战机的机动性由气动设计和整机推重比决定。就目前曝光的信息来看,采用非常规气动布局的歼20的整机气动设计无疑是远超美国F22的。只要歼20的整机推重比达到F22的水平,那么歼20的机动性无疑是大大超过F22的!
换装国产发动机的歼20
那么带矢量喷口的歼20整机推重比能否达到F22的水平呢?
整机推重比=战机的发动机总推力/战机正常起飞重量决定。
想要推算带矢量喷口涡扇10B版歼20和F22的整机推重比,那就要比较两者的空重和发动机实际总推力。
1、空重方面,歼20至少比F22轻2.2吨。
考虑到歼20和F22均有部分参数没有公布,比较正常起飞重量不好比。好在歼20体型和F22旗鼓相当,也都采用两台大推力涡扇发动机,两者正常起飞重量带的内油和武器可认为基本相当,那么决定两者的正常起飞重量大小就是两者的空重了。
曾经有国内专业期刊透露,歼20的空重被控制在15吨级,但也有另一个说法是歼20空重比歼15略小,也就是小于17.5吨。
2017年,国内专业杂志《兵工科技》的文章透露歼20的空重被控制在15吨级
不论歼20的真实空重是哪一种情况,都比F22小了2.2吨以上。
2、带轴对称矢量喷管的涡扇10B的真实推力竟然和F119基本相当。
2018年,官方媒体曾透露涡扇10B的推力达到144千牛,考虑到轴对称矢量喷管会导致2%的推力损失,带矢量喷管的涡扇10B的推力将减少到141.12千牛。歼20安装了2台带轴对称矢量喷管的涡扇10B,那么其真实总推力为282.24千牛。
F22采用2台F119-PW-100涡扇发动机,单台推力为156千牛,然而考虑到二元矢量喷管将导致7%~10%的推力损失,其实际推力仅能达到280.8千牛~290.16千牛,与采用涡扇10B的歼20的实际推力基本相当。
通过对比发现,即便采用涡扇10B,歼20的发动机总推力也和F22基本相当。考虑到歼20的空重至少比F22低了2.2吨以上,这意味着即便采用涡扇10B,歼20的整机推重比至少也和F22基本相当,甚至还反超它!
早期,按照宋文骢等航空专家在论文中透露的我国第四代战机(俄称第五代战机)标配发动机的推力为150千牛左右。如今涡扇10改进型号就能达到这个水平,此前就有网友称决策部门再次将涡扇15的推力指标提升。
2017年,央视报道称涡扇15已经研制成功
事实上,早在2017年,央视就报道了涡扇15研制成功的消息!然而,当时绝大多数网友都不信。按照目前各方消息来看,这个型号的涡扇15应该就是初始版涡扇15,推力只能达到156千牛左右。相比涡扇10C来说简直就是鸡肋,推力差不多,只是涵道比更小而已:虽然涵道比更小可带来高空推力下降更小的优势,但耗油率也更大,将会缩短战机航程。
这点在去年的“军工奥斯卡奖”评比活动中已经得到证实!
在《2020军工榜暨军工风云人物及军民两用领军企业》大奖评比中就有涡扇15总师程荣辉,官方在他的事迹介绍中透露涡扇15的最大推力高达18.5吨!
《2020军工榜暨军工风云人物及军民两用领军企业》大奖评比中关于程荣辉的介绍
显然,如果歼20换装涡扇15,F22将被全面碾压!然而,这对于歼20来讲并不划算。
原因是,在涡扇10B推力够用的前提下,再换装更大推力的发动机只会导致歼20的耗油率大大增加,航程大大缩短,而好处仅是提升机动性。在超视距空战时代,近距离格斗发生的概率越来越小,其用处也越来越小,一味提升机动性只会得不偿失。
那么,推力更大的涡扇15是不是就无用武之地呢?
那也不是,它可以改进成我国的垂直起降战机航发,并为下一代战机(六代机)储备发动机技术,一举扭转此前的飞机等发动机的被动局面!
至今仍有很多网友不信我国的军用涡扇发动机进展如此神速。然而,若联想到此前美国媒体曝光“今年8月13日,我国空天飞机绕地球飞行一周,令美国科学家怀疑违反物理学规律”这事来看,涡扇发动机也该放大招了。
轴对称矢量喷口真的比二元矢量喷口差吗?
在此之前,网络上各种科普二元矢量喷管才具备隐身能力,轴对称矢量喷管不具备隐身能力,但实际上这种观点是错误的。
口说无凭,直接上干货!
2014年9月,《中国航空报》发布了一篇名为《中国研成世界第一款隐身轴对称矢量喷管》的文章,文中透露我国已经成功研制出世界第一款隐身轴对称矢量喷管!这无疑用事实证明,轴对称矢量喷管不但推力损失比二元矢量喷管更小,而且同样具备隐身设计潜力!
事实上,轴对称矢量喷管不仅推力损失更小,其自重也比二元矢量喷管更低!
从技术角度看,轴对称矢量喷管相比二元矢量喷管更复杂,活动部件更多,想要造出高寿命的轴对称矢量喷管很难。正因为难度更大,轴对称矢量喷管诞生的时间更晚。
研究资料表明,1973年,美国普惠公司就开始研究这类喷管,还为其设计了反推装置。1989年,这类喷管开始在F15改装的验证机上试飞,到1991年,飞行试验达到90小时,结果表明,飞机起飞和着陆距离明显缩短,超声速减速时间明显降低,因为机构过分笨重,普惠公司随后取消了反推装置,但单台发动机增重仍超过200kg。
F22采用二元矢量喷管
至于轴对称矢量喷管,有两种,分别是轴对称刚性矢量喷管和轴对称柔性矢量喷管。前者不具备隐身能力,后者通过隐身化设计也能具备隐身能力。
研究资料表明,上世纪80年代,前苏联率先开始研制轴对称刚性矢量喷管,但后来在测试中发现,这种矢量喷管会导致飞机阻力和重量均明显增加,能量机动特性下降较多。
真正具备全方位超越二元矢量喷管的是轴对称柔性矢量喷管。查阅资料得知,在上世纪80年代中期,这种喷管由美国率先开始研制出来。1990年,美国对这类喷管进行了地面台架试车实验,验证了技术可行性。1994年,美国在F16改装的验证机上试验了这类喷管,最大偏转角度正负17度,偏转速率最大可达60度每秒。F16验证机的操纵性和起降性能比原型机有明显改善,敏捷性明显提高。
采用轴对称柔性矢量喷管的F15特殊改型测试机
根据近年公开出版的《现代航空发动机控制技术》(中航工业编撰)得知,近年来我国研制的新一代隐身轴对称柔性矢量喷管,不但全面克服了二元矢量喷管以及非隐身轴对称刚性矢量喷管二者的缺点,而且隐身能力有了大的突破;依靠完善的雷达隐身结构设计、内冷却和外冷却设计,选用合适的雷达和红外隐身材料,隐身性能已经全面优于二元矢量喷管。
至于航电系统、武器系统方面,歼20凭借后发优势已经实现赶超!据了解,美国至今都没造出同等性能的导弹,而且F22也没有光电探测系统,更要命的是连接口都没预留!
综上所述,即便是采用安装隐身轴对称柔性矢量喷管的涡扇10B,歼20在实际推力、尾部隐身方面都能够和美国的F22基本相当!考虑到歼20的空重更低,即便是安装隐身轴对称柔性矢量喷管的涡扇10B,歼20的总体推重比也能超过F22战机。再加上更加变态的气动设计,歼20在机动性方面无疑是超过F22的!由于两者的隐身性能基本相当,且歼20在航电系统方面还有后发优势,理论上,机动性更好的歼20将全面碾压美国F22隐身战机!
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