|
|
本帖最后由 晨枫 于 2022-6-30 07:29 编辑 & `, d0 a: p0 T1 m1 v. R
% Q. @5 ], J; y) K4 D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。
! s" ^! u3 m! K! K9 l0 A9 }$ Q* U6 L H9 w, h
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。' L, E+ }3 @7 @2 e. S
4 b4 F! Q+ U, L! x* F% o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。3 D( ?6 y3 B: y7 m( G' ^- s
6 W2 ~' [% j2 y' j% O' e
上舰的战斗机要求几个特点:
8 ] j; C, [* |1 R7 g) S$ z+ i1、 特别强调低空低速性能
d/ c' O; S, U5 Z' E2、 特别强调占地较小' m" D$ X" u4 ]
3、 特别强调独立作战能力和多任务能力
) o' }2 X3 ], v$ f7 H4 ?4、 特别强调可靠性
" i/ o# B% i5 K8 @- i8 c* C) s6 |+ e/ f0 k% ~0 u' 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。! r) o. a* i5 z
& P) M5 j! O+ N Y) W% g
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。; t% x' C o# p
& q X" [5 E+ U2 H9 U) S* g
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。7 S$ l+ q& Y1 _" T k# k" k: I( {
) e& i# B- M% o3 B7 w
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。% P5 @& V& F& n6 u) j3 e/ ~5 M
$ A3 `+ @" u1 z3 N
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。
! }& t6 B8 W' Q/ C0 z% } R- l( b# g8 y# v+ D0 {! o9 {2 ~
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。! [7 t" r' [2 K7 D" [
; k. U+ v4 K# Q: a& X# 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。3 t) O7 C6 I1 E* R. k: N6 S* {
9 v/ _1 b1 e( v0 y: ?1 Q
1 X3 r$ X/ i. |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”5 ?' N5 i; t5 {: l& D2 \+ v, B
& K8 J! g7 N* O
9 ?! V2 J6 w! x" S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( i/ r5 P. l' t' p5 N
) F# V4 u1 T* @2 t# t% Z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。% e6 J% {3 Z- L
* ?1 X. O' i% B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。8 Y# m; x# \1 l" R
+ c+ e& g A( x. m2 U# d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。
$ G V3 t, W2 K2 E5 G. N* [7 x2 ?7 c& ]/ r0 F% t- r8 e( P, Q1 O
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。
- R8 W: Y! U( J* }/ @7 D3 @/ q+ _2 ]4 E
" S4 H3 v* E' C/ I4 N6 P+ M
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
& J3 q% L( d, E8 V: w, @+ J4 E; _1 N
+ u8 N% D; M2 @; e8 _8 |
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2 N( A. f, H/ L4 o
( _! p0 `# z, B( k( X( q9 ?
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。
& H7 i1 k; ^) z8 l
# R- ]7 `+ e4 B0 t! l' T) L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。
: S2 T: B! e( A) q7 B, W2 k' y2 z/ U( b/ H, [0 F
" U+ X! u6 @% J5 N2 }! T( n“阵风”和F-18C的最大起飞重量都在24吨上下,“阵风”更占地方, X* l5 E, w' }; H! q# {
* q6 Q( N' y* `. N) m, S9 J# e- o- g+ j1 P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。9 H& m% F" F6 W; }0 q0 q! O
& ~8 F7 s, D* A, I6 v
/ h P: Y7 s+ ?2 w) ~鸭式着舰时要通过大迎角来减速、增升
* T6 f8 R0 Q0 c( f+ l. H
, N7 h; |. Q7 |$ [
3 y7 W' X' w% r- `. O常规有襟翼帮忙,迎角不需要那么大,姿态要“平”很多9 d" t% e D4 J! \2 J e
# b3 D- P6 C U p) o Z0 O9 l9 `, X4 N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。# e4 R, C0 @* w+ X. u- W( `
5 e4 p- W& c& j m; C9 }, v& t因此一般认为,常规布局比鸭式更加适合上舰。
+ h& E W( x1 I$ r% i/ l0 ?6 B' L$ h/ ~2 J* z! d ]
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。( m' c& |% K& i0 e q# E
$ {0 m* N* K! A2 z% W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。
" _) M8 d$ Y# }- `) P8 W, f# Y3 \8 ~" g8 P6 ^* ^
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。6 b* P/ e- ^. Q% f
. M, r& r) Y+ d
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。
7 L$ I% K% d% y2 B5 V' N s% n
9 D+ c s5 O, t# [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。# ^. a& y% }' `. ]# }+ z* |
# I0 q* K/ M$ k5 b2 Z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。
7 P+ f5 V; r7 Y: ]( @) L+ |! A* X8 O3 N# E) |, C/ t* N) X7 o2 x% S
F-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。% O! H& k. B; c3 B
9 {, b7 ]0 X% j2 y0 B) d0 b y4 ?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。
; n1 u8 v6 d; w4 l+ u* E8 v* |$ W; y4 K: |5 f5 F9 B
F-35的推重比不足问题来自两个:' {) P6 R: `# _. ?" [
1、 空重太大
* k8 M8 M4 \5 y: E4 z6 ^1 L2、 发动机推力不足
6 {4 z( Q* h( U2 u" f% t9 [0 K- s! B9 O- f' _& ]; G; ` Z% X4 ~
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。1 n2 }7 @% o1 l0 E' i( X
; M3 j* ]! W3 d5 C9 a- O3D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。
6 s8 f) l- } z) w, X
7 A% P9 y0 I% x% b/ x" TF-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。
9 n+ w, p2 w# B. F+ H8 V( k% Y& [
* M. }! d) C( {* Y* K: j- \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。) ^2 V/ f _5 m% ? M1 v( }
+ d: K3 @! B7 H" J/ b
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。 d: ~2 G4 ^" }# `% |* C
5 V1 w+ G; W8 W1 @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。8 E/ ]" d' z3 ]! S3 i1 y
; b1 ] f% F1 |
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。
6 P) X! y3 i3 o1 y4 Y
& p' E2 D/ @8 h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。
, U5 K' R' i2 J
* X& I# \2 H- B7 ]8 f2 B. _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。) d5 F$ m. C* T5 u/ }1 B8 ^$ K
/ G) n/ A% e( |/ ~. Y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。
2 [ t0 j; r% q' \6 Y& f; v2 s" q+ {
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。$ W5 r4 g% w$ S' h0 ^" L
, a* {0 x! P: f) B003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。
5 Y: i0 X6 J2 M1 N# o3 f9 Q' s! \. ]0 I% f8 \' b) P, z" I! M" K
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 m7 \) c# I: s" v# T5 |7 n" @8 T0 E$ l$ X J" P
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。6 N2 D* K6 ]+ \% p
( l& ~ F0 ?- O
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
|