原创不易，请认可价值，本文为“今日头条 英雄光”原创，转载请注明出处 2019-11-21
我们知道J-20到目前为止还是未成熟的状态，其中WS-15未列装是很重要的原因之一，那么WS-15对J-20会有多大的帮助呢？会对其的飞行性能会有多大的影响呢？
（PS：也有说法是J-20已经列装WS-15，不过官方未给出明确消息，目前为止都是猜测，所以本文以J-20未列装WS-15为前提。）
根据现在的已有的新闻，我们可以总结出WS-15相比之前发动机的两个优点：1. WS-15会有更大的推力；2. WS-15会具备TVC功能。
那么我们分别将通过这两点来估计WS-15会对J-20产生怎样的正向影响。
J-20
更大的推力
WS-15或者说新的发动机必需的指标肯定是推力，一台发动机是否比上一代发动机拥有更好的推力性能是判断发动机是否优秀的重要指标。
那么WS-15可能存在的更大的推力会对J-20有何帮助呢？主要有两点：1. 机动能力；2. 超巡。
- 机动能力
我们先来看更大的推力对于机动能力的好处，更大的推力对于机动能力的好处是显而易见的，因为它可以有效的提高飞机的推重比。
推重比是推力与飞机重量的比值，是衡量飞机机动性能是否优秀的重要指标，因为它很大程度影响了飞机的能量机动性。
（PS：另一个指标是升阻比）
能量机动理论是衡量飞机机动性能的量化标准，它最大的优点就在于它是一个综合的指标，包括稳盘，加速，爬升等。
图为定常飞行状态下的能量机动理论公式推导过程
从图中我们可以看出在平飞（攻角=0）的情况下，决定SEP高低的是飞机的推重比和升阻比，飞机的推重比和升阻比越高，SEP值越高，飞机的能量机动性越好。
（PS：如果攻角不为0的话，公式中还需要加入角度和过载，不过不影响结果，推重比和升阻比依然决定SEP的高低，此公式仅作为参考）
如果J-20的推力更高，那么J-20的推重比就会更高，那么J-20的机动能力就会更好，这对J-20的好处是极大的。
J-20采用了远距鸭翼+三角翼的设计
J-20的气动设计是远距鸭翼+三角翼，这样的设计固然是有利于超音速，但是这样的设计也有其缺陷，三角翼在亚音速下会产生较大的诱导阻力，这不利于J-20获得良好的亚音速升阻比，我们前文也提到过升阻比对于SEP的重要性。
再加上J-20原本可能不是很擅长推重比的因素的话，所以原先的J-20的亚音速机动能力可能说是较为一般的，因为气动设计就是这样的，虽然推力增大不能够改变气动布局，但却可以提高J-20的推重比，这就可以在一定程度上改变J-20较一般的亚音速机动能力的事实。
当然也有人可能会说五代机是超视距的时代，不再需要格斗能力但是F-22，苏-57和F-35都装有机炮，并且两机的亚音速机动能力都是非常优良的，这说明美国空军充分的考虑到了四代机优异的亚音速机动能力可能会对五代机造成的影响。
F-22
荷兰空军的F-35A，驾驶舱左侧的鼓包就是机炮的位置
苏-57的机炮在驾驶舱下方
（PS：后掠翼的翼型设计是不可能完美的，需求的性能相互之间是有矛盾的，展弦比较小，后掠角较大的翼型设计擅长超音速不擅长亚音速，反之展弦比较大，后掠角较小的翼型设计就更擅长搞亚音速。因为两者一个超音速升阻比高，一个亚音速升阻比高，所以会对飞行性能产生很大影响，三角翼就是典型的小展弦比，大后掠角设计）
（PS：J-20尚未石锤是否有机跑，目前的主流说法是没有机炮，不过预留了机炮的位置。）
（PS：对于J-20推重比不高的结论，只是猜测，没有切实的证据，上文也用了“可能”来描述这个结论。不过五代机的空重较四代机普遍有所增高，再加上原先并不先进的发动机，J-20的推重比可能的确不会很好。）
（PS：F35系列只有F-35A将机炮直接装在飞机的身上，其余的F-35B和F-35C均采用了机炮吊舱的方式使飞机获得机炮能力。）
携带机炮吊舱的F-35B，吊舱正面看上去很像一个笑脸
- 超巡
我们知道超巡的意义是很重大的，因为它意味着飞机可以在不使用加力的前提下也能够较快速的奔袭战场，相对于其他飞机来说，可以超巡的飞机无疑更省油，这就有效的延长了飞机的作战时间，提高了作战效能。
所以对于需要快速奔袭战场能力的空军，都会考虑到超巡，但超巡是很难的，它的难点主要有三个：1. 超音速波阻；2. 超音速配平阻力；3. 良好的发动机。
我之前在上文中说过，J-20是三角翼+远距鸭翼，三角翼是小展弦比，大后掠角的翼型，再加上J-20的大长细比机身，这样的设计有效的减小了飞机在跨音速阶段突增的激波阻力。
而远距鸭翼有利于超音速配平阻力，只是因为一般情况下，远距鸭翼距离飞机的重心更远，所以鸭翼到重心的力臂更长，所以俯仰配平的效率会更高一点。
这意味在进行俯仰配平时，相同参数的鸭翼要比平尾偏转的幅度要小一点，这样产生的配平阻力会更小一点。
可以清楚地看到J-20的翼型设计
（PS：不过我在这里提出一个一点，J-20虽然是远距鸭翼，但其到主翼的距离明显比一般的远距鸭翼要近，这可能会使J-20的远距鸭翼并没有拉开很大的距离重心的距离，这无疑缩短了鸭翼的力臂，减弱了鸭翼的俯仰配平效率，不过设计师可能对这个位置有自身的想法。）
同样是远距鸭翼布局，XB-70的鸭翼是非常靠前的了
台风也是远距鸭翼，它的鸭翼同样靠前
所以J-20的超音速波阻和超音速配平阻力都会很小，J-20的气动布局极力的优化了超音速升阻比，这对超巡来说是非常好的。
但发动机就不一定了，如果WS-15在小展弦比的同时还能拥有更大的推力，那无疑会在很大程度上帮助J-20提高超巡的能力。
（PS：发动机的推力不是一成不变的，而是随着飞行速度，高度，发动机转速而一直在变的，所以通过这一点我们可以了解到，小涵道比的涡扇发动机更利于超音速，涵道比较大的发动机更适合亚音速，当然推力的提高也是有好处的。）
WS-15具备TVC的功能
推力矢量的优点也很明显：1. 机动能力；2. 超巡（减小配平阻力），这两点同样重要，对飞机来说这都是十分实际但又十分有效的收益。
- 机动能力
我们都知道TVC可以增强飞机的俯仰配平能力和机头指向能力，那么在增大攻角的同时，同时使飞机具备过失速机动能力，我们且不说过失速机动能力是否是华而不实的，但毫无疑问的是能够做出过失速能力对飞机的攻角性能有很高的要求。
（PS：无TVC的鸭翼机是不具备过失速能力的，其攻角一般较小，目前世界上展示过过失速能力的鸭翼机全部为TVC）
J-10在珠海航展上表演眼镜蛇机动
机头指向也很重要，在这个大离轴角导弹的今天，WVR（视距内）的第一要素已经从占位转向了指向，所以拥有更好的指向能力无疑大大提高了飞机的作战能力。
超巡
在上文中我们知道超音速配平阻力十分影响超巡，尽管使用远距鸭翼进行配平，鸭翼依然需要偏转，但如果能够依靠TVC的上下偏动来进行俯仰配平，这无疑将大大减小飞机的超音速配平阻力。
事实上这样的例子已经有了：F-22就是。
F-22依靠TVC进行俯仰配平，超音速升阻比反而超过了单纯的远距鸭翼+三角翼
（PS：这就是典型的气动设计无法决定飞机性能的例子，其他的子系统也是非常重要的。）
通过上述我们知道了WS-15会对J-20的性能有很大的提升，而且这个提升是多方位的。
本文的结果只是作者的预估，肯定不代表绝对正确的，有疑问和质疑的朋友可以在评论理智的讨论。
本文引用：
- 《拨云见“闪”----美国F-35A机动与近距空战能力》
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