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揭秘中国未来最先进战斗机

上一篇 / 下一篇  2009-05-18 09:29:19 / 精华(3) / 置顶(1)


  近日,俄罗斯技术副博士瓦谢斯拉夫-瓦罗金专门在俄《独立报》上撰文,对中国第五代战斗机J-XX的研制工作进行了分析,称中国的5代机为了能对抗F-22,不会走模仿俄罗斯1.44试验机的道路;中国设计者将会突出空战性能为首要设计目标,而放弃其他多功能来保证“空对空”战力达到F-22的水平。

  F-22就其性能来讲到目前为止可称得上近乎完美,那么一个合理的提问就是中国飞机设计制造者们将如何抗衡F-22?答案并不奇怪,也不困难。五代战机通常是多功能战斗机,但是在各个战斗机计划中多功能性程度并不相同。

  F-22的原始方案的多功能程度最低,方案修改后它的多功能性则极大增加。修改后的F-22A被美国接受并开始批量装备。但改进后的“猛禽” 重量急剧增加。从1990年初正常起飞重量22.7吨增至现在的29.6吨。

  这很容易理解,战斗机每增加一项功能,起飞时就要增加一定的负重。

  这一事实限制了飞机使用更多先进的技术。总之:给飞机装备更多的功能会极大增加飞机起飞时的负重,可见增加飞机起飞重量是实现这些功能的必备条件,不仅只有一种型号飞机如此,象JSF(联合攻击战斗机)这样需要研制三种功能不同的战斗机型号的项目也是一样。

  中国设计者就目前已掌握的技术,仅从作战能力来讲,可以制造出相当高水准的战斗机,唯一的问题是中国人如何在天空展示这一军事技术实力,就像美国人驾驶F-22战斗机在中国边境已经开始展示的那样。

  作战能力与应用技术相结合决定了战斗机的重量级别。可以说,在中国设计者制定的战斗机性能计划中,其目标不是现在的F-22A,而是1995年以“空对空”任务为主要设计目标时的YF-22。

  通过现有掌握的关于中国5代机气动外型的情报看,这一论断无疑是正确的。根据这些资料,主要的战术技术参数目前都是针对战斗机远距离和近距离空战能力的,而这些战术技术参数中首要考虑的是隐身性和机动性。

  不论如何,中国的设计者非常清楚仅凭现有手中资源(技术,也许还有资金方面)简单复制美国人的是行不通的。中国一直在寻找解决研制5代战斗机的所有难题的办法。

  中国方面绝对不会向外宣传正在进行的5代机研制工作,真实信息的匮乏(虽然关注度非常大)引发了一些混乱。其中之一是说成都集团的设计者在仿制俄罗斯非常著名的试验原型机1.44。这一假说是由美国一国际战略研究中心在其报告中提到的。随后,该假说被几大国外刊物转载,进而顺理成章的成为“事实”。

  作者有理由反对这一广为流传的观点,并准备提出一个看法,这一顺理成章的“事实”在某种程度上是由中国方面造成的。但是令人头疼的是中国网络上发表的几张成都集团正在建造的5代机的图片与著名的试验原型机1.44相同。

  经过详细的分析这些配图资料,可以清楚看出,在中国人的制定的五代机计划中,既不会走F-22这条路,也不会走1.44这条路。

  中国下一代战机和YF-23最具特色的设计都是外倾的 V 形全动尾翼,取代了垂直尾翼+水平尾翼的传统结构。不过YF-23采用了大幅度尾翼外偏的设计,以确保隐身能力,但相应的尾翼效率也降低了。相比之下,中国下一代战机采用小幅度外倾设计,处于隐身要求的下限,是综合权衡了隐身和机动能力的结果。

  全动 V 形尾翼的设计对于改善飞机隐身特性是极为有利的。而且由于减少了操纵面和相应的控制机构,也有助于飞机减轻重量和减小阻力。但除了操纵面负荷问题外,这种设计必然面临的一个考验就是飞控系统的复杂化。

  V 形尾翼的偏转控制是相当复杂的,一物多用的设计必然会加大飞控系统的复杂程度和研制风险。而飞控软件的编制恰恰是飞控系统设计难点之一。自电传飞控系统应用到第三代战斗机以来,大多数一流战机都在这上面栽过跟头。YF-23没有得到保守的美国空军的青睐,其中一个重要原因也正是如此。

  不过,中国歼-10飞机研制试飞创下了“0坠毁”的第三代战机研制奇迹,有理由相信中国航空科技人员的飞控软件的编写水平已用足够的能力去应对这一挑战。

  如果采用V 形尾翼的飞机又采用了推力矢量发动机,以上一系列问题可能会得到缓解,对改善机动性和敏捷性也有好处。

  但YF-23并没有采用推力矢量发动机,一是当时美国的推力矢量发动机也没有完全成熟,采用会进一步增大研制风险,二是其设计思想过度追求隐身能力。YF-23的上置式沟槽式尾喷口源自 B-2 的后机身设计,可以减小飞机的后向雷达反射截面积和提高红外隐身能力。这种设计对于轰炸机是合适的,对战斗机则不一定了。上置式沟槽式尾喷口也使得发动机喷管无法矢量偏转。

  目前来看,俄罗斯的AL-41推力矢量发动机已经基本成熟,如果中国下一代战机能采用俄制或者国产大推力推力矢量发动机的话,会实现隐身能力、机动性和敏捷性的协调统一。从图中看,中国下一代战机的尾部已经预留了推力矢量发动机尾喷口机动的空间。

  根据目前透露的信息,由沈飞研制的中国下一代战机更接近于美国当年四代机竞争选型的落选者YF-23,但是加了鸭翼

  这是公开媒体透露的一张早期气动加热计算模拟图

  

  网友绘制的沈阳飞机研究所(601所)第四代战斗机方案接近F-23,但是使用已经在歼-10战机上获得验证的鸭式布局,而且主翼选型也没有采用隐身效果最好的菱形机翼,而是普通、但是机动性能更好的后掠梯形机翼。这样可以提高机动能力,在隐身要求和气动性能上取得平衡。

  

 

  另外机翼体积也有所缩减,机翼主油箱容积相应减少。因为考虑到隐身问题,下一代飞机作战时大多不能外挂副油箱,所有燃油必须由机内油箱装载。对于担当“世界警察”全球干预的美国来说,战斗机的跨战区航程要求比较高;而对以国土防空和周边作战的中国空军而言,就没有必要追求特别大的航程。这样的选择是可以接受的。

  两相对比,中国下一代战机的机身长度明显长于F-22,这意味着即使在飞机最大横截面积相当的情况下,中国下一代战机可以获得更平滑的横截面积分布及变化率,也就意味着更小的跨、超音速阻力。不难看出,中国下一代战机选择了超音速性能,显然是体现了高速出击高速拦截的理念。

  在总体外观,中国下一代战机和YF-23非常类似,机身初看上去就像把前机身和两个分离的发动机舱直接嵌到一个整体机翼上一样。

  前机身内主要设置雷达舱、座舱、前起落架舱、航电设备舱和导弹舱。前机身前段横截面近似一个上下对称的圆角六边形,然后逐步过渡到圆形横截面,最后在机身中段与机翼完全融合。

  后面的进气道和发动机舱部分,其横截面仍是梯形,并以非常平滑的曲线过渡到机翼或后机身,这种方案有助于减小阻力,也是很好的隐身设计。

  尾翼采用宽间距布置,避开了机身有害涡流,而充分利用了鸭翼有益涡流,因此改善了剧烈机动状态下俯仰、滚转和偏航控制。

  更为先进的YF-23方案被F-22击败,主要是美国空军的保守策略所致。而处于跨越式发展的中国空军和航空工业,势必要在综合总结F-22、F-23和俄罗斯1.44特点的基础上,研制自己更加先进的下一代战机。

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引用 删除 wyj1992   /   2009-05-18 13:42:53
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