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u***************r 发帖数: 11227 | 1 发信人: PLEASEGO(ZERO), 信区: Military
标题: J20最大的问题
发信站: BBS未名空间站(Wed Oct 11 11:44:26 2017,GMT)
如果你觉得J20不那么好看或是不那么协调,这篇文章或许会比较适合你,它将就
此抛砖引玉揭示一二。本人并非相关专业人士,所以说明将仅能从“逻辑层面”出发,
因此所言自然不堪专业。
J20最大的问题并不是饱受困扰的发动机,衣不是颇受争议的腹鳍、鸭翼,而是机
身巨大,这才是问题的核心,其它一些列的问题或多或少都是由这个问题导致的。说到
这里,可能立刻就会有人拍案而起“之所以设计成这样是为了多装油多装弹”云云。然
而这样的说法显然站不住脚,因为在允许的条件下,所有的战机都会想要多装油多装弹
,但与此同时总是要在“多装油多装弹”与“不要过大”之间取得平衡,尤其是对于空
中优势战机更是如此,否则机动性必然受到影响。
过大的机身直接导致J20不能装一副与其庞大的身躯匹配的主翼,这就是J20为什么
相对于庞大的机身却有一对小翅膀的原因。虽然理论上总是可以扩大机翼到足够大的程
度,但实际操作却不然。对此不妨选取一些参照物。“五代机”中最好的参照物无疑是
F22,因为J20与F22的机身轮廓是非常相似的。如果参照F22的机翼与机身之间的比例,
为J20换一副机翼,J20将变得“巨大无比”,几乎目视就可将其排除于“空优战机”的
行列之外。对此会使用相关设计软件的人士不妨一试,看结果是否如此。对此可能会有
人说,这个比较是不对的,J20与F22的布局不同,J20带有鸭翼。那么再看“欧洲双风
”,无论是“阵风”,还是“台风”,参照二者机翼与机身的比例,如法炮制为J20换
一副机翼,J20都会一样巨大(应该比参照F22更大)。换言之,J20的机翼太小了。
J20的鸭翼有一个显而易见却被忽视的问题——太大。如果按照鸭翼与主翼之间的
比例来看,J20的鸭翼显然太过巨大,在现役的鸭翼机中,这个比例几乎是最大的。结
合“主翼相对机身太小”、“鸭翼太大”(此情况J20独有),大致可以得出这样的结
论:J20那对巨大的鸭翼的最大作用是弥补升力不足。诚然飞机上任何一个水平翼面无
论大小,都会起到提供升力的作用,但在其它部分提供的升力足够的情况下,还安装一
副巨大的鸭翼,那显然是画蛇添足,即增大阻力又增加雷达反射,得不偿失。对于这一
点,不妨试一试将J20的鸭翼P掉,看看届时J20看上去是否机身前段升力不足。
在此情况下J20的鸭翼将会因为提供份额不小的升力而承担巨大的翼载,让这样一
幅高翼载的鸭翼在高速飞行中灵活变向,承受高速气流的剧烈冲击,这对传动机构和鸭
翼本身的强度都是巨大的考验。而就算这个问题得到解决,此前的问题也依然存在:
J20的机身太大、机翼太小,即便鸭翼弥补了一部分升力的空缺,但相对于良好的机动
性所需的升力来说,显然不足以凭借一对鸭翼就弥补到“足够”的程度。
“只要推力足,板砖也能飞上天”。如果飞机本身的各个翼面不能提供足够的升力
,那么想要获得足够的升力,就要用动力去弥补,不断地“轰油门”,让气流在单位时
间内以更高的速度、密度冲击飞机翼面以获得想要的升力。从这个角度来说,J20当前
的设计不仅没有“弥补发动机的不足”,反倒是对发动机提出了更高的要求。升力不足
,进行机动的时候就得“轰油门”,以此提高机动性。
战机的机动性与升力息息相关,说J20“升力不足”,事实肯定要比任何人的说辞
都更具说服力。事实就是J20至今并未展现过卓越的机动性。说到这里可能又会有人拍
案而起,“之所以没有展现出卓越的机动性是因为眼下的发动机不行···”。然而
J20眼下的发动机再不行,也是标准的“四代航发”,且再加上号称“五代机的气动”
,其机动性至少也应该略胜典型“四代机”如苏27、F15等,但却不然。
有鉴于苏35航展上那些绚丽的表演,有人关心J20是否能做,答案很可能是:否。
对于亚音速的“超机动性”来说,飞机本身的升力特性是至关重要的,因为亚音速时没
有超音速时的高速气流冲击提供巨大的升力,所以只有升力特性非常好的飞机才能在亚
音速拥有卓越的机动性。换言之,一架飞机如果不能在亚音速下展现出卓越的机动性,
那么足以说明它的升力特性“不是太好”。
对此可能有些会嗤之以鼻说“五代机追求的是超音速机动,亚音速机动性不那么重
要···”。对此首先要强调一点,“超音速机动性”不等于“超机动性”。由于惯性
使然,在超音速情况下一个不大的机动动作也会有很大的G力,作出7—8G的高G动作,
飞机的姿态都不会有剧烈改变,这决定了“超音速机动性”对飞机的气动外形没有太大
依赖,而是主要依赖机体强度的提升。即使现有的“四代机”,只要机体强度足够,一
样可以进行超音速机动,所以“超音速机动性”怎样牛,并不能说明飞机气动设计就怎
样好,二者并不具有很大的关联性。
反倒是亚音速机动性的好坏更能说明飞机本身的气动设计水平。F22作为“五代机
”的标杆,其设计中所要求的4S其中之一便是“超机动性”,但却没有“超音速机动性
”这一项,而在当前的技术水平条件下,“超机动性”指的就是亚音速状态下的机动性
,即类似于苏35所呈现的那些;所以我们会看到,F22一样有着卓越的亚音速机动性。
而“超音速机动性”对“五代机”来说与其说是设计之初的要求,倒不如说是一种“副
产品”更合适,它是机身材料、航发进步的产物。就算现在的技术条件能够实现“超音
速下的超机动性”,其产生的G力,也必然要超过人体的承受能力,对于有人驾驶飞机
而言这没有意义。
还有人说“五代机作为隐身战机,不追求近距离格斗,而是在远距离悄无声息的干
掉对手,不需要近距离格斗了,所以机动性不那么重要···”。如果事情这么简单的
话,那么F22这样的五代机几乎就没有诞生的必要;反正也不需要近距离格斗,把B2那
样的隐身轰炸机改装一下,携带上大量的中远距离空空导弹,岂不是更好的选择?。但
事实上空战中远距离解决问题的情况很少,击落一架视距外的敌机并不容易,近距离格
斗仍然是大概率会发生的事情。尤其是双方都是隐身战机的情况下,近距离格斗发生的
概率会更高。
亦有人说“现在的近距离空空导弹都具有大离轴发射能力,所以机动性不那么重要
···”。除非对手的空空导弹性能逊色很多,这样的观点才可能成立,否则如果对手
的空空导弹性能相当,那么机头指向能力更强(即机动性更强)的一方,无疑在近距离
格斗当中占据优势,正所谓“技多不压身”。
展弦比太小的飞机,就难有卓越的机动性,这是其此类气动布局的固有特点决定的
,不是用某些措施就能够完全弥补的。一些小展弦比的轻型飞机尚可凭借自身娇小的身
躯来弥补一下机动性的不足,而这对于重型双发战斗机来说则根本不可能,航空史尚无
此类先例。对此可能有人又会说“采用小展弦比是为了提高超音速巡航能力···”。
小展弦比的确有着更好的超音速性能,然而F22已经达到了1.7M以上的巡航速度,J20又
想达到多少呢?。为了某一项性能的些许提升而确定整体设计,这样的做法显然说不通。
在工业品方面,“设计”通常要向“制造”妥协,所以“制造”的问题往往大于“
设计”;J20过大的原因很可能是对于当下中国的航空制造水平而言,做出一款弹仓内
置、外形隐身,又紧凑干练的飞机是一项“不可能完成的任务”,所以只能进行一定程
度的妥协。
另外“五代机”还有一些一眼看不到的玄机,决定了“五代机”并不是修个外形,
把机身抹平就可以那么简单。如F22使用的F119,相比F15使用的F100系列,零部件数量
减少了40%左右,以此来提升可维护性,降低重量提升推重比。“五代机”的机身制造
与之类似,大幅减少了零件数量(例如将二的两个零件合二为一、一体成型,重量因而
减轻、强度提高),以此提高可维护性和机身强度;如T50的资料提到相比苏27系列,
T50机身零件数量减少25%以上。这些工作显然是“熟能生巧”的结果,后进的新手很难
做到。
有人说F22是多年前的产物,所以J20有后发优势。然而“后发优势”的前提是,双
方本就具有旗鼓相当的水平,后动手的一方可以顺势而为后发制人。例如当年的美苏两
强,谁稍后研发,谁就会有一定的优势。但若本就差距很大,当然就没有“后发优势”
一说。B2轰炸机、海狼级潜艇、尼米兹航母等,都是几十年前的产物,但并未见有人凭
借“后发优势”超越,F22与之相比只是个头小了些而已,尖端程度可丝毫不差。
提到J20,大家总是为发动机痛心疾首,但我个人向来认为,怕是不止,如果目前
中国的尖端战机只差发动机,那已经是一个相当乐观的局面了。毫无疑问,J20的诞生
对我们自身来说绝对是巨大的进步,它至少是一种有益的探索,但若将其视作“其它五
代机强大而完美的对手”,可能就不免有些言过其实。我们,依然在路上。 |
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