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歼-10可能是最后的四代机。
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6 f* q/ _$ [! A( L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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3 a1 S$ @8 i+ s" E6 l* i5 p% m! g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。4 L% d$ x; n7 f) o; Z9 |3 w) J
5 B& V* D$ }' c9 ]% t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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F-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。1 a; w. k) X" |% {( A" M$ R
# @; K/ r' r: l8 _+ O; x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。
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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。# G- Y b0 a! {5 k) Q3 e/ H
: g5 p( S2 h1 m7 b T. H* F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 h4 {6 y3 k, o8 J3 [
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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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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。7 I7 {6 a$ e2 Q3 N0 c9 a+ G
( K/ f; k9 Q) \% T. y A h0 _1 q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。
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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。' j7 W# t1 M5 h. }* T9 }6 O9 Q
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所以,不需要多看,这个进气口就是为高空高速设计的。
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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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; X4 ~" B% Y' e$ [# W/ K# q9 S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。8 K7 y9 p8 ~0 H+ Z0 f7 o4 e# m2 ~ [
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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。4 u$ m7 C, c' q" T
) a z' Y7 k6 m2 r# j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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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。
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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。
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2 I. |& v( n1 @* s9 g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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$ x d* }8 o+ H& a: p& x4 }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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