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网络上公开的成飞六代机照片

今天网络上出现大量我国一新型战斗机试飞的视频和照片,网传成飞的第六代战斗机首飞。这里我们暂且称之为成飞六代机。在视频和照片中一架大型无尾布局的战斗机低空飞过城市上空,旁边还有一架黄皮的歼20伴飞。可以确定成飞的第六代战斗机已经真真切切出现在我们的面前了。虽然早就估计到我国的六代机今年年底左右就将首飞,但是当国产六代机真的出现在面前的时候还是非常震撼。加上前几天已经首飞的沈飞六代机,至此我国已经有两型第六代战斗机在近期首飞。

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网络上公开的沈飞六代机照片

不过可能和很多人想像的不同,成飞的六代机和沈飞的六代机并不完全是竞争关系,两者在功能定位上并不完全重叠,实际上是一种互补关系。成飞的六代机体型更大,更强调大航程,大载弹量,空中机动性能可能适当放宽,兼顾争夺制空权和对地攻击。沈飞的六代机体型稍小,可能更强调空中机动性能,更适合争夺制空权。因此成飞的六代机和沈飞的六代机有可能同时装备,形成某种搭配。这种搭配可以是远近搭配、高低搭配或者是不同任务的搭配等等。

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成飞六代机的气动外形轮廓非常简洁

此次曝光的成飞六代机仍然是有人驾驶设计,气动外形轮廓非常简洁,采用无尾三角翼布局。机头边条和机翼呈双后掠角设计,机尾呈锯齿形折线设计。两边机翼外侧都有两个阻力式方向舵,每个方向舵分上下两片扰流板。可以确定采用了三台发动机,尾喷口在机身尾部上方。预计成飞六代机将具备非常优秀的全向隐身能力。成飞六代机和伴飞的歼20战斗机相比体型相当大,比歼20战机还要大出一圈。其机翼面积远超歼20,其翼展和机体长度也明显超过歼20。成飞六代机起落架采用了双轮设计,不仅前起落架是双轮,后起落架也是双轮。不过不像前轮是并排双轮,后起落架采用的是串列双轮。巨大的体型,强壮的起落架意味着成飞六代机的起飞重量相当重,可能在50-60吨左右。

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成飞六代机采用阻力式方向舵

如此大的起飞重量显然是为了获取更大的航程和载弹量。因为我国国防安全面临的最大威胁主要来自海上,需要我们进一步扩大防御纵深。至少要靠内油飞到关岛一线作战,因为如果需要空中加油的话,会因为加油机不隐形而暴露行踪。也就是说成飞六代机的内油作战半径至少要达到3000公里。成飞六代机拥有一个非常宽大的机身,足以安置巨大的内置弹舱。弹舱内估计能携带6-10吨的弹药。弹舱的长度和宽度将远超歼20的弹舱。估计可以携带巡航导弹、两吨级航弹等重型弹药,至少可以将PL17超远程空空导弹内置在弹舱内。这样的携弹量已经完全可以代替战斗轰炸机了。因此我们可能不会看到国产五代机的战轰版了。

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成飞六代机的进气道采用三进气道设计 机身背部还有一个进气道

成飞六代机的进气道设计非常独特,采用的是三进气道,机头两侧进气道,同时机身背部还有一个进气道。而且机头侧面的进气道采用的并不是歼20上使用的可调式DSI进气道,而是有附面层隔道的CARET加莱特进气道。这样设计可能是为了适应更宽的速度域。因为DSI进气道的高效工作区间比较窄。估计成飞六代机的加莱特进气道也是可调的。放弃我们已经熟悉的DSI可调进气道,而采用CARET加莱特进气道,这就意味着成飞六代机的最大飞行速度可能非常可观,估计在3马赫到4马赫之间。这个也可以从机翼的后掠角度上看得出来。

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我国进展最快的高超音速动力也才刚刚进入工程实践阶段

成飞六代机的最大飞行速度肯定不会达到5马赫,那需要更小的机翼展弦比以及更大的机翼后掠角度。也就是说我国的六代机并不像很多人想象的那样是一种高超音速飞机,自然也不会采用像爆震发动机那样的高超音速动力。虽然我国在高超音速动力方面居于世界领先水平,但是像旋转爆震发动机、旋转爆震冲压发动机、斜爆震发动机这样的新型高超音速动力,我国目前刚刚完成原理性验证,最多也只是进入工程验证机阶段。马上用在六代机上显然不太现实,至少要等到2035年以后了。

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现代战斗机的机身蒙皮材料都是以树脂基材料为基础的复合材料

成飞六代机之所以把最大飞行速度限制在3马赫到4马赫这个区间,主要是受到机身及蒙皮材料耐热能力的限制。因为现在战斗机的蒙皮材料都是以树脂基材料为基础的复合材料。而目前耐高温的树脂材料比如聚醚醚酮、聚苯硫醚等最高工作温度最高也就在350度左右,对应的最大飞行速度也就在3马赫左右。如果要进一步提高飞行速度,飞机的蒙皮材料可能就受不了啦。这也是歼20的最大飞行速度被限制在3马赫的主要原因。也就是说成飞六代机的最大飞行速度可能就是3马赫出头的样子。但是3马赫有可能就是成飞六代机的超音速巡航速度。因为成飞六代机必须在性能上压倒美国的六代机,否则难以形成技术优势。

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美国六代机动力方案之一通用XA100变循环发动机

那么成飞的六代机如何实现这样的设计目标呢?实现这样的超巡速度需要什么样的发动机呢?三个进气道就意味着机上有三台发动机。从成飞六代机的气动设计来看,可能会采用两台变循环发动机加一台冲压发动机的组合动力方案。这样一个组合动力方案非常有想像力,让我国的六代机在超巡速度上直接碾压了美国的六代机。因为到目前为止,美国所有的六代机技术方案采用的都是变循环发动机。所谓变循环发动机也就是可以让发动机在涡扇和涡喷模式之间切换。如果不开加力,其最大飞行速度不超过2.5马赫。也就是说采用变循环发动机的美国六代机超巡速度最多只有2马赫出头的样子。

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SR71侦察机使用的J58变循环发动机

但是对于成飞六代机来说,有了冲压发动机超巡速度轻易就可以达到3马赫左右。因为无论涡扇工作模式还是涡喷工作模式,其性能的优势区间不会超过2.5马赫。而速度再高就是冲压模式的优势区间了。这就是黑鸟SR71侦察机的J58发动机为什么要支持冲压工作模式的原因。我们知道SR71的最大飞行速度可以达到3.35马赫。其实黑鸟侦察机使用的J58发动机也是一种变循环发动机,只不过其工作模式不是在涡扇和涡喷之间切换,而是在涡喷和冲压之间切换而已。

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SR71的最大飞行速度可以达到3.35马赫

但是我们知道冲压发动机必须达到一定的飞行速度之后才能启动,这对于成飞六代机来说完全不是问题。因为成飞六代机还有两台变循环发动机,预计加力推力会超过20吨。足以支持成飞六代机把速度提升到2马赫以上,等到有足够速度之后就可以启动冲压发动机了。这样也不至于让动力系统变得过于复杂,因为冲压发动机的结构非常简单,基本上是个空气管道,前面是进气道,后面是燃烧室和喷口。并没有风扇、压气机和涡轮等活动部件。假设成飞六代机的起飞重量是60吨,参照SR71的推重比,成飞六代机的冲压发动机推力只要能达到22吨以上,就可以实现3马赫左右的飞行速度。正是靠着这样的创新设计,成飞六代机将保持对美国六代机的领先技术优势。

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落后从今往后说的就是美国

和美国相比,可以说我国在第六代战斗机研发上已经领先。因为美国的六代机研发还没正式进入工程研制阶段。近期美国的六代机NGAD项目已经暂停,就研发方向进行进一步评估。因为预计的NGAD战斗机成本可能会严重超标。目前就项目进度来看,NGAD项目至少落后我国五年左右。如果我国六代机研发一切顺利的话,估计在2030年前后就可以进入部队服役了。至少要比美国六代机早五年服役。其实从第五代战斗机开始,我国的战斗机技术水平已经开始遥遥领先于美国。而从第六代战斗机开始,我国将开启一个战机全面领先于美国的新时代。