09.17 FC31裝配渦扇19後能否成為最強艦載機?

FC31裝配渦扇19後能否成為最強艦載機?| 航空母艦專題

FC31的定位是低端中型五代機

FC31裝備的發動機比較落後,影響了FC31的性能。那麼換上渦扇19後,性能是否會有很大提升,成為最強艦載機?要想搞清楚這個事情就要先搞清楚FC31的前世今生。FC31從何而來?FC31是沈飛所2007年在競爭空軍第五代重型戰鬥機失敗後,為了維繫設計團隊而自籌資金自研的項目。既然競爭不了高端重型機,沈飛所自然就將其定位在了低端中型五代機的位置上,這個定位一旦確定,很多東西就已經確定下來了。

第一個是中型,這個頂層設計一確定就決定了FC31不可能上艦了。因為我國航母需要的艦載戰鬥機必然是高性能重型戰鬥機。我們的航母一出家門口就會在第一島鏈遇到對手的五代機,不光有數量眾多的F35,最重要的是會遇到最強的對手F22。這就決定了我國航母上的艦載戰鬥機對標的標杆是F22,不是F35。FC31作為一箇中型戰鬥機在同F22這樣的重型戰鬥機對抗時,是很難佔據上風的。

首先是近距離空戰能力是註定不如F22的,因為中型機不可能有專門的格鬥彈彈倉,如果設置格鬥彈彈倉,中央彈倉的利用率會很糟糕,這與其定位是有牴觸的。因為五代機的高低搭配和四代機有本質不同,四代機的高低搭配是性能高低上的搭配,而五代機的高低搭配是功能上的不同搭配。以美國為例,F22負責制空,F35負責對地攻擊。雖然F22也可以勉強使用GPS制導武器對地攻擊,但紅外和激光制導武器是用不了的。而且F22既沒有EODAS也沒有EOST,甚至連頭盔顯示器都沒有,非要用就必須外掛吊艙,F22現在還沒開發這個功能,而且這會破壞隱身外形。F35雖然可以內置近距格鬥空空彈,但是無法發射前鎖定,採用發射後鎖定的話,目前技術上還沒搞定。否則就得外掛,一樣會破化隱身外形。FC31遇到的情況也一樣。沒有內置格鬥彈彈倉,近距離空戰能力就無法和F22對抗。這個在確定中型機的定位時就已確定了。

另一問題是雷達、電子戰設備口徑小,發射功率沒法和重型機PK。因為五代機都是有隱身能力的,同代機之間空戰,是先從超視距空戰開始的,雷達弱沒法先敵發現就先天弱勢了。如果還沒發現對方就被對方先發現,對方的中距空空彈立刻就會打過來,中型機的生存高率就不高了。而且在航母上是很難再來個高低搭配,再搞個重型機負責制空的,這和陸地上不一樣。電子戰設備今天也變得非常重要,發射功率小就非常弱勢了。

再者就是腿短,載彈量小。FC31的作戰半徑是1250公里,對於一個21世紀二十年代才開始研製的艦載機來說,這個已經算是比較差的了。雖然FC31的彈倉尺寸不算小,但是是否能滿油滿彈在航母上起飛仍然要打個問號。最起碼在改進潛力上中型機和重型機是沒法比的。

然後是低端這個定位。因為低端,所以在氣動設計上,殲-31沒有采取激進的設計,採用的是常規氣動佈局。這個氣動佈局就決定了,FC31的機動性會比較差,短期內沒法超巡。

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FC31被髮動機拖了後腿

因為作為一箇中型機,國內在動力上是沒有多大選擇餘地的。殲-31首飛時用的是國產的WS13,最多服役時用WS13E。無論WS13還是WS13E,推重比都達不到10,以FC31的氣動設計,根本沒法讓殲-31實現超巡。至於WS19,推重比可以超過十,但是現在剛開始試飛沒多久,等到能用至少要三、四年以後了。這就意味著短期內超巡是沒指望的。即使將來用上WS19能夠超巡了,FC31相對與F22仍然沒有什麼優勢,因為兩者氣動佈局都差不多,FC31再優化在氣動設計上也很難取得多大的技術優勢。而且WS19要完成基本的試飛,然後才有可能再裝備矢量噴口。這樣具備矢量推力能力就更晚了。對於海軍來說這個根本就等不起,因為003航母年底就要進船塢了。

實際上動力上的落後已經嚴重拖了FC31的後腿。然而,即便WS19沒拖後腿,FC31也根本不可能成為最強艦載機。沒法確保在空中機動性上能夠有效對抗F22。這和J20的情況完全不同。J20裝備的發動機雖然比較落後,但是並沒有影響超巡能力,也沒有影響空中機動性能。因為能不能超巡,不光要看發動機,還要看氣動設計。

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鴨翼和邊條配合可以產生強大的渦流 這是J20氣動優勢的關鍵來源

對J20來說,鴨式氣動佈局在氣動阻力上是佔有很大優勢的。因為鴨式氣動佈局在零升力狀態下是沒有配平阻力的,這和常規氣動佈局完全不同。常規氣動佈局中重心在前,機翼產生的升力在中間,平尾產生的升力在後。整架飛機要想保持平衡,平尾產生的升力一定是負的,為了產生負升力必然就會產生配平阻力。而對鴨式氣動佈局來說完全沒有這個問題,鴨翼產生的升力是正的,重心在中間,機翼產生的升力也是正的,三者達成平衡,不存在配平阻力問題。

對J20來說,鴨式氣動佈局還可以起到減小機翼載荷的作用,能夠進一步減小機翼面積,以進一步減小阻力。因為J20有兩個渦流發生器,一個是鴨翼,另一個是鴨翼和機翼之間的機身邊條,這兩者結合能夠產生更強大的渦流,因為鴨翼的展向尺寸比FC31的進氣道側邊嵴尺寸要大得多,導致鴨翼渦尺寸更大,連機身邊條產生的渦流都比FC31進氣道側邊嵴產生的渦流強大。而且鴨翼下方的氣流壓力大,在鴨翼渦流經機翼和機身上方時能不斷向渦流補充能量,使渦流的強度遠遠超過FC31。在這方面FC31和F22情況類似。J20的小展弦比機翼翼根部分更長,可以更充分的利用渦流的力量。最重要的是機身也能夠獲得比FC31和F22更大的升力,相對而言J20的單位面積機翼載荷就會更小。這也是鴨式氣動佈局的升力係數要高於常規氣動佈局的另一個重要原因。也是鴨式氣動佈局空中機動性能更高的重要原因。這樣就可以適當減少機翼面積以減少阻力,以平衡發動機性能的不足。實際上F22的機翼面積為78平方米,J20為68平方米。J20的機翼面積更小一些,所以在氣動阻力上,採用鴨式氣動佈局的J20是有很大優勢的。在阻力系數上J20可能佔據百分之十幾的優勢。

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WS10B的軸對稱矢量噴口

J20目前裝備的矢量版WS10B推重比只有8.8左右,但因為採用了高推核心機,中間狀態推力仍然可以達到10噸左右。關於WS10B的推力,2018年4月份,深圳衛視在介紹J10C服役的新聞中曾公開過WS10B的性能,稱中間狀態推力超過90千牛,加力推力為144千牛。中間狀態推力超過90千牛,但是到底超多少呢?根據通常戰鬥機中間狀態推力和加力推力之間的關係,WS10B的中間狀態推力在97千牛左右,也就是9.9噸左右的推力。這樣的中間狀態推力在加上J20優秀的阻力系數,J20完全可以實現超音速巡航,並且配備了矢量噴管的WS10B可以確保J20的空中機動能力不輸F22。

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J20和FC31在遼寧艦甲板上最大起飛和最大回收狀態下的載機分佈

有觀點認為FC31上艦會有數量優勢,這個其實是不存在。因為有人算過,以遼寧號航母的甲板面積為準,無論最大回收狀態還是最大起飛狀態,FC31也就比J20多載一架。就算航母排水量擴大一倍,也不過就是多裝載2架,數量上並無優勢。

目前,中美之間衝突摩擦加劇,臺海局勢風險上升。在這樣的當前環境中,中國海軍必須儘快建立起強大的航母作戰力量,確保有能力面對任何外部風險。對中國海軍來說,航母作戰力量建設必須要快,作戰能力必須要強。這個時候如果選擇的艦載戰鬥機短時間不能超巡,近距空戰能力不行,綜合作戰能力不能確保可以和對手有效抗衡。這樣的選擇是無法跟國家交代的,在民族復興的緊要關頭,沒有人可以承擔這樣的歷史責任。FC31的命運實際上在沈飛所競爭重型五代機失利的時候,一切就已經註定了。FC31從誕生那一刻起就只能定位在中型低端機的位置上,這樣的定位從頂層設計上就足以確保FC31不可能成為中國海軍的艦載機,最強就更不用提了,這和渦扇19本質上沒有任何關係。


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