|
本帖最后由 晨枫 于 2022-6-30 07:29 编辑
\8 ^0 M' ]: ^+ \6 t
" R" `6 c1 K3 {& O每隔一段时间,歼-20还是歼-35谁更适合上舰这个话题就要重新爆炒一遍。现在003下水了,这个话题自然重新火热。' G0 w. w, O+ u* E" V( W$ V1 b
: m1 R0 u, \7 s歼-20人人知道,歼-35则是“传说中的舰载战斗机”。官方从来没有确认过歼-35这个型号。以前也流传过歼-31的说法,那是从中航的FC-31型号而来的。至今,FC-31是唯一得到确认的型号,但这不是军方型号,是厂商型号。在这里,使用歼-35的说法,有人说这是为了对标美国F-35。确实,歼-35在很多方面与F-35相似,也有说法歼-35就是为了在空战中压倒F-35而设计的。( c O; O9 |1 h5 Z( ?: {' M
7 q0 W1 I. E" K- x; k: W- t `只要适当改装,什么战斗机都能上舰,所以那些“xx都上舰了,yy为什么不能上舰”的质疑没有意义。但不是什么战斗机都适合上舰。
% O/ T2 C, R9 ~& d9 X8 K- ~% U& Q
+ U. \: t, C5 P9 `- H7 i7 s/ j上舰的战斗机要求几个特点:
' p- n7 r; k9 z5 @1、 特别强调低空低速性能/ f6 \3 u% i1 n' z9 i
2、 特别强调占地较小. C( O/ v) O/ T# [1 Z, X* O, K3 u
3、 特别强调独立作战能力和多任务能力
8 p, Z0 x0 j; B: k! V* m4 U4、 特别强调可靠性
; z# A9 ~6 e0 ~- }+ G
! `( \7 F8 Q8 V% s1 Y特点3和4与气动布局的关系不大,但1和2就关系大了。* b! ~4 T: R: S
3 G0 j Q% N6 U/ |% ?. P1 d9 C航母是巨舰,但甲板和机库空间依然是有限的,舰上起飞和着舰永远是挑战。由于航空技术的局限,任何垂直-短距起落战斗机都在性能上不可能匹敌同时代的滑跑起落的战斗机,尤其在航程和载弹量上。舰上战斗机出动和回收一次不容易,每出动一次,都要一个顶俩,航程不够用,或者载弹量不够用,根本干不了什么事。歼-15已经解决了中国舰载战斗机的有无问题,现在必须解决的是有用的问题。不仅针对对方的舰载战斗机,还要针对对方的陆基战斗机。
$ s' } e9 |- c% b% u( G* \( Z0 k. B* H* A" U- n( E L
舰上滑跑起飞需要弹射或者滑跃助力,滑跃难以满载起飞,但弹射的力量依然是有限的,需要战斗机具有优良的短滑跑起飞能力,这决定了小后掠角和大面积襟翼的重要性。后掠角较小时,机翼“兜得住”前方气流,有利于在低速时就产生升力,但高速时阻力较大。襟翼是机翼后缘可垂放的气动面,襟翼下垂时,增加机翼弯度,也可看作强迫气流导向后下方,提高升力,代价是阻力也增大,但在低速时代价还可接受。
# ]- l; Q9 i2 g2 J! e$ b9 C6 P& O# Y8 ~" R- `
美国空军选用YF-16并定型为F-16后,美国国会要求美国海军也选用,以实现规模经济。美国海军坚持只有YF-17才能满足上舰要求,后来成为F-18。在技术上,YF-17的小后掠梯形翼是很大的原因,这确实是站得住脚的。双发是另一个原因。+ j& D" a/ R* Q. [7 E0 R& T
9 r/ S; O7 R, F5 b5 y% S0 B
一台大推和两台中推可能推力相等,发动机的可靠性足够高,双发的可靠性优点现在也不突出了,但两者的推力特性不一样。大推加速、减速都“惯性”较大,中推的“油门反应”灵敏得多。着舰时,推力是精确调整下滑轨迹的主要手段,双发比单发更加有利。美国海军历史上有单发飞机,像A-4,但都是中小推力的,F-35C是第一架单大推战斗机,为此还改变了着舰标准操作,这是另外一个话题了。
% J$ s7 I& w6 {* C+ l8 a/ |& ?: ^* {% Z
' W& f5 P# \- l& V6 J舰上占地通常用机翼折叠来解决,有时平尾甚至垂尾都可折叠。折叠越多,占地越小,但结构和运作越复杂,可靠性和维修问题越大。折叠机翼的外段刚度较低,折叠机构的受力能力也有限,一般外翼段不适合挂载重型弹药,限制了挂载能力。8 K% d" ^+ }0 f! ~) B! Y
: q/ v z* H* ^1 U, |. U& P
歼-20与歼-35代表了鸭式和常规布局。歼-20是鸭式,歼-35是常规。8 }1 C, l! [& w- s- S
) S8 r5 ~( N7 c( t6 `
1 r2 b m% ^5 D+ F
鸭式靠加大机翼迎角提高升力,离舰时姿态高高扬起,这是法国“阵风”. t( x% j: z. `* I G
+ R* O2 h( m# s1 A3 I3 }" T6 a, z
$ b5 k+ g& r! {
常规靠大面积襟翼下垂提高升力,姿态要“平”得多,这是美国F-18F
# @3 { r! w; v( ~' O' K0 Z
9 Q% R1 }5 }9 q2 d; y8 J9 B6 Q' y鸭式布局是无尾三角翼的改良。无尾三角翼的高空高速性能优良,但低空低速性能不佳。鸭翼缓解了无尾三角翼的问题,但不能彻底解决,因为鸭翼是用于配平和飞行姿态控制的,并不产生多少升力,不能根本解决大三角翼的升力特性问题。鸭翼使得飞机抬头也需要相当的速度,在航母上短短的弹射道上达不到这个速度的话,就需要法国“阵风”在离舰瞬间“奋力弹起”那样的歪门邪道了。这需要非常精确可靠地控制弹力释放的时机,释放过早,速度还没有加上去,阻力倒大大增加了,可能飞机浮起再拍下,要出事;释放太晚,则拉升不起来,就直接栽海里去了。
5 a# j- x9 `8 f8 }. s
* M9 N8 I$ W9 I s# c, g$ n解决这个问题还可以通过加大鸭翼,但整个气动特性全变了,影响太大;也可以加大弹射功率,这也非同小可,不容易做到。8 L" I# u2 T: c; [4 ]( F0 C6 w. T
& v- F3 N! N5 q! S相比之下,常规布局的襟翼离重心近,大幅度下垂增升时基本不改变飞行姿态,所以在起飞时主要用襟翼增升。飞机的迎角不需要太大,姿态较“平”,阻力较小。不仅操作比较自然,也容易在收起襟翼后迅速加速。6 A3 Q6 z: k: d8 b/ Y
4 p8 |: d6 Z! h! o* q' b3 t
放宽静稳定性也有点作用。如果升力中心在前,重心在后,飞机就是静不稳定的。任何扰动导致飞机上扬的话,增加的迎角增加升力,导致进一步上扬。这个特性在起飞的时候,可用来产生自然上扬趋势,增加迎角,增加机翼的升力。问题是这也和鸭翼一样,需要一定的速度才起作用。航母上短滑跑起飞,最缺的就是速度。8 y3 a3 p$ [& S; [5 a) o- D. M
, K; ]. {1 L# k: M4 s
- R' D; S. `& j3 m/ A! ~9 }鸭翼可以用于正常配平和俯仰控制,但不可能对冲大角度下垂的襟翼的低头影响,比较两者的面积很容易看到这一点
3 d0 \; S& \+ V4 M" g
$ R) R+ }; y V2 m
" O" O; w/ [% u1 n! }4 Z0 {( k/ R
这里是很特别的情况:“阵风”在从印度“维克拉马迪亚”号的滑跃甲板上起飞,长滑跑加滑跃的角度使得“阵风”可以用襟翼增升
) U0 l# |1 I+ F8 J
3 Y* Y' }- T6 {4 q/ |鸭式很难通过增大襟翼来增升。襟翼位置太靠后,大面积襟翼下垂造成过大的低头力矩,非但不帮助起飞,还直接往海里栽。用鸭翼对冲的效果有限,鸭翼面积太小。“阵风”在印度“维克拉马迪亚”号上起飞时,大幅度下垂襟翼,但那有长滑跑的条件,滑跃导致的额外迎角使得“阵风”可以打一个时间差,容许离舰后短暂低头而不影响起飞。( E: ?- j$ ^; v6 c5 o
' ^2 s& v) E7 N" Y$ L% d% {
大三角翼翼弦长,翼展小,折叠线太靠外的话,意义不大,太靠内的话,结构和挂载限制的问题太多。“阵风”索性不折叠,甲板上占地稍大。常规布局机翼的折叠就比较容易。
* M2 _( A' s- h$ w9 e- a7 @ x# a Q r, a, l2 U% c) p1 w
2 F! p8 N4 i9 B' E
“阵风”和F-18C的最大起飞重量都在24吨上下,“阵风”更占地方
7 w4 q) P. e4 w5 A9 Q( N. |
. ^* H ~6 b/ M( V) ?9 }着舰的问题与起飞不同,这是减速的过程,阻力不是问题,用大迎角和高下沉率着舰是鸭式和常规的共同着舰方式。但常规有襟翼帮忙,迎角不需要那么大,姿态“平”很多,观察和操作相对容易。: Q+ P! X+ i5 w7 A& h
, P% ~* s* R- A7 K5 P; \( B
U8 g( o6 D h$ K. l ~( h& G$ E8 g鸭式着舰时要通过大迎角来减速、增升# W1 W) ~ O- Z5 p
, s# y- [4 _# M4 a9 `7 X% |5 E$ ]
. j8 J' E! C+ o- \' R: v7 Z( ?' T9 D常规有襟翼帮忙,迎角不需要那么大,姿态要“平”很多
7 w6 K5 X* f/ {( A o7 p! ~6 y: n0 H5 b. c D
较平的着舰姿态降低阻力。如果能有效挂上拦阻索,这不重要。但挂钩失败、要复飞的话,重新加速要有利得多。
4 q, U' Y/ ~) J2 T" q5 N: i* V9 F* ?2 Y- O8 n
因此一般认为,常规布局比鸭式更加适合上舰。) c" C3 ~( ], B' Y# h" {
. b& O+ w9 s' `8 ~# f {' z这当然不是说鸭式不能上舰,法国“阵风”就上舰了,印度MCA没有鸭翼,都准备上舰了。但法国和印度的情况特别,两家都是没有选择,空军绝对主导战斗机的研制,为上舰有所考虑就是最大的让步了,不可能为上舰另行研制舰载战斗机。
- A1 z0 p: [9 o9 O J
0 M+ ]1 L( L' Z$ \) S6 p* ^但这不等于歼-35自动比歼-20更加有利,因为在气动上适合上舰只是必要条件,还需要满足3和4,在这些方面,歼-35并不有利。
3 [ A i" ]9 J) l+ u* J; ~" [. U: C" s( }/ o
如前所述,舰载战斗机需要有足够的航程和载弹量才能有用,也最好具有空战和打击兼优的多任务能力,这使得重型战斗机比中型战斗机更加得到海军的青睐。“阵风”和MCA都是中型的,但法国和印度没有选择。F-18E也是中型的,但最大起飞重量比F-16C高差不多50%,比F-15C只低不到1吨,说它是重型战斗机也没有什么不可以。中型的F-35C还比F-15C重1吨。
$ s1 V! u0 S$ [& O. F9 }* P' E$ A( i( }: h5 j
中国航母的战场条件很严苛,不能突破第一岛链就没有存在意义了,舰载战斗机能压倒F-35A和F-15C是起码的,还要考虑足够突破增援嘉手纳的F-22的情况,只有重型战斗机才堪重任。这正是中国舰载战斗机“已经过了解决有无的问题的时候,现在要解决的是有用的问题”的意义。
) D; Q: f; {# F0 @4 n# Y, H
" l) w. E# `# u# V! Q! \1 w2 J2 m歼-20的优秀不言而喻,但鸭式布局使其先天具有上舰的劣势,不到万不得已,很难成为首选。但歼-35来自中型的FC-31,先天不利条件更多。
5 w. r9 I3 Q3 }0 U1 Y- F9 J
+ u/ a" b5 D4 L5 D7 l( G( \' @经常看到一个说法:-35是为空战优化的,设计基点就是压倒F-35,所以最适合上舰。这是值得质疑的。, p& v* L2 n- O# F/ S% _- ~ R! e* o
5 q1 C9 j2 `* YF-35的问题很多:阻力大,推重比不足,翼载太高,导致高速性能不好,机动性不好,作为战轰游刃有余,作为空优战斗机就比较捉急了。
4 _) `! j; \/ L! B6 J
7 M4 E% z( ^0 K8 @! D看起来,降低阻力,提高推重比,降低翼载,就能解决F-35的空战性能不足的问题,FC-31也确实是奔那个方向去的,歼-35是进一步优化。问题是:方向正确还不够,还需要步子够大。( ~1 s/ L x' u/ w! B1 ?
. l x- C- \; m1 O
F-35的推重比不足问题来自两个:
& Z/ Z. q1 X: C, R1、 空重太大& X7 |5 Q! p! M2 l" ?
2、 发动机推力不足! Q- Q; u& _+ V
) M1 g; _6 |, A0 U: q8 v2 k4 v: v
F-35的空重其实与STOVL要求关系不大,这是航程、载弹量和机内武器舱带来的。洛克希德代表美国战斗机设计和制造的最高水平,不必迷信,但也绝不能蔑视。歼-35的空重很难大幅度低于F-35,3D打印也改变不了这个现实。. M9 E, E- f5 s
g+ {9 x8 q9 W. t" E4 b, v3D打印(或者说增材制造)适合复杂形状构件的整体成型,制造效率极大提高,但对减重的作用不高于精密铸造。真正的高强度构件需要精密锻造,这是3D打印解决不了的。在总体上,像传说那样的机体结构靠3D打印减重15-20%是不现实的。歼-35的空重没有理由大幅度低于F-35,但这正是一些人鼓吹歼-35压倒F-35的依据之一。5 _+ [- h$ ^" x# x' _
7 f& c0 L b* z- v% p* [
F-35是单发的,这不仅是STOVL的需要,也因为单发的结构更轻。在最简单化的情况下,单发战斗机的机体截面可对应于正方形,双发则对应于扁矩形。在同样技术水平下,截面积对应于发动机直径,或者说推力。推力相同的话,可简化为机体截面积相同。另一方面,结构重量与机体截面周长相对应。同样面积下,正方形的周长比扁矩形更短,所以双发哪怕推力、推重比相同,在结构上也是增重的。这还没有算入双发之间的中隔结构。双发的机体截面不只是压扁的矩形,实际上是横置的“日”字形,中隔进一步增加结构重量。双发的辅助系统总重量也更大。" w! _$ u6 z# u5 w2 M& q
5 f9 Z# @$ S9 T8 |
发动机固然要看推力,但推重比同样重要,否则额外重量也是算入空重的。F135的推重比达到11,代表世界上最高水平。歼-35采用双发,据说涡扇19在技术水平和推力上达到F414的水平,那就是9一级,不过不乏有人认为已经达到11-12一级,这可能也一厢情愿了。F135并不完美,其核心发动机来自F-22的F119。中国对标F119的涡扇15在“国家一队”的全力攻关下,依然久攻不克,歼-20还在用涡扇10C过渡。“国家二队”甚至“地方队”的涡扇19突然技术水平爆表,而且成熟度已经达到上舰要求,这是不现实的。1 [$ U7 {+ y/ d- `/ l% a
5 @. t9 \ Z" K3 q& n在结构重量更大、发动机推重比不及的情况下,歼-35单靠减阻是很难达到碾压F-35的空优性能的。事实上,根据有限的外流图片,歼-35和F-35一样短粗,横截面可能更大,阻力很难更低。
2 B" O* ]( F$ [% I2 u, \" a! X% j) l
0 S! R3 `7 @/ I. C- h按照FC-31的数据推断,歼-35的翼载也不比F-35更低。比照F-35C一样,增大翼展和翼面积能降低翼载,代价是空重进一步增加,而且翼根结构要极大加强增重,否则低翼载只是改善起飞、着舰时的低速性能,并不改善空战机动性。F-35C就是这样,翼载比F-35A显著降低,但最大过载反而从9g降低到7.5g。以笨拙著称的F-4“鬼怪”式其实翼载只有380公斤/平方米,与F-15的357公斤/平方米很接近,结构强度是不能拉高g机动的原因之一。
- _+ r8 ?. z' j( j) K; i4 C, U6 M' k1 ?4 C% e! y
歼-20也不是简单改装就可以上舰的,就像歼-15不是歼-11的简单改装一样。歼-15为了改善起飞、着舰性能,特意加装了一对前翼,襟翼面积也增加了。折叠机翼和尾翼,加强的起落架,加装大型尾钩,缩短尾锥,还有其他上舰改进,使得歼-15的气动和结构都与歼-11有显著不同。比如说,尾钩不是看着哪里顺眼焊上去就完了,必须是锚定在足够坚固的机框上,这改变了重量、振动和其他特性。歼-15是货真价实的独立型号,不是“歼-11海”。歼-20要上舰,需要的改进至少一样多,还有鸭式上舰的难题,时间短不了,工作量小不了。, O Y# e2 s: i5 i9 N/ g6 @
! ]4 ^0 L9 x: q7 ?1 l6 C/ \, A
比较理想的情况是以歼-35的气动理念为基础,但在起飞重量上放大到歼-20一级,并采用涡扇15一级的新大推。换句话说,这是与歼-20同级的重型常规布局战斗机,不仅确保压倒F-35,也确保足够硬抗F-22,并具有足够的多任务潜力。这当然需要重新设计,需要时间。
6 ?9 \# `3 [: S0 D' H
% M$ D, T0 w- C7 y1 i不断有人以“20xx年时间点”为理由,强调等不及,有什么先装备什么;歼-35最接近完成,因此就是它了;退而求其次,从歼-20改装。但“20xx年时间点”是个伪命题。
2 X7 N% F1 Y8 L5 J' t2 u
2 W( A0 S3 H, \# H中国不会主动去找美国打一仗,但美国要主动找中国打一仗的话,时间就不是中国能决定的。中国肯定要统一祖国,这个时间倒是完全在掌控之中,台独可以在任何时候发难,但什么时候解决问题由大陆说了算,不是台独发难就必须立刻行动的。此外,还真没有什么急着必须用新舰载战斗机的。0 `4 _& i- Y: B1 p9 W: Z
+ F$ w5 @8 F9 \& K# G新战斗机不可能无限期等下去,钱不是大问题,技术准备是,但不是什么时间点的问题,就像004航母什么时候下水也不是由这些臆造的时间点决定的。
$ V! K8 O+ T) { J; a/ R5 }
' a$ w' v* o% l( `1 Q+ x003下水了。电弹,常规动力,8万吨级。多少年来,003是常规动力还是核动力,8万吨还是10万吨,一直争论不息。现在轮到争论004了。在可预见的将来,003将装备歼-15T。什么时候能换装新一代战斗机?这事真没法猜,但肯定不是时间点的问题。“怎么能让003等飞机?”没办法,该等还得等。9 g7 a) h; A0 V* w& o
! P. ?. ^0 u8 ^# m4 U7 J好在航母的使用寿命很长,至少40年,肯定等不了40年的,最大的好处是:战斗力由搭载的战斗机决定,但战斗机的换装倒是相对简单的问题,比舰载导弹或者舰炮换型要简单多了。涡扇15的关闯过后,将歼-35全面放大要不了10年,这方面中国已经驾轻就熟了。8 p( b$ t0 o2 ?1 n% N
' Y; t$ J/ G9 p
那歼-35用来干什么?不知道,可能依然是技术验证机吧,还是有很多技术需要验证的。
$ ^7 M3 w7 N& I ?2 S1 X
9 X% \. G9 `% F! O I6 ~至于歼-20和歼-35的上舰问题,还会继续争论下去的。军迷嘛,不抓住个话题争论个地老天荒,还干什么呢? |
评分
-
查看全部评分
|