|
本帖最后由 晨枫 于 2022-6-30 07:29 编辑 / \! D' p; j/ R$ g
0 H. j. h) a: W1 j每隔一段时间,歼-20还是歼-35谁更适合上舰这个话题就要重新爆炒一遍。现在003下水了,这个话题自然重新火热。' y; Y% S: O1 t% _( m
& O" W7 j$ H- J+ ]$ I) F3 V( j$ L歼-20人人知道,歼-35则是“传说中的舰载战斗机”。官方从来没有确认过歼-35这个型号。以前也流传过歼-31的说法,那是从中航的FC-31型号而来的。至今,FC-31是唯一得到确认的型号,但这不是军方型号,是厂商型号。在这里,使用歼-35的说法,有人说这是为了对标美国F-35。确实,歼-35在很多方面与F-35相似,也有说法歼-35就是为了在空战中压倒F-35而设计的。+ N1 e; X4 ~, {) N# ~ j
5 j+ H u4 }+ N4 u3 m3 t+ I- u
只要适当改装,什么战斗机都能上舰,所以那些“xx都上舰了,yy为什么不能上舰”的质疑没有意义。但不是什么战斗机都适合上舰。
. R: M/ [* a# D& U: {( J" \3 }+ L/ K! _
上舰的战斗机要求几个特点:* }. k) [7 \) x7 ?
1、 特别强调低空低速性能
$ `. y3 ]" J, w- s4 U6 I2、 特别强调占地较小
9 i; f4 L* d! j$ `+ M3、 特别强调独立作战能力和多任务能力$ s8 \& Z6 w$ T( E9 B
4、 特别强调可靠性: B& Z! [" g- G$ A0 s5 T
! \# i& ?: r/ |9 }% r特点3和4与气动布局的关系不大,但1和2就关系大了。
p& u9 L; m y3 m& B: h
9 {/ V+ S( q( [/ o4 }航母是巨舰,但甲板和机库空间依然是有限的,舰上起飞和着舰永远是挑战。由于航空技术的局限,任何垂直-短距起落战斗机都在性能上不可能匹敌同时代的滑跑起落的战斗机,尤其在航程和载弹量上。舰上战斗机出动和回收一次不容易,每出动一次,都要一个顶俩,航程不够用,或者载弹量不够用,根本干不了什么事。歼-15已经解决了中国舰载战斗机的有无问题,现在必须解决的是有用的问题。不仅针对对方的舰载战斗机,还要针对对方的陆基战斗机。# \7 A) h; m, F; ~4 y$ m# `
( _9 M9 q: ~+ ?( d/ n" S舰上滑跑起飞需要弹射或者滑跃助力,滑跃难以满载起飞,但弹射的力量依然是有限的,需要战斗机具有优良的短滑跑起飞能力,这决定了小后掠角和大面积襟翼的重要性。后掠角较小时,机翼“兜得住”前方气流,有利于在低速时就产生升力,但高速时阻力较大。襟翼是机翼后缘可垂放的气动面,襟翼下垂时,增加机翼弯度,也可看作强迫气流导向后下方,提高升力,代价是阻力也增大,但在低速时代价还可接受。
9 Z8 b# W/ K- F) s5 C5 H/ F, q& d6 o; V3 e* F
美国空军选用YF-16并定型为F-16后,美国国会要求美国海军也选用,以实现规模经济。美国海军坚持只有YF-17才能满足上舰要求,后来成为F-18。在技术上,YF-17的小后掠梯形翼是很大的原因,这确实是站得住脚的。双发是另一个原因。
2 {6 j ^) d0 E, q2 P
( n" T1 q5 z/ q0 q9 K' V. q0 \6 R; g一台大推和两台中推可能推力相等,发动机的可靠性足够高,双发的可靠性优点现在也不突出了,但两者的推力特性不一样。大推加速、减速都“惯性”较大,中推的“油门反应”灵敏得多。着舰时,推力是精确调整下滑轨迹的主要手段,双发比单发更加有利。美国海军历史上有单发飞机,像A-4,但都是中小推力的,F-35C是第一架单大推战斗机,为此还改变了着舰标准操作,这是另外一个话题了。
% h; S; ^7 ^# n8 ]; m
; }: {* k, v9 q3 _# ?舰上占地通常用机翼折叠来解决,有时平尾甚至垂尾都可折叠。折叠越多,占地越小,但结构和运作越复杂,可靠性和维修问题越大。折叠机翼的外段刚度较低,折叠机构的受力能力也有限,一般外翼段不适合挂载重型弹药,限制了挂载能力。8 d A6 a/ o7 Q' f, v+ B6 Q! @
# u) p5 v- L: ^5 Y/ K- W. n" j歼-20与歼-35代表了鸭式和常规布局。歼-20是鸭式,歼-35是常规。
7 L. H0 o6 Z# t# ]' P; N% r
/ A- S& d( N- x9 s- s) V K- A, `6 m
' F: B; T, h `6 S& }9 T% D
鸭式靠加大机翼迎角提高升力,离舰时姿态高高扬起,这是法国“阵风”9 |% U$ S! C+ W" U. l K
0 k w- j* F; a* Y$ K( b% C
. G" y, z* E* d: {" `常规靠大面积襟翼下垂提高升力,姿态要“平”得多,这是美国F-18F
$ r) Y& i, o, ^# _% ]
. ^4 I: o8 @) g$ X! C鸭式布局是无尾三角翼的改良。无尾三角翼的高空高速性能优良,但低空低速性能不佳。鸭翼缓解了无尾三角翼的问题,但不能彻底解决,因为鸭翼是用于配平和飞行姿态控制的,并不产生多少升力,不能根本解决大三角翼的升力特性问题。鸭翼使得飞机抬头也需要相当的速度,在航母上短短的弹射道上达不到这个速度的话,就需要法国“阵风”在离舰瞬间“奋力弹起”那样的歪门邪道了。这需要非常精确可靠地控制弹力释放的时机,释放过早,速度还没有加上去,阻力倒大大增加了,可能飞机浮起再拍下,要出事;释放太晚,则拉升不起来,就直接栽海里去了。: w3 G. n7 ^/ ? p, I5 v/ `& s
2 S9 e9 F# i4 U
解决这个问题还可以通过加大鸭翼,但整个气动特性全变了,影响太大;也可以加大弹射功率,这也非同小可,不容易做到。: M/ I2 T7 {3 q1 ?' e
! p& S7 s# k- }+ ?* m3 b; G
相比之下,常规布局的襟翼离重心近,大幅度下垂增升时基本不改变飞行姿态,所以在起飞时主要用襟翼增升。飞机的迎角不需要太大,姿态较“平”,阻力较小。不仅操作比较自然,也容易在收起襟翼后迅速加速。
9 H5 v+ b, @4 x( O+ P) Q! E* W$ z5 F* [
放宽静稳定性也有点作用。如果升力中心在前,重心在后,飞机就是静不稳定的。任何扰动导致飞机上扬的话,增加的迎角增加升力,导致进一步上扬。这个特性在起飞的时候,可用来产生自然上扬趋势,增加迎角,增加机翼的升力。问题是这也和鸭翼一样,需要一定的速度才起作用。航母上短滑跑起飞,最缺的就是速度。& C; g E4 u, _* `* ^3 [9 u
9 @' K- v% v+ R5 I- W+ ?7 T
% \' W# S: A) {4 l+ K1 G7 C
鸭翼可以用于正常配平和俯仰控制,但不可能对冲大角度下垂的襟翼的低头影响,比较两者的面积很容易看到这一点" U h; x+ B/ V: _7 i8 `
) \6 D4 d9 y' t, k* w0 ?! |" E
% Y$ {7 Q j0 a9 c, v这里是很特别的情况:“阵风”在从印度“维克拉马迪亚”号的滑跃甲板上起飞,长滑跑加滑跃的角度使得“阵风”可以用襟翼增升+ U8 }( f2 x0 Y; U8 s
0 E. P1 N; ?2 w3 l/ {: g* g鸭式很难通过增大襟翼来增升。襟翼位置太靠后,大面积襟翼下垂造成过大的低头力矩,非但不帮助起飞,还直接往海里栽。用鸭翼对冲的效果有限,鸭翼面积太小。“阵风”在印度“维克拉马迪亚”号上起飞时,大幅度下垂襟翼,但那有长滑跑的条件,滑跃导致的额外迎角使得“阵风”可以打一个时间差,容许离舰后短暂低头而不影响起飞。
3 R% \: r7 x: U) ~# Y/ W3 u& G
5 v9 e' \/ [8 i# b' Z) B) A N. f大三角翼翼弦长,翼展小,折叠线太靠外的话,意义不大,太靠内的话,结构和挂载限制的问题太多。“阵风”索性不折叠,甲板上占地稍大。常规布局机翼的折叠就比较容易。, c! z e1 Y5 D. f9 C1 I) k
/ i! A ~6 U& `" J( I+ N2 ]6 D
k" v8 e, d: E( M
“阵风”和F-18C的最大起飞重量都在24吨上下,“阵风”更占地方
& g. G) z8 |; ?' n, y- y3 @+ ~4 x/ Y& W: l, e' s
着舰的问题与起飞不同,这是减速的过程,阻力不是问题,用大迎角和高下沉率着舰是鸭式和常规的共同着舰方式。但常规有襟翼帮忙,迎角不需要那么大,姿态“平”很多,观察和操作相对容易。: t( @/ v/ L3 r* b7 L) C6 b. o
4 }7 G7 T: j+ H/ P
# E T4 E7 @7 ~1 p$ \
鸭式着舰时要通过大迎角来减速、增升
+ L1 V$ _6 H9 N" ?& x% x$ ]) o
1 V5 s+ n3 u/ P* w4 Z& k. Q( S) @
/ ?) H* l) F' }" t: E; e' G I! U
常规有襟翼帮忙,迎角不需要那么大,姿态要“平”很多$ N' h+ n' [7 `! C' E3 S
6 R1 ?8 }" X- J较平的着舰姿态降低阻力。如果能有效挂上拦阻索,这不重要。但挂钩失败、要复飞的话,重新加速要有利得多。
( E$ `8 E% U3 x9 u. t6 T& Y2 J8 V( i0 e# v- [
因此一般认为,常规布局比鸭式更加适合上舰。" r# J' f. Z3 c |% h( {
1 J1 S8 Z; o; j5 P
这当然不是说鸭式不能上舰,法国“阵风”就上舰了,印度MCA没有鸭翼,都准备上舰了。但法国和印度的情况特别,两家都是没有选择,空军绝对主导战斗机的研制,为上舰有所考虑就是最大的让步了,不可能为上舰另行研制舰载战斗机。
J! D$ i& [$ Z% ?# V; `+ W, R: ]3 u7 r& _
; r, O2 _* ?! G; O1 ^, V但这不等于歼-35自动比歼-20更加有利,因为在气动上适合上舰只是必要条件,还需要满足3和4,在这些方面,歼-35并不有利。 q& b) C- @7 _8 ~" ]- F8 c
! o9 |2 w1 i Y( f0 G1 I( Y
如前所述,舰载战斗机需要有足够的航程和载弹量才能有用,也最好具有空战和打击兼优的多任务能力,这使得重型战斗机比中型战斗机更加得到海军的青睐。“阵风”和MCA都是中型的,但法国和印度没有选择。F-18E也是中型的,但最大起飞重量比F-16C高差不多50%,比F-15C只低不到1吨,说它是重型战斗机也没有什么不可以。中型的F-35C还比F-15C重1吨。
5 H) i1 i0 \6 l: j5 M4 Q! c" Z) w, V/ h) k2 ^- U+ [/ q! V+ a
中国航母的战场条件很严苛,不能突破第一岛链就没有存在意义了,舰载战斗机能压倒F-35A和F-15C是起码的,还要考虑足够突破增援嘉手纳的F-22的情况,只有重型战斗机才堪重任。这正是中国舰载战斗机“已经过了解决有无的问题的时候,现在要解决的是有用的问题”的意义。
4 V* @# [ e& y* J2 M
1 [9 D2 H4 X' j歼-20的优秀不言而喻,但鸭式布局使其先天具有上舰的劣势,不到万不得已,很难成为首选。但歼-35来自中型的FC-31,先天不利条件更多。
9 i# ~( u' C6 U# L# z/ R
, R2 w6 f" B* O; G3 A3 A: t经常看到一个说法:-35是为空战优化的,设计基点就是压倒F-35,所以最适合上舰。这是值得质疑的。
/ P# j9 ^6 J: N( D; D( _: {, [: g
& z3 }! v9 j2 M% S5 B5 P9 fF-35的问题很多:阻力大,推重比不足,翼载太高,导致高速性能不好,机动性不好,作为战轰游刃有余,作为空优战斗机就比较捉急了。$ F' M, o9 M1 c' d0 @0 P
$ u; T" W& F' \6 q
看起来,降低阻力,提高推重比,降低翼载,就能解决F-35的空战性能不足的问题,FC-31也确实是奔那个方向去的,歼-35是进一步优化。问题是:方向正确还不够,还需要步子够大。1 p- K6 f- s7 d! r$ ~
7 W+ \/ n# E5 L! u0 e
F-35的推重比不足问题来自两个:
7 d; L' ]$ n$ w9 X- i8 i1、 空重太大
( y+ M# x0 r& Y% _9 z$ F6 }( v2、 发动机推力不足
8 E+ T; f" u$ T% w" S: Z* y$ n7 u6 E& c, n0 C, l0 V
F-35的空重其实与STOVL要求关系不大,这是航程、载弹量和机内武器舱带来的。洛克希德代表美国战斗机设计和制造的最高水平,不必迷信,但也绝不能蔑视。歼-35的空重很难大幅度低于F-35,3D打印也改变不了这个现实。
# D$ [4 F3 o, J) o" [) B& R4 `( l# A- u1 @3 F/ W
3D打印(或者说增材制造)适合复杂形状构件的整体成型,制造效率极大提高,但对减重的作用不高于精密铸造。真正的高强度构件需要精密锻造,这是3D打印解决不了的。在总体上,像传说那样的机体结构靠3D打印减重15-20%是不现实的。歼-35的空重没有理由大幅度低于F-35,但这正是一些人鼓吹歼-35压倒F-35的依据之一。
G6 e/ E% h% E& I$ L
, ^! B& z7 X" r% k1 S eF-35是单发的,这不仅是STOVL的需要,也因为单发的结构更轻。在最简单化的情况下,单发战斗机的机体截面可对应于正方形,双发则对应于扁矩形。在同样技术水平下,截面积对应于发动机直径,或者说推力。推力相同的话,可简化为机体截面积相同。另一方面,结构重量与机体截面周长相对应。同样面积下,正方形的周长比扁矩形更短,所以双发哪怕推力、推重比相同,在结构上也是增重的。这还没有算入双发之间的中隔结构。双发的机体截面不只是压扁的矩形,实际上是横置的“日”字形,中隔进一步增加结构重量。双发的辅助系统总重量也更大。
5 U0 w! z2 n* P5 F/ d& L3 L: w4 i+ @! a
发动机固然要看推力,但推重比同样重要,否则额外重量也是算入空重的。F135的推重比达到11,代表世界上最高水平。歼-35采用双发,据说涡扇19在技术水平和推力上达到F414的水平,那就是9一级,不过不乏有人认为已经达到11-12一级,这可能也一厢情愿了。F135并不完美,其核心发动机来自F-22的F119。中国对标F119的涡扇15在“国家一队”的全力攻关下,依然久攻不克,歼-20还在用涡扇10C过渡。“国家二队”甚至“地方队”的涡扇19突然技术水平爆表,而且成熟度已经达到上舰要求,这是不现实的。
& J3 c, e( h$ L, k; a
. @0 {% b% X- C& \6 k在结构重量更大、发动机推重比不及的情况下,歼-35单靠减阻是很难达到碾压F-35的空优性能的。事实上,根据有限的外流图片,歼-35和F-35一样短粗,横截面可能更大,阻力很难更低。7 l2 j Z' |" C. _+ z) P! f5 F
( Y2 n6 J. f' i
按照FC-31的数据推断,歼-35的翼载也不比F-35更低。比照F-35C一样,增大翼展和翼面积能降低翼载,代价是空重进一步增加,而且翼根结构要极大加强增重,否则低翼载只是改善起飞、着舰时的低速性能,并不改善空战机动性。F-35C就是这样,翼载比F-35A显著降低,但最大过载反而从9g降低到7.5g。以笨拙著称的F-4“鬼怪”式其实翼载只有380公斤/平方米,与F-15的357公斤/平方米很接近,结构强度是不能拉高g机动的原因之一。6 T( _# [2 F) d( e' z2 P
- I4 ~! ?8 o! G6 ^+ n歼-20也不是简单改装就可以上舰的,就像歼-15不是歼-11的简单改装一样。歼-15为了改善起飞、着舰性能,特意加装了一对前翼,襟翼面积也增加了。折叠机翼和尾翼,加强的起落架,加装大型尾钩,缩短尾锥,还有其他上舰改进,使得歼-15的气动和结构都与歼-11有显著不同。比如说,尾钩不是看着哪里顺眼焊上去就完了,必须是锚定在足够坚固的机框上,这改变了重量、振动和其他特性。歼-15是货真价实的独立型号,不是“歼-11海”。歼-20要上舰,需要的改进至少一样多,还有鸭式上舰的难题,时间短不了,工作量小不了。
( i! J1 e' c" j Q; b' x; f! |. ]
\6 O) d+ `% t2 v3 N比较理想的情况是以歼-35的气动理念为基础,但在起飞重量上放大到歼-20一级,并采用涡扇15一级的新大推。换句话说,这是与歼-20同级的重型常规布局战斗机,不仅确保压倒F-35,也确保足够硬抗F-22,并具有足够的多任务潜力。这当然需要重新设计,需要时间。
% x* v. C4 F. z$ D7 B- Y @, P
! s, X& c' Q/ [$ l不断有人以“20xx年时间点”为理由,强调等不及,有什么先装备什么;歼-35最接近完成,因此就是它了;退而求其次,从歼-20改装。但“20xx年时间点”是个伪命题。
: t" f% }) {" E8 g6 k: a8 \0 D1 [' [5 x% U1 ^, `/ n) C$ O
中国不会主动去找美国打一仗,但美国要主动找中国打一仗的话,时间就不是中国能决定的。中国肯定要统一祖国,这个时间倒是完全在掌控之中,台独可以在任何时候发难,但什么时候解决问题由大陆说了算,不是台独发难就必须立刻行动的。此外,还真没有什么急着必须用新舰载战斗机的。8 W' R& }- L3 T2 l2 q1 ~( A/ a% ?; y
' T5 J* V" f( `, \. g- K新战斗机不可能无限期等下去,钱不是大问题,技术准备是,但不是什么时间点的问题,就像004航母什么时候下水也不是由这些臆造的时间点决定的。5 ~5 Z- x3 v" m7 I& {5 o" d2 _
' _" t3 q/ ]! f% \: I0 ~( l) @
003下水了。电弹,常规动力,8万吨级。多少年来,003是常规动力还是核动力,8万吨还是10万吨,一直争论不息。现在轮到争论004了。在可预见的将来,003将装备歼-15T。什么时候能换装新一代战斗机?这事真没法猜,但肯定不是时间点的问题。“怎么能让003等飞机?”没办法,该等还得等。
0 T+ p+ Z3 O$ I h
7 y8 y3 i4 x0 q5 K8 i) V. ^好在航母的使用寿命很长,至少40年,肯定等不了40年的,最大的好处是:战斗力由搭载的战斗机决定,但战斗机的换装倒是相对简单的问题,比舰载导弹或者舰炮换型要简单多了。涡扇15的关闯过后,将歼-35全面放大要不了10年,这方面中国已经驾轻就熟了。0 h( S( A; U# `3 k- c, G* ^
) N3 p) L6 I1 ]. B9 T+ u+ m* U* g那歼-35用来干什么?不知道,可能依然是技术验证机吧,还是有很多技术需要验证的。
) y% p, ~; Y- ^9 J/ m
8 c- z2 n$ f. D至于歼-20和歼-35的上舰问题,还会继续争论下去的。军迷嘛,不抓住个话题争论个地老天荒,还干什么呢? |
评分
-
查看全部评分
|