歼20战机可以进行超音速巡航吗?

嗒嗒远

目前没有任何官方消息来源证实歼-20有超音速飞行能力。

在去年的朱日和大阅兵中,歼-20梯队长机飞行员张昊在接受央视采访时表示:“我们这个飞机,机动性特别好,静如处子,动如脱兔。飞机的亚音速性能不错,一进入了超音速就是它的天下了。”这番话被许多媒体解读成歼-20具有超音速巡航能力,但在笔者看来,张昊只是在表示歼-20具有远超三代机的超音速机动性能。

AL-31F

歼-20低速生产型目前安装的是俄制AL-31F发动机,虽无法确定其具体型号,甚至无法确定是机匣上置的AL-31F还是机匣下置的AL-31FN,但根据俄罗斯消息,我国曾投资研制并采购了99M增推型,也就是加力推力135kN的AL-31F M1,此外在歼-10C改进型上还采用了加力推力137kN的AL-31FN Series 3发动机,因此可以认为歼-20的发动机推力在这个级别。

但超音速巡航却与发动机的超音速加力关系不大,要看发动机的最大军用推力(无加力推力)和飞机的跨音速阻力。歼-20修长的机身和凌厉的超音速机动能力说明该机在气动设计上已经针对超巡进行了优化,那么就要看发动机的军用推力表现了。

WS-10

可惜的是AL-31F的改进都集中于增大加力推力,在军用推力上变化不大,军用推力推重比始终没有突破5,低于F119的6.4,因此无法驱动歼-20突破音障。雪上加霜的是AL-31F的涵道比是0.59,高于F119的0.3。大涵道比虽然能提高发动机在亚音速下的推力表现,但超音速下会被外涵道亚音速气流拖后腿,工作效率不及小涵道比涡扇或者涡喷,因此在超音速下AL-31F的军用推力反而会下降,这也不利于歼-20的超音速巡航。

即便歼-20换装国产WS-10发动机,据说这种发动机的涵道比是0.8左右,也不是一种为超巡优化的小涵道比涡扇。因此歼-20想要超巡,必须等到WS-15小涵道比涡扇的成熟才行。


航空爱好者AMR

作为世界第二架服役的五代机,歼-20必须可以超音速巡航。五代机的特征就是隐身,超音速巡航,超感知能力,超机动性,超可维护性这5S性能,不然别玩。虽然这几个性能间可能有所侧重有所取舍,但歼-20作为我国对抗F-22,打破单向隐身优势的杀手锏,超音速巡航是其以空战为主的使命所必要性能。

超音速巡航是指飞机在不开启后燃器的情况下能够持续在1.5马赫以上进行超过30分钟的超音速飞行。超音速巡航的提出主要是基于快速突防的战术思想,因此,该技术其在未来的超视距作战中具有很大的优势。超音速巡航可使战斗机更快抵达战区,扩大武器攻击范围,扩大拦截范围和更容易摆脱威胁。天下武功,唯快不破,所以歼-20必须具备这个能力。之前大部分战斗机不能超音速巡航,是因为依当时科技水平,要达到这个性能代价太大,而不是不需要或是做不到。SR-71完全可以超音速巡航,但基本谈不上有什么机动性,造价也是高到无法承受,只能作为侦察机使用了,就这样SR-71到现在还没有确认的被击落记录。可见高速飞行带来的好处有多大。

上面说的都是理论,拿实际作战来说,发现敌方目标后,超音速巡航可使拦截飞机更快到达更远的拦截位置拦截敌机,而且不用开加力,减小了红外特征。然后再超音速下发现远距拦截导弹,还赋予导弹更大的初速,增大了射程,可以多次攻击目标。这个过程里如果被敌方发现,或是在脱离战场的过程中,利用超音速巡航,可以更快的摆脱敌机。

要达到超音速巡航,需要更加精良的低阻外形设计,全部武器内置,还需要大推力的发动机,且机体材料能够抵抗高速飞行带来的持续高温。这几点歼-20都满足,除了发动机是较为短板,但依靠先进的气动设计,歼-20依然满足超音速巡航的苛刻要求。况且歼-20还在一直改进中,后机身和喷口的外观在不断变化。


航空君

超音速巡航作为第五代战机的一个标准指标,具备这个能力就像是标配一样。从这个角度来说,歼20具备超音速巡航能力应该是毋庸置疑的。歼20已经换装国产第三代太行发动机,这款发动机对于帮助歼20实现超音速巡航没有任何困难。

F-22问世后,引入了一个新的概念,F-22具有发动机不开加力保持M1.5飞行的能力,美国称之为"supercruise(直译为:超级巡航)\

装备分析回归

超音速巡航是第五代战斗机的一项重要性能,按照国际通行的定义,是指在不开启发动机加力状态的情况下,战斗机以超过1.5马赫的速度持续飞行30分钟以上。这项性能对于战斗机在空战中快速占位、快速脱离具有重要意义,也是第五代战斗机机动能力优势的最大体现。


F22是目前唯一明确拥有超音速巡航能力的战斗机

美国的F22是目前世界上已知的唯一一款具备超音速巡航能力的第五代战斗机,另一款美制第五代战斗机F35也没有这个能力。随着歼20战斗机的服役,标志着世界第五代战斗机俱乐部迎来了第二个成员国,那么歼20是否具备超音速巡航能力也是大家争论不休的焦点问题。

歼20是否拥有超音速巡航能力大家众说纷纭

由于我国没有公布歼20的相关技术参数,因此对于这个问题也只能利用公开的信息进行分析推测。有的人认为歼20还没有装备标配的WS15大推力发动机,暂时还不能进行超音速巡航,这个观点是缺乏客观依据的。战斗机是否能够进行超音速巡航,起到决定性作用的因素并不是只有发动机,跟战斗机自身的气动布局也有密不可分的关系。



歼20的发动机性能有待提高,但不是决定性因素

不可否认歼20现在使用的发动机在中间推力、涵道比等方面的指标与完整版的第五代涡扇发动机有着不小的差距,但是这并不代表歼20就没有办法通过其他途径来提升超音速飞行性能。歼20在气动布局上为了强化超音速能力下了大量的功夫,采用了机翼和鸭翼大后掠角设计,优化了超音速飞行的可控性能。


歼20的气动设计优化了超音速飞行性能

歼20的机身又细又长、单薄流畅,最大限度地减小了正向横截面积,大大降低了超音速飞行的阻力。另外DSI进气道对于提高进气效率有很大帮助,也等于是变相增加了发动机的安装推力。这些因素都是F22所不具备的优势,也使得歼20在发动机性能处于劣势的情况下,可以获得优异的超音速机动能力。

歼20以现有的发动机也完全有能力实现超音速巡航

官方的相关报道也印证了这一点,按照央视采访歼20飞行员的说法,在空战对抗中一旦进入了超音速状态,就是歼20的天下了。充分说明了歼20可以利用超音速巡航能力获得足够的战场态势优势,因为如果依靠加力才能进行超音速飞行,那么跟普通的第四代战斗机就没有任何区别了,更谈不上压倒性的优势。所以歼20毫无疑问是具备超音速巡航能力的,将来换装了WS15,这项能力还会进一步增强。


刻雨无痕

图注:歼-20的优异气动设计已经具备超音速巡航的前提条件,下面就要看涡扇-15的了

第五代战斗机的超音速巡航,是指战斗机发动机不开加力后燃室,仅依靠军用推力(不开加力)实现较长时间超音速巡航飞行。

很多人提到超音速巡航,首先都提发动机。其实一架战斗机能不能实现超音速巡航,主要由两个条件决定,发动机只是其中之一。另一个,是优异的针对超音速性能进行优化的气动设计。

第五代战斗机之前的战斗机为何绝大多数不能实现超音速巡航?一个重要原因是在跨声速飞行(即将超过音速时),飞机会出现显著的气动焦点前移现象,即飞机的升力中心向前移动,这样一来,原本飞机重力中心(重心)和气动焦点(升力中心)之间形成的力的平衡关系就被打破。这样一来,在跨声速阶段,战斗机就不得不用偏转气动控制舵面的办法,对飞机失衡的状况进行配平,这就叫超音速配平。配平的结果之一就是气动舵面的偏转在超音速飞行中形成极大的跨音速阻力,战斗机为了克服强大的跨音速阻力,不得不开加力以“冲破”音障。这样一来就无法实现超音速巡航了。

而F-22和苏-57两款常规布局的第五代战斗机,其通过机翼和尾翼近距耦合布置甚至机翼和尾翼相互插入的耦合设计,实现了缓和气动焦点移动的效果,再加上第五代战斗机独特的展向布局带来的高升阻比优势,使得跨音速和超音速阻力相比之前几代战斗机极大下降,因而可以实现不开加力超音速巡航。

对于歼-20这样采用鸭式布局的第五代战斗机,其实根本原理与F-22是一致的,只不过歼-20是通过中远距耦合鸭式布局的方法来实现阻止气动焦点前移、降低跨音速和超音速阻力的目的的。根据计算和实践,中远距耦合鸭式布局,在跨音速阶段气动焦点前移现象不明显,其效果不逊于F-22常规布局中机翼和尾翼插入式布置。实际上,四代半战斗机中唯一声称能够实现超音速巡航的“台风”战斗机,就是一款典型的远距耦合鸭式布局战斗机,虽然整体气动布局和升阻比比不上F-22和歼-20这样的五代机,但远距耦合鸭式布局,使得其超音速配平阻力大大减小,能够实现1.2马赫以内较低水平的超音速巡航。

超音速巡航的另一个要求,就是要使用推重比达到10一级的第五代小涵道比涡扇发动机,它的军用推力指标大大超过AL-31F等第四代发动机,是实现五代机超音速巡航的另一保障。

目前看,歼-20第一阶段发动机军用推力指标和推重比尚无法达到超音速巡航要求。待涡扇-15发动机研制成功并装备歼-20,加上歼-20优异的气动布局设计,完全具备超音速巡航的能力。


兵工科技

答案是可以的,这里涉及到一个叫做升阻比的问题。

像F-15、苏-27这类三代机,升阻比在3.5左右,如果机身重30吨,那就需要军用推力8.5吨左右的发动机才能维持超音速,这就不是三代机上使用的军推7.5吨左右的F-100和AL-31能做到的了,

而且这还没算外挂带来的阻力,算上的话可能连军推12吨的F-119都满足不了。但四代机的歼-20、F-22就不一样了,这类战斗机的升阻比超过5,有国内论文称歼-20的升阻比在5.5左右,也就是说同样重30吨的飞机,

军推5.5吨的发动机就能维持歼-20的超音速飞行,AL-31显然没有问题,况且四代机武器内置,搭载武器并不改变外形增加阻力,所以说歼-20超音速巡航是一点问题都没有的。


每日点兵

目前来看不可以!战斗机能否实现超音速巡航有2个必要条件,一个是拥有推力足够大的航空发动机,另外就是需要战斗机升阻比!美国的F22升阻比在5,而据军事专家推测我国的歼20这一数据在5到5.5之间!与美国的F22相当,这也就意味着我过得歼20需要美国f119这样推重比超过10的发动机才能实现超音速巡航!


F119是美国研制的一款第四代战斗机航空发动机标准推力达到了110kn最大推力更是达到了173.4kn!不仅仅是推力的增加,F119的重量也得到了降低!使得其推重比超过10!
而我国的歼20上目前采用的是采购自俄罗斯的al31系列发动机,这是一款前苏联70年代开发的一款第三代大推力发动机,这和美国的F119相比整整落后了一代!虽然近些年来俄罗斯一直不停的对其改进升级,在推力油耗寿命都相对于初期的AL31进步巨大,可由于原始设计的限制,它始终无法达到第四代航空发动机的水平,而据说我国歼20让使用的AL31改进版加力推力达到了13.5吨,推重比也超过了8,可就算如此和美国的f119相比依然落后很多!所以指望用这样的发动机让歼20实现超音速巡航是不现实的!

但我国显然不会安于这样水平的歼20,我国也一直在推进歼20配套发动机ws15的研制,Ws15是我国自主研发的一款第四代大推力航空发动机,专门用来配套我国第四代战斗机歼20,这是一款最大推力超过15吨,推重比超过10的航空发动机,目前已经在进行机台实验,相信不久的将来我们就可以看到我国配有Ws15的歼20翱翔天空,到那时我国的歼20也将正式具备超音速巡航能力!

喜欢的朋友点个关注!


理性分析事实说话

歼20可以超音速巡航吗?

我认为是可以的。从二代机开始,都能短暂超音速,而超音速巡航,是长时间,决定因素是超音速激波阻力。

歼20是一个小展弦比战机,一根条子。机翼前缘后掠角有50度左右。大后掠三角翼和尖拱边条、鸭翼依次排列,细长布局,超音速面积率分布如同枣核,这样的激波阻力必然减小,适应长时间超音速飞行。

歼20机身平滑,机头开始的平面,切出激波层向后延伸,能够隔断环绕机身的压力环流,从而避免机身下面压力降低。整个机身如同骑在激波之上,这就是乘波体。

关于推重比,要看整机推重比,而不是发动机局部的推重比。王华明院士北航讲话说过,F22的钛合金部分占重量40%,采用热等静压铸造而成。如果用中国的激光打印,可以减重40%没问题。这也就是说,如果歼20和F22一样大小,可以整机减重16%了。当然,歼20要大一些,即便只减重10%,也不是发动机推比从8到10所能弥补的啊。除此之外,歼20还用了光纤代替铜导线,数控波有源阵去掉了移相器衰减器。这些减重远远超过4代发动机的作用。

在蒙皮上,官方报道过钛合金3毫米战机蒙皮,使用在歼20上是大概率事件。耐热能力会得到保证。

综上分析,歼20超音速巡航是没问题的。更何况结构是高速布局已定,随着发展会越来越得到体现。


草根甘露

歼-20是中航工业成都飞机工业集团公司研制的一款单座双发动机并具备高隐身性、高态势感知、高机动性等能力的第五代战斗机。

歼-20用于接替歼-10、歼-11等中国第四代战斗机,于2011年1月11日在成都黄田坝军用机场实现首飞。

歼-20采用了单座、双发、全动双垂尾、DSI鼓包进气道、上反鸭翼带尖拱边条的鸭式气动布局。头部、机身呈菱形,垂直尾翼向外倾斜,起落架舱门为锯齿边设计,机身以高亮银灰色涂装(原型机为深绿墨色)。侧弹舱采用创新结构,可将导弹发射挂架预先封闭于外侧,同时配备专为歼-20量身定做的PL-15和PL-21导弹。

目前歼20已经装备部队,按照目前曝光的图片来看,歼20装备的还是俄罗斯的99M1发动机或涡扇10B太行发动机,99M1最大推力为13.5吨,涡扇10B估计是14吨左右,这两者的推重比均不足10,而歼20的体积较大,属重型战斗机,虽然歼20的升阻比设计得很好,歼20依靠这两款发动是可以超音速飞行,但是想要超音速巡航,别想了。真正和歼20配套的WS-15才是最终装配的发动机,比照的目标是美军的F-119,推重比超过10,不用加开推力就可以超音速巡航飞行。

另外,我有一句话忍了很久,不知当不当讲!超音速巡航是五代机的标准之一,是不错,但是那是美军或西方的标准,是中国的标准吗?难道美国是什么标准,我们就要跟风吗?装备再先进也要符合本国的国情和发展趋势,4S标准是美国提出的,是符合美军作战体系的,又不是符合中国国情的,一味的生搬硬套有意思吗?难道歼20不能超音速巡航就是垃圾吗?

还有就是天天拿老毛子的苏57不隐身说事,可能老毛子设计的时候隐身根本不是第一考虑要素,人家有人家的设计需求,可能机动性是老毛子首先考虑的,好像不隐身就不能上战场一样,那美国还要那么多飞机干嘛,给B-2装个百枚AIM120岂不是无敌了,要什么F-35。

美帝的设计理念是先进,但是人家可以做出来,符合人家的作战体系,中国为什么一定追随美国,要是都这样,以后就永远跟在美国后面!


巴尔干尖刀

这个问题的答案不简单啊!歼-20战斗机是中国研制的第四代战斗机,代表了中国航空工业的最新成就。在歼-20战斗机之前中国最先进的自己研制的战斗机就只有成飞的歼-10系列,当然在沈飞也有众多重型战斗机,不过这些战斗机基本上是在原来俄罗斯系列战斗机基础上研制而来。世界上四代战斗机的标准是美国制定的,而其中最具代表性的就是F-22A猛禽战斗机了。

所谓四代机就是要满足以下四个条件,第一就是隐身能力,如果一款战斗机不具备隐身能力就不要往四代战斗机靠拢了,最具有反面教材意义的就是俄罗斯的苏-57战斗机,其机体设计就是在许多方面没有考虑隐身能力。第二个条件就是超强的机动能力,这个就是说明战斗机具备很强的敏捷性。第三个能力就是超视距打击能力,大型火控雷达能够获得远距离的目标的信息,战斗机再对此发动攻击。而第五个性能就是超音速巡航能力,这个就是在不开加力的情况下可以实现超音速飞行能力,世界上有多款战斗机具备这个能力,包括俄罗斯的苏-35战斗机。

歼-20战斗机是属于四代战斗机,因此从设计指标上就必须满足超音速巡航,这就回答了这个问题。目前中国空军的歼-20战斗机使用的发动机是AL-31F的改进型号,虽然不具备矢量功能,但是超音速巡航还是可以满足需要的。

进入超音速巡航的歼-20能够发挥其性能优势,中国空军从2018年开始已经正式在作战部队列装歼-20隐身战斗机了。超音速巡航能力是歼-20的一个基本设计指标,所以答案就很明确了。


分享到:


相關文章: