的「孵化地」。在一個國家中,風洞對發展先進戰機具有重要意義。如果沒有風洞,就不可能研製出先進的戰機!除了美國以外,中國現在是世界上唯一一個獨立建設「風洞群」的國家。具體地說,風洞是一種用人工方式產生和控制氣流,模擬飛行器與周圍氣流關係的實驗裝置,也是進行空氣動力學實驗最基本、最有效的工具。

這也就是因為我國在四川建立了一系列試驗風洞,並與超級計算機一起計算流體力學模型,以驗證試驗機體的各項物理參數是否符合設計指標,這才實現「五代機」殲-20的的突破。而俄羅斯並沒有研發出真正意義上的「五代機」,而是在蘇-57 「四代半」的基礎上進行了拼接,因為它沒有大尺寸、高性能的風洞來輔助其驗證設計,並且開發這樣的「戰略武器」,是不可能去別國「借」風洞試驗的。

對我國來說,在風洞試驗中,鴨翼布局戰機的技術積累是我們能夠實現從第三代戰機到第五代戰機跨越式發展的重要原因之一。中國科學家敏銳地意識到了鴨翼戰機在第五代戰機中的獨特優勢,因此在此基礎上進行了攻關,最終取得了成功。J-20的鴨翼結構不僅沒有影響戰鬥機的隱身能力,反而大大增強了它的機動性,使它在沒有先進的航發的情況下仍然能達到第五代戰機的水平,這很不簡單。

這些年來,我國已經完成「低速風洞群」和「高速風洞群」的研究,而且專門為超音速飛行器設計的「高速風洞群」又分為連續型風洞、暫衝型風洞和脈衝型風洞。中國目前已經形成了世界上除美國以外類型最齊全、型號最齊全的「風洞群」。JF-12激波風洞也已成為該領域內的典型代表。JF-12激波風洞的最大速度已達9馬赫,儘管在速度上與美國有差距,但在維持時間上卻達到了100毫秒,遠超國外30毫秒的紀錄。

現在,中國又把一個超級風洞投入到緊密的研發和建設中,目前進展很順利,那就是著名的FL-62風洞項目,這是中國第一個,也是世界上罕見的2.4米連續式跨聲速風洞,這個風洞項目對中國航空工業未來的發展意義重大,意義重大。

具體地說,今年中旬,FL-62風洞第一次承接了某型號的試驗。並獲得成功。而在此前,又一則好消息傳來之前,中國航空工業集團公司氣動研究院(簡稱航空工業氣動院)的官方微信公眾號發布了一則報導,該氣動院設計建造的FL-62新型連續式跨聲速風洞,首次承擔了某新型飛機的研製試驗。

此次試驗的成功標誌著FL-62風洞已經具備了進行模型試驗的能力,大國重器已經做好準備,為我國各類飛行器的發展做出貢獻。另外,據外媒報導,FL-62風洞在試飛時就對一種尚未公布的新型飛機進行了測試,外媒推測這架飛機很可能是國內的第六代國產戰機,比目前中國最先進的殲-20和殲-31都要先進。

事實上,連續式跨聲速風洞是現代戰鬥機研製所必需的基礎設施,美國 NASA建造了著名的4.9米連續式跨聲速風洞,為包括F--22在內的多種機型的研製提供了重要數據。我們的新一代戰機必然是超音速的,它還涉及到亞音速、跨音速、超音速等多個速度區間,其中跨音速的性能是非常關鍵的。

因為這一階段氣動狀況複雜多變,許多試驗飛機在這一階段都會出現振動、抖動、結構性能下降等問題,而持續、穩定的風洞試驗,有助於發現問題,改善設計缺陷。而且這也正是FL-62在我國實現從大尺寸風洞過渡到連續風洞的重要意義,畢竟風洞性能對測試數據的質量是至關重要的。

根據我國戰機的發展規律,殲-20的早期型號目前已經定型,並已小批量生產,因此,第六代戰機的研製應該已經開始。按照戰機研製程序,第六代戰機應根據戰場設置、氣動思想,分別設計各種不同結構的氣動布局方案,然後進行風洞吹風試驗,也就是「吹風選型」。

根據FL-62風洞模型,對我國第六代戰鬥機進行了整體氣動設計預研究,進行吹風試驗的方案當然不止這一種,一般會有幾個到幾十個,最後通過長期的試驗,確定最適合目標的氣動方案。

根據飛機模型,該機機翼後掠角較大,屬高速氣動外形,機頭鋒利,與「協和」型客機具有相似性。飛機採用翼身融合設計,無水平尾翼,整體布局接近飛翼。事實上,從各國已有的六代機方案來看,取消尾翼或平尾,採用類似飛翼的翼身一體化布局,是一種普遍存在的特點,這樣的設計可以達到優異的隱身和速度性能,並將阻力降到最低。所以在FL-62風洞中所看到的模型,很可能就是新一代戰機風洞試驗方案的模型。這應該只是其中的一種。

航空業集團成都辦王海峰透露,中國的六代機主要採用的技術有:人/無人協同技術,人工智慧技術,超隱身技術,全向探測技術,全向攻擊技術。這就是說,我們的六代機雖然還會有人使用,但已經能夠通過先進的網絡作戰系統,指揮無人機並與之協同作戰;取消飛機平尾甚至尾翼,簡化氣動舵面,改進綜合飛控系統,採用新的隱身材料,使六代機的隱身水平遠遠超過五代機,如F-22,殲-20。通過傳感器融合和新型航空武器的研製,實現了全向探測和全向攻擊。

FL-62新型連續型跨聲速風洞的建成投運,為我國包括六代機在內的新一代航空飛行器的發展提供了強有力的技術支持,也為全面加快六代機研製進程吹響了號角。

FL-62風洞將在中國未來第六代戰鬥機的研製中扮演重要角色。事實上,中國的六代機早就開始了研究,但由於沒有合適的風洞試驗,目前還停留在數據收集階段,而FL-62風洞將完美地完成這項工作,通過風洞試驗,第六代機將從設計圖變成現實。這就是說,中國第六代戰機真的應運而生了。

而在此前,有報導稱,美方為了保持美國空軍技術優勢,至少打造了兩款6代機,6代機首飛後,美方認為中方離6代機首飛還有一段時間,要趕的更遠。作為回應,成飛總設計師和首席技術專家王海峰確認,中方已經開始了6代戰機的研製工作。相信解放軍第6代戰機將在2035年保衛中方領空,甚至更早。

該戰機將具有極高的隱身能力,可以進行超音速巡航,可以全方位探測,全方位打擊,王海峰透露。而中方第6代戰機則將運用無人協同、人工智慧(AI)和超視距打擊等顛覆性創新技術,並將運用可改變未來空戰模式的黑科技。

如雷射武器、自適應發動機、高超音速武器、蜂群作戰等。海峰總設計師王海峰透露的我國6代機相關信息,無疑讓國人倍感振奮,因為在6代機這一空軍戰機的最高層次,我國並沒有讓美國獨美,更不會被美國6代機訛詐。

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