殲20戰機可以進行超音速巡航嗎?

嗒嗒遠

目前沒有任何官方消息來源證實殲-20有超音速飛行能力。

在去年的朱日和大閱兵中,殲-20梯隊長機飛行員張昊在接受央視採訪時表示:“我們這個飛機,機動性特別好,靜如處子,動如脫兔。飛機的亞音速性能不錯,一進入了超音速就是它的天下了。”這番話被許多媒體解讀成殲-20具有超音速巡航能力,但在筆者看來,張昊只是在表示殲-20具有遠超三代機的超音速機動性能。

AL-31F

殲-20低速生產型目前安裝的是俄製AL-31F發動機,雖無法確定其具體型號,甚至無法確定是機匣上置的AL-31F還是機匣下置的AL-31FN,但根據俄羅斯消息,我國曾投資研製並採購了99M增推型,也就是加力推力135kN的AL-31F M1,此外在殲-10C改進型上還採用了加力推力137kN的AL-31FN Series 3發動機,因此可以認為殲-20的發動機推力在這個級別。

但超音速巡航卻與發動機的超音速加力關係不大,要看發動機的最大軍用推力(無加力推力)和飛機的跨音速阻力。殲-20修長的機身和凌厲的超音速機動能力說明該機在氣動設計上已經針對超巡進行了優化,那麼就要看發動機的軍用推力表現了。

WS-10

可惜的是AL-31F的改進都集中於增大加力推力,在軍用推力上變化不大,軍用推力推重比始終沒有突破5,低於F119的6.4,因此無法驅動殲-20突破音障。雪上加霜的是AL-31F的涵道比是0.59,高於F119的0.3。大涵道比雖然能提高發動機在亞音速下的推力表現,但超音速下會被外涵道亞音速氣流拖後腿,工作效率不及小涵道比渦扇或者渦噴,因此在超音速下AL-31F的軍用推力反而會下降,這也不利於殲-20的超音速巡航。

即便殲-20換裝國產WS-10發動機,據說這種發動機的涵道比是0.8左右,也不是一種為超巡優化的小涵道比渦扇。因此殲-20想要超巡,必須等到WS-15小涵道比渦扇的成熟才行。


航空愛好者AMR

作為世界第二架服役的五代機,殲-20必須可以超音速巡航。五代機的特徵就是隱身,超音速巡航,超感知能力,超機動性,超可維護性這5S性能,不然別玩。雖然這幾個性能間可能有所側重有所取捨,但殲-20作為我國對抗F-22,打破單向隱身優勢的殺手鐧,超音速巡航是其以空戰為主的使命所必要性能。

超音速巡航是指飛機在不開啟後燃器的情況下能夠持續在1.5馬赫以上進行超過30分鐘的超音速飛行。超音速巡航的提出主要是基於快速突防的戰術思想,因此,該技術其在未來的超視距作戰中具有很大的優勢。超音速巡航可使戰鬥機更快抵達戰區,擴大武器攻擊範圍,擴大攔截範圍和更容易擺脫威脅。天下武功,唯快不破,所以殲-20必須具備這個能力。之前大部分戰鬥機不能超音速巡航,是因為依當時科技水平,要達到這個性能代價太大,而不是不需要或是做不到。SR-71完全可以超音速巡航,但基本談不上有什麼機動性,造價也是高到無法承受,只能作為偵察機使用了,就這樣SR-71到現在還沒有確認的被擊落記錄。可見高速飛行帶來的好處有多大。

上面說的都是理論,拿實際作戰來說,發現敵方目標後,超音速巡航可使攔截飛機更快到達更遠的攔截位置攔截敵機,而且不用開加力,減小了紅外特徵。然後再超音速下發現遠距攔截導彈,還賦予導彈更大的初速,增大了射程,可以多次攻擊目標。這個過程裡如果被敵方發現,或是在脫離戰場的過程中,利用超音速巡航,可以更快的擺脫敵機。

要達到超音速巡航,需要更加精良的低阻外形設計,全部武器內置,還需要大推力的發動機,且機體材料能夠抵抗高速飛行帶來的持續高溫。這幾點殲-20都滿足,除了發動機是較為短板,但依靠先進的氣動設計,殲-20依然滿足超音速巡航的苛刻要求。況且殲-20還在一直改進中,後機身和噴口的外觀在不斷變化。


航空君

超音速巡航作為第五代戰機的一個標準指標,具備這個能力就像是標配一樣。從這個角度來說,殲20具備超音速巡航能力應該是毋庸置疑的。殲20已經換裝國產第三代太行發動機,這款發動機對於幫助殲20實現超音速巡航沒有任何困難。

F-22問世後,引入了一個新的概念,F-22具有發動機不開加力保持M1.5飛行的能力,美國稱之為"supercruise(直譯為:超級巡航)\

裝備分析迴歸

超音速巡航是第五代戰鬥機的一項重要性能,按照國際通行的定義,是指在不開啟發動機加力狀態的情況下,戰鬥機以超過1.5馬赫的速度持續飛行30分鐘以上。這項性能對於戰鬥機在空戰中快速佔位、快速脫離具有重要意義,也是第五代戰鬥機機動能力優勢的最大體現。


F22是目前唯一明確擁有超音速巡航能力的戰鬥機

美國的F22是目前世界上已知的唯一一款具備超音速巡航能力的第五代戰鬥機,另一款美製第五代戰鬥機F35也沒有這個能力。隨著殲20戰鬥機的服役,標誌著世界第五代戰鬥機俱樂部迎來了第二個成員國,那麼殲20是否具備超音速巡航能力也是大家爭論不休的焦點問題。

殲20是否擁有超音速巡航能力大家眾說紛紜

由於我國沒有公佈殲20的相關技術參數,因此對於這個問題也只能利用公開的信息進行分析推測。有的人認為殲20還沒有裝備標配的WS15大推力發動機,暫時還不能進行超音速巡航,這個觀點是缺乏客觀依據的。戰鬥機是否能夠進行超音速巡航,起到決定性作用的因素並不是只有發動機,跟戰鬥機自身的氣動佈局也有密不可分的關係。



殲20的發動機性能有待提高,但不是決定性因素

不可否認殲20現在使用的發動機在中間推力、涵道比等方面的指標與完整版的第五代渦扇發動機有著不小的差距,但是這並不代表殲20就沒有辦法通過其他途徑來提升超音速飛行性能。殲20在氣動佈局上為了強化超音速能力下了大量的功夫,採用了機翼和鴨翼大後掠角設計,優化了超音速飛行的可控性能。


殲20的氣動設計優化了超音速飛行性能

殲20的機身又細又長、單薄流暢,最大限度地減小了正向橫截面積,大大降低了超音速飛行的阻力。另外DSI進氣道對於提高進氣效率有很大幫助,也等於是變相增加了發動機的安裝推力。這些因素都是F22所不具備的優勢,也使得殲20在發動機性能處於劣勢的情況下,可以獲得優異的超音速機動能力。

殲20以現有的發動機也完全有能力實現超音速巡航

官方的相關報道也印證了這一點,按照央視採訪殲20飛行員的說法,在空戰對抗中一旦進入了超音速狀態,就是殲20的天下了。充分說明了殲20可以利用超音速巡航能力獲得足夠的戰場態勢優勢,因為如果依靠加力才能進行超音速飛行,那麼跟普通的第四代戰鬥機就沒有任何區別了,更談不上壓倒性的優勢。所以殲20毫無疑問是具備超音速巡航能力的,將來換裝了WS15,這項能力還會進一步增強。


刻雨無痕

圖注:殲-20的優異氣動設計已經具備超音速巡航的前提條件,下面就要看渦扇-15的了

第五代戰鬥機的超音速巡航,是指戰鬥機發動機不開加力後燃室,僅依靠軍用推力(不開加力)實現較長時間超音速巡航飛行。

很多人提到超音速巡航,首先都提發動機。其實一架戰鬥機能不能實現超音速巡航,主要由兩個條件決定,發動機只是其中之一。另一個,是優異的針對超音速性能進行優化的氣動設計。

第五代戰鬥機之前的戰鬥機為何絕大多數不能實現超音速巡航?一個重要原因是在跨聲速飛行(即將超過音速時),飛機會出現顯著的氣動焦點前移現象,即飛機的升力中心向前移動,這樣一來,原本飛機重力中心(重心)和氣動焦點(升力中心)之間形成的力的平衡關係就被打破。這樣一來,在跨聲速階段,戰鬥機就不得不用偏轉氣動控制舵面的辦法,對飛機失衡的狀況進行配平,這就叫超音速配平。配平的結果之一就是氣動舵面的偏轉在超音速飛行中形成極大的跨音速阻力,戰鬥機為了克服強大的跨音速阻力,不得不開加力以“衝破”音障。這樣一來就無法實現超音速巡航了。

而F-22和蘇-57兩款常規佈局的第五代戰鬥機,其通過機翼和尾翼近距耦合佈置甚至機翼和尾翼相互插入的耦合設計,實現了緩和氣動焦點移動的效果,再加上第五代戰鬥機獨特的展向佈局帶來的高升阻比優勢,使得跨音速和超音速阻力相比之前幾代戰鬥機極大下降,因而可以實現不開加力超音速巡航。

對於殲-20這樣採用鴨式佈局的第五代戰鬥機,其實根本原理與F-22是一致的,只不過殲-20是通過中遠距耦合鴨式佈局的方法來實現阻止氣動焦點前移、降低跨音速和超音速阻力的目的的。根據計算和實踐,中遠距耦合鴨式佈局,在跨音速階段氣動焦點前移現象不明顯,其效果不遜於F-22常規佈局中機翼和尾翼插入式佈置。實際上,四代半戰鬥機中唯一聲稱能夠實現超音速巡航的“颱風”戰鬥機,就是一款典型的遠距耦合鴨式佈局戰鬥機,雖然整體氣動佈局和升阻比比不上F-22和殲-20這樣的五代機,但遠距耦合鴨式佈局,使得其超音速配平阻力大大減小,能夠實現1.2馬赫以內較低水平的超音速巡航。

超音速巡航的另一個要求,就是要使用推重比達到10一級的第五代小涵道比渦扇發動機,它的軍用推力指標大大超過AL-31F等第四代發動機,是實現五代機超音速巡航的另一保障。

目前看,殲-20第一階段發動機軍用推力指標和推重比尚無法達到超音速巡航要求。待渦扇-15發動機研製成功並裝備殲-20,加上殲-20優異的氣動佈局設計,完全具備超音速巡航的能力。


兵工科技

答案是可以的,這裡涉及到一個叫做升阻比的問題。

像F-15、蘇-27這類三代機,升阻比在3.5左右,如果機身重30噸,那就需要軍用推力8.5噸左右的發動機才能維持超音速,這就不是三代機上使用的軍推7.5噸左右的F-100和AL-31能做到的了,

而且這還沒算外掛帶來的阻力,算上的話可能連軍推12噸的F-119都滿足不了。但四代機的殲-20、F-22就不一樣了,這類戰鬥機的升阻比超過5,有國內論文稱殲-20的升阻比在5.5左右,也就是說同樣重30噸的飛機,

軍推5.5噸的發動機就能維持殲-20的超音速飛行,AL-31顯然沒有問題,況且四代機武器內置,搭載武器並不改變外形增加阻力,所以說殲-20超音速巡航是一點問題都沒有的。


每日點兵

目前來看不可以!戰鬥機能否實現超音速巡航有2個必要條件,一個是擁有推力足夠大的航空發動機,另外就是需要戰鬥機升阻比!美國的F22升阻比在5,而據軍事專家推測我國的殲20這一數據在5到5.5之間!與美國的F22相當,這也就意味著我過得殲20需要美國f119這樣推重比超過10的發動機才能實現超音速巡航!


F119是美國研製的一款第四代戰鬥機航空發動機標準推力達到了110kn最大推力更是達到了173.4kn!不僅僅是推力的增加,F119的重量也得到了降低!使得其推重比超過10!
而我國的殲20上目前採用的是採購自俄羅斯的al31系列發動機,這是一款前蘇聯70年代開發的一款第三代大推力發動機,這和美國的F119相比整整落後了一代!雖然近些年來俄羅斯一直不停的對其改進升級,在推力油耗壽命都相對於初期的AL31進步巨大,可由於原始設計的限制,它始終無法達到第四代航空發動機的水平,而據說我國殲20讓使用的AL31改進版加力推力達到了13.5噸,推重比也超過了8,可就算如此和美國的f119相比依然落後很多!所以指望用這樣的發動機讓殲20實現超音速巡航是不現實的!

但我國顯然不會安於這樣水平的殲20,我國也一直在推進殲20配套發動機ws15的研製,Ws15是我國自主研發的一款第四代大推力航空發動機,專門用來配套我國第四代戰鬥機殲20,這是一款最大推力超過15噸,推重比超過10的航空發動機,目前已經在進行機臺實驗,相信不久的將來我們就可以看到我國配有Ws15的殲20翱翔天空,到那時我國的殲20也將正式具備超音速巡航能力!

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理性分析事實說話

殲20可以超音速巡航嗎?

我認為是可以的。從二代機開始,都能短暫超音速,而超音速巡航,是長時間,決定因素是超音速激波阻力。

殲20是一個小展弦比戰機,一根條子。機翼前緣後掠角有50度左右。大後掠三角翼和尖拱邊條、鴨翼依次排列,細長佈局,超音速面積率分佈如同棗核,這樣的激波阻力必然減小,適應長時間超音速飛行。

殲20機身平滑,機頭開始的平面,切出激波層向後延伸,能夠隔斷環繞機身的壓力環流,從而避免機身下面壓力降低。整個機身如同騎在激波之上,這就是乘波體。

關於推重比,要看整機推重比,而不是發動機局部的推重比。王華明院士北航講話說過,F22的鈦合金部分佔重量40%,採用熱等靜壓鑄造而成。如果用中國的激光打印,可以減重40%沒問題。這也就是說,如果殲20和F22一樣大小,可以整機減重16%了。當然,殲20要大一些,即便只減重10%,也不是發動機推比從8到10所能彌補的啊。除此之外,殲20還用了光纖代替銅導線,數控波有源陣去掉了移相器衰減器。這些減重遠遠超過4代發動機的作用。

在蒙皮上,官方報道過鈦合金3毫米戰機蒙皮,使用在殲20上是大概率事件。耐熱能力會得到保證。

綜上分析,殲20超音速巡航是沒問題的。更何況結構是高速佈局已定,隨著發展會越來越得到體現。


草根甘露

殲-20是中航工業成都飛機工業集團公司研製的一款單座雙發動機並具備高隱身性、高態勢感知、高機動性等能力的第五代戰鬥機。

殲-20用於接替殲-10、殲-11等中國第四代戰鬥機,於2011年1月11日在成都黃田壩軍用機場實現首飛。

殲-20採用了單座、雙發、全動雙垂尾、DSI鼓包進氣道、上反鴨翼帶尖拱邊條的鴨式氣動佈局。頭部、機身呈菱形,垂直尾翼向外傾斜,起落架艙門為鋸齒邊設計,機身以高亮銀灰色塗裝(原型機為深綠墨色)。側彈艙採用創新結構,可將導彈發射掛架預先封閉於外側,同時配備專為殲-20量身定做的PL-15和PL-21導彈。

目前殲20已經裝備部隊,按照目前曝光的圖片來看,殲20裝備的還是俄羅斯的99M1發動機或渦扇10B太行發動機,99M1最大推力為13.5噸,渦扇10B估計是14噸左右,這兩者的推重比均不足10,而殲20的體積較大,屬重型戰鬥機,雖然殲20的升阻比設計得很好,殲20依靠這兩款發動是可以超音速飛行,但是想要超音速巡航,別想了。真正和殲20配套的WS-15才是最終裝配的發動機,比照的目標是美軍的F-119,推重比超過10,不用加開推力就可以超音速巡航飛行。

另外,我有一句話忍了很久,不知當不當講!超音速巡航是五代機的標準之一,是不錯,但是那是美軍或西方的標準,是中國的標準嗎?難道美國是什麼標準,我們就要跟風嗎?裝備再先進也要符合本國的國情和發展趨勢,4S標準是美國提出的,是符合美軍作戰體系的,又不是符合中國國情的,一味的生搬硬套有意思嗎?難道殲20不能超音速巡航就是垃圾嗎?

還有就是天天拿老毛子的蘇57不隱身說事,可能老毛子設計的時候隱身根本不是第一考慮要素,人家有人家的設計需求,可能機動性是老毛子首先考慮的,好像不隱身就不能上戰場一樣,那美國還要那麼多飛機幹嘛,給B-2裝個百枚AIM120豈不是無敵了,要什麼F-35。

美帝的設計理念是先進,但是人家可以做出來,符合人家的作戰體系,中國為什麼一定追隨美國,要是都這樣,以後就永遠跟在美國後面!


巴爾幹尖刀

這個問題的答案不簡單啊!殲-20戰鬥機是中國研製的第四代戰鬥機,代表了中國航空工業的最新成就。在殲-20戰鬥機之前中國最先進的自己研製的戰鬥機就只有成飛的殲-10系列,當然在沈飛也有眾多重型戰鬥機,不過這些戰鬥機基本上是在原來俄羅斯系列戰鬥機基礎上研製而來。世界上四代戰鬥機的標準是美國製定的,而其中最具代表性的就是F-22A猛禽戰鬥機了。

所謂四代機就是要滿足以下四個條件,第一就是隱身能力,如果一款戰鬥機不具備隱身能力就不要往四代戰鬥機靠攏了,最具有反面教材意義的就是俄羅斯的蘇-57戰鬥機,其機體設計就是在許多方面沒有考慮隱身能力。第二個條件就是超強的機動能力,這個就是說明戰鬥機具備很強的敏捷性。第三個能力就是超視距打擊能力,大型火控雷達能夠獲得遠距離的目標的信息,戰鬥機再對此發動攻擊。而第五個性能就是超音速巡航能力,這個就是在不開加力的情況下可以實現超音速飛行能力,世界上有多款戰鬥機具備這個能力,包括俄羅斯的蘇-35戰鬥機。

殲-20戰鬥機是屬於四代戰鬥機,因此從設計指標上就必須滿足超音速巡航,這就回答了這個問題。目前中國空軍的殲-20戰鬥機使用的發動機是AL-31F的改進型號,雖然不具備矢量功能,但是超音速巡航還是可以滿足需要的。

進入超音速巡航的殲-20能夠發揮其性能優勢,中國空軍從2018年開始已經正式在作戰部隊列裝殲-20隱身戰鬥機了。超音速巡航能力是殲-20的一個基本設計指標,所以答案就很明確了。


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