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歼-10可能是最后的四代机。
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歼-10的历史早就是坊间熟知的故事,不重复了。
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歼-10的最初定位是截击机,重点是高空高速,但也需要有优秀的中空中速机动性。
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8 B& C+ `, ^+ r+ e纯截击机主打拦截轰炸机,高空高速大航程重火力,但机动性要求不高。50年代后,就很少有人研制纯截击机了,但截击机依然是空军大国的高端,F-14和F-15都是截击机,只是格斗性能同样优秀的截击机。
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+ Y) _- D8 n5 Q3 V. [纯格斗机主打与敌人战斗机缠斗,中空中速,轻巧敏捷,但速度、航程和火力要求不高。F-5系是典型。四代机在强调截击能力的同时,格斗性能并重,所以70年代后也很少有人研制纯格斗机了,F-16是少有的例外。从F-5的思路深度发展而来的F-18反而成为海军的“格斗性能不错的截击机”,尽管速度和航程有点捉急。
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. Q" x. T+ Q0 u$ r4 a/ xF-16一开始是没有截击能力的,只有携带和发射AIM-9“响尾蛇”近程空空导弹的能力。不久,从A/B升级到C/D的时候,具有发射AIM-120中程空空导弹的能力,雷达依然较弱,但总算有了截击能力。# I8 q6 p4 P+ `- z* _" K
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歼-10的成长环境完全不同,这是接替歼-6和歼-7用的。尽管歼-6和歼-7的机动性不错,但两者都是从截击机开始的,歼-10也是从“格斗性能不错的截击机”开始的,歼-10A的矩形进气口就是例证。% E' `9 Y% ~/ P5 j: _
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在发动机性能有局限的时候,进气口设计格外重要。进气口需要保证可靠进气,分离呆滞的附面层,还要减少阻力。6 L* a& N; G4 t* F4 K6 H
. x" q3 n( [2 X附面层有空气的粘度引起。空气沿机体表面流动的时候,靠近机体表面的流动速度很慢,与机体接触的气流速度在理论上为零,远离表面的气流才恢复到自由流动的速度。这里都是气流与机体的相对速度。发动机进气利用动压,所以贴近表面的呆滞气流属于“垃圾进气”,影响发动机正常工作,需要分离出去。早期用分离板,把附面层直接排泄到进气口外侧,后来用鼓包(正规名称是DSI),用动压分布把附面层剖开、从两侧“顶”出去。3 Q4 [, F, k& G$ G' C- k4 t1 X
3 X) Q9 I/ H5 Z0 E但更大的问题实际上是进气减速。即使是超音速战斗机,发动机的进气速度也在M0.5-0.6,更高的进气速度超过风扇叶片的极限,反而“呛着”。所以超音速战斗机的进气口需要将超音速来流首先减速到M0.5-0.6,在此过程中,提高进气压力。这可以想象为地铁高峰人流在拐道这里慢下来了,但人的密度大大提高,好比压力提高了。
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% ^+ Y1 f: ?7 ^: A" H) y* `/ d4 ]在进气口这边,由于激波的存在,需要避免垂直于飞行方向的正激波。飞行体对前方空气有压缩作用。压力波以音速传递。亚音速飞行时,前方空气得到压力波的“通知”,有序“让开”;超音速飞行时,前方空气“躲闪不及”,堆叠在一起,形成高密度空气层,这就是激波,理论密度可以达到无穷大。激波有锋面,正激波像墙一样,斜激波像伞一样,速度越快,伞形越尖锐。
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从减阻出发,超音速进气口应该形成斜激波,降低阻力;但进气进入内进气道时最终是正激波,后面才能形成均匀的压力面。多波系进气口通过斜板设计,形成一系列角度逐渐增加的斜激波,最后过渡到正激波,以降低阻力。在不同速度下,还需要可调斜板,自动改变斜激波系的位置和角度,以保证在规定的位置形成正激波。歼-10A的进气口就是这样的设计。5 O; Q; y/ Q1 Z- f; y
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进气口的激波控制非常重要。最后的斜激波应该正好覆盖进气口唇口,激波进入内进气道的话,可以发生各种“不可言说”的破事;但激波太超前的话,激波与唇口的间隙会造成过度的“漏气”,大大降低进气效率。这也是可调斜板的重要性之一。
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- I% S0 m3 N: g5 y+ }/ r所以,不需要多看,这个进气口就是为高空高速设计的。5 O9 W* {1 a4 z; r- Q; v
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F-16采用正激波进气口,是为了最大限度减重。但这个正激波进气口的阻力也大,所以那么高的推重比,最大速度不过M2,实用中除非轻载、干净外形,一般达不到这个速度。F-22因为要求隐身,采用更加复杂但依然不可调的加莱特进气口。DSI进气口也是固定的,但也只能为特定的速度范围优化,缺乏可调斜板的大范围优化能力。
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$ y& ]/ A# @8 }! w) F/ _5 }歼-10的鸭式布局也是从无尾大三角翼开始的。无尾大三角翼的高速性能超过大后掠翼,实际上现代战斗机的机翼基本上都可以看做是某种三角翼,只是有尾、无尾的差别。无尾三角翼的减阻好,但低空低速和机动性性能不够好,于是加上鸭翼补偿。3 E- t, C0 D, \. B/ Y# X7 {
8 V& d; o8 [6 A& P% n7 t% l但歼-10一出世,就遇上中国引进苏-27,这是更加强悍的截击机,当然,是格斗性能高超的截击机。马上,歼-10的截击机定位改变了,转向多用途,也就是说强化对地攻击能力。可调进气道不再必要,而可调斜板的隐身缺憾和重量代价就显眼了。
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9 O2 l# f% A8 h; X, Q歼-10B和歼-10C改用DSI进气口,高空高速性能降低一些,但进气道重量降低,也成为半隐身战斗机,得大于失。
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$ D% r5 l& g7 q. O# F7 G. k7 u但歼-10的截击机底子意味着这对巴基斯坦和其他中小国家来说,依然是强悍的截击机,在57印巴空战中大显神威。+ t: `8 _$ b6 |( u; ~7 b0 N/ ~
) h3 u& V/ H# s& Y- S; v( J& v- V在说到歼-10击落阵风是鸦片战争以来的历史性时刻的时候,很多人指出抗战、建国、抗美援朝等历史时刻,认为这不能相提并论。这其实是两回事。$ r$ F" j8 Q1 \* p1 G1 d
: Q* e# }1 b4 J/ U8 N中国军人从来不缺勇气,僧格林沁的骑兵尽管结局悲催,但并不缺乏勇敢。这不仅是清廷的政治失败,也是中枪中炮的失败。抗战中国共双方都有大量救国勇士,新中国成立不仅是中国的历史性时刻,也是世界的历史性时刻,抗美援朝的伟大意义更是怎么说也不过分的。但是必须说,这些战斗基本上都是上用的都洋枪洋炮。
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中国的百年屈辱是从鸦片战争开始的,清廷昏庸是政治因素,中国军事技术落后则是物质因素。洋枪洋炮在改变中国历史方面有决定性作用,这一点不须否认。中国崛起首先是经济的,但不仅是经济的。中枪中炮重立于世界前列是中国崛起的物质保障。印巴空战不是中国军人打的,但是用中国装备打的。这是中枪中炮先进性的体现。在这个意义上,歼-10C击落阵风是鸦片战争开始的中枪中炮的失落得到了扭转,中国崛起的物质保障得以建立,这才是历史意义之所在。 |
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