“动力不够,气动来凑”,歼20就是这种典型的四代机。我国航空发动机一直都是短板,发动机问题也成了所有飞机的心脏病问题,但四代隐身战机必须要发展,在这种情况下,优化气动布局来弥补动力不足成为了唯一选择,于是乎就有了这种“小展弦比高升力”的歼20。可以说歼20在许多设计方面都是优于F22,尤其是升力系数上更是无所不用其极,自然也比F22高很多,另外在电子系统方面,歼20还有类似F35一样的EOTS、EODAS等光电红外探测手段,这些F22也没有,虽然就综合实力来说歼20还无法达到F22那样的水准,但歼20在战场上绝对有与F22一拼的实力。
图一:歼20设计极为精致,复杂性是F-22比不了的。
首先说说歼20这个“小展弦比高升力”的气动布局,这里其实还有一个故事,就是当年美国吹嘘自己的F22升力系数达到了2.07(三代机普遍在1.6以下),而作为我国未来空军的主要对手,歼20的设计必须对标F22,于是就将这个升力参数定在2.1,略高于美国。要达到如此高的升力系数是非常难的,歼20将涡流增升技术发挥到了极致。首先是采用基于涡流控制技术的升力体机身,第二采用了边条翼鸭式布局,试验表明,同时采用鸭翼和边条翼,不仅保持了分别采用这两种增升装置的增升效果,还可以得到更高的升力系数,如下图:
另外仔细观察会发现,进气道位置也进行了特别设计,同样能产生涡流效果,至于网上说还有类似F22一样的机头菱形涡,这个目前还没发现,应该是没有(菱形窝离机翼太远了,F22机身短很多,可能会有一定效果,但歼20恐怕不行)。于是在增加升力方面就形成进气道涡、鸭翼窝和边条窝等联合作用,硬是将升力系数达到了设计目标。通过这一系列努力后,我们也反推出采用常规布局的F22根本不可能达到2.07最大升力系数,最后美国自己公布F22的最大升力系数仅仅只有1.7,与歼20 的2.1是不是差了一个档次。当然如此复杂的启动布局,歼20的飞控系统应该会很厉害。
而且在开发歼20的时候,虽然在很多技术方面达不到美国那样的程度,但在很多设计细节上我们也吸取了一些F22的教训,比如超音速巡航作战的F22作战半径仅仅只有740公里,而歼20就拉长了机身,这样就能装更多的燃油,即使未来超音速巡航作战,作战半径也应该能达到1200公里以上;还有F22那对超大的尾翼看着很不和谐,歼20在设计的时候就采用了1对全动尾翼+1对腹鳍,相当于上下两对小垂尾来保持飞机飞行稳定,当然这个腹鳍也在网上引起了很大的争议,未来到底是F22的固定大尾翼好,还是歼20的两对小尾翼好,这个还得看作战效果。
在超机动性方面,歼20目前还是有些问题的,歼20的机身被拉长,这种小展弦比的战斗机阻力很小,典型特征是高速性能极佳,但机动性差很多,鸭翼和矢量喷口将协助弥补歼20超机动能力不足的问题,可即便如此,歼20的超机动性方面肯定还是比F22差上一些的,再加上目前歼20还是使用的三代发动机,即使最新换装了WS-10B锯齿版本的歼20,解决了矢量喷口问题,但发动机本质上还是三代机水准,与F22的机动性方面差距就更大了。即使未来我们的WS-15峨眉发动机成熟装备后,歼20的机动能力应该都不如F22,但因为阻力小,在超音速巡航上会更省油一些。
至于其他作战能力上,F22和歼20在外型隐身上都极强,F22的隐身涂料效果更好也更娇贵,因此歼20的在隐身上比F22略差;而歼20的优势是战场感知能力上,因为后发优势,歼20装备了F22没有的EOTS、EODAS光电红外系统,在大家都隐身情况下,超视距攻击能力上歼20略强一点。
当然在作战能力上来说,这个就真的不好说了,毕竟大家比的都是体系作战,在体系上美国人作战经验更丰富,体系建设上更完善;而我们则具备作战的主场优势,地面、空中雷达等支援更多,电磁控制能力上会更强,因此在抢夺制空权方面,歼20可能并不比F22弱。当然F22的优势还是很多的,凭借超音速巡航能率先抵达战场空域,对等数量情况下在同一空域作战飞机会更多一些,甚至在载弹量方面目前F22也多2枚中程空战导弹!
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