第4批次歼20珠海曝光(如何看待歼20的垂直爬升)
数码测评
2024-04-01
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1. 第4批次歼20珠海曝光,如何看待歼20的垂直爬升?
回顾16年珠海航展,歼20的惊鸿一瞥,令人春心荡漾,热血沸腾。歼20双机水平通场,接着垂直拔升,向全世界画出一个大大的v字,其意味深长。
这双机画出的大v,从飞行剖面看是垂直爬升,从飞行方向看是倾斜爬升。这种组合式垂直倾斜爬升,是历次国内外航展上,战机所未表现过的。它体现在两个方面,1.发动机推力冗余量大,在垂直爬升速度不快下,飞行稳速爬升。通常要求飞机的推重比不小于1,才可做垂直爬升。2.歼20双机以同一个角度,左右侧向垂直爬升,反映出飞控控制的侧向控制精准,机翼多舵面操作有效。通常战机在垂直爬升时,就怕侧向力失控。
在战时被敌方战机咬尾时,采用这种垂直倾斜爬升方式,是极之容易甩掉敌方战机。有人说歼20爬升速度不快,是发动机推力不行。这说法是错误的,歼20没有像f22表演的那样,常开加力,也没有声音异常增大。这就好比开车,马力大的车,在半坡起步或遇到障碍时,轻点油门即可。反而马力小的车,则需加大油门。因此,怀疑歼20发动机是否原配,是挺可笑的事。
2. 中国的运20飞机有多大?
从网络上搜索到的报道,2016年7月6日,运-20授装接装仪式在空军航空兵某部举行,意味着在首飞3年以后,开始正式服役我空军航空兵。
运-20首次公开亮相,是在2017年7月30日,在朱日和训练基地举行的中国人民解放军成立90周年阅兵式上,空中运输机梯队由1架运-20和2架运-9所组成,接受了军委领导的检阅。
军中正式称呼“鲲鹏”的运-20,却被国内军迷取了个号“胖妞”,虽然运-20机体形状既圆又胖,但在空中飞行时, 却非常娇健。
由于运-20非常性能非常好,某飞行员曾说,“当我操纵飞机,使用舵油门时,它能将我的想法快速变成动作。”
运-20飞行员所言不虚,具备后发优势的运-20,无论机体设计技术、载重技术,以及飞行控制技术方面,都位于全球军用运输机第一梯队。
在珠海航展上,运-20曾作飞行表演,做了一个大波度双转弯,显得非常轻盈和稳定,给现场观众留下了运-20虽然体积庞大,但其操控性能却非常好的印象。
运-20,是一款我航空科技人员自研的大型喷气式战略运输机,机上的许多综合指标,足以媲美当今著名的C-17等军用运输机,其最大起飞重量超过了200吨,最大载重量超过60吨,意味着我空军的战略投送能力得以显著提升,成为我空军战略性、标志性装备。
由于运-20的航程能达到7000公里,因此,解决了我军快速机动的问题,在危机时期,具备将一个全副武装作战连的兵力,成建制地投送到数千公里之外,让我军有能力和信心解决边境地区局部危机问题等。
此外,运-20也将提升我国应对非传统领域安全问题的能力,比如能飞赴数千公里以外,执行撤侨行动,运-20大航程和高载重量,足以完成此类任务,对提高空军战略投送能力和履行使命任务能力具有重要意义。
运-20研发成功并装备我空军航空兵运输机单位,使得我国成为能独立自主研发200吨级以上大型喷气式军用运输机的少数几个国家而已,目前,只有美俄等少数国家能研发与运-20类似的C-17、伊尔-76大型军用运输机等。
3. 055可以发现歼20吗?
055能否发现歼20,实际上就是现代化舰艇与隐身战斗机之间的攻防问题。
055当然可以发现歼20隐身战斗机指的是对雷达隐身,隐身战斗机通过机体特殊设计和吸波涂层的使用,可以有效吸收大部分雷达发出的波束,而雷达依靠的是雷达波发射到空中触碰到飞行物反射这种原理来探测战斗机,如果雷达波被战斗机吸收或折射,行不成有效反射,雷达自然探测不到战斗机的存在。
但战斗机毕竟是一个庞然大物,并且无法做到百分之百对雷达波的吸收或折射,如此一来在远距离上隐身战斗机可以实现良好的隐身效果,但如果距离近了其隐身效果就会大打折扣。事实上在现代化的防空雷达面前,还没有哪架隐身战斗机可以做到在百公里以内的距离上有效隐身,而055驱逐舰装备的又是性能最好的相控阵雷达,所以说只要不是距离太远,055探测到歼20是没什么问题的。
防空舰与隐身机之间的较量隐身机占优势现代化战争早已进入超视距,战斗机与驱逐舰之间的较量同样如此,这就带来了一个问题,那就是虽然防空驱逐舰可以在中近距离上探测到隐身战斗机,但隐身战斗机可在远距离上就发起攻击,发射完反舰导弹就脱离,这样一来防空驱逐舰就比较被动。
驱逐舰如何提高应对隐身战斗机的能力虽然隐身战斗机理论上占有优势,但并不是说防空驱逐舰就没有应对的能力,首先隐身舰载机当前还有一个问题就是没有合适的反舰武器可用。隐身战斗机若想达到最佳隐身效果就必须使用内置弹仓,但内置弹仓容积有限,放不下大型反舰导弹,这是制约目前隐身机反舰作战的一个问题,但反舰导弹小型化并不是太难的技术问题,只不过目前还没有大量生产应用。
也就是说,在不久的未来隐身战斗机都可以在内置弹仓挂载小型化的反舰导弹,这就使得防空驱逐舰必须提高自己应对隐身战斗机的能力,而如何提高也有两个方式,一是加强自身的反隐身能力。当前我国052D驱逐舰的最新改型采用的517预警雷达和055使用的S波段预警雷达都有效提升了反隐身能力,这是一个方面。
另一个方面是反隐身作战不能依靠驱逐舰本身,驱逐舰需要融入到作战体系当中。如空中舰载预警机或大型陆基预警机的协助、电子战飞机的支撑、己方隐身舰载机的加入等等,055融入到这样一个作战体系中,就可以完全发挥出其万吨驱逐舰的优势来。而且当前我国拥有了一种新的反隐身方法:卫星反隐身!吉林一号拍摄到飞行中的F22充分论证了卫星反隐身的可行性!
4. 2018年珠海航展有哪些看点?
今年珠海航展正在紧张准备中,作为军事自媒体怎能错过这场大戏,本文纯属利刃猜测,特此申明。
两年一度的珠海航展即将开幕,下个月的此时,我国的各类战机、战车和世界各国的先进航空技术产品,就会在珠海与世人见面。不论是军迷还是航空迷们,对于本次航展还是异常期待的,毕竟上届航展的歼20一亮相,就吸引了所有人的关注。
那么此次航展还有什么更多的亮点呢?利刃在此大胆猜测一下。
首先就是直20或许会亮相航展。作为我国全新一代的通用直升机,直20已经开始试验性装备部队,这与当年歼10、直10等武器的装备套路一模一样,因此,直20在珠海亮相几乎已成定局,只是要看是否会进行静态展示了。
其次就是神秘的轰20,就在昨天,央视的一段视频中的字幕很显眼的写出了“轰20已经取得重大进展”的字样,一石激起千层浪,军迷圈儿为这句话昨晚已经炸开了锅。更有甚者还翻出了以前的视频,在中航工业宣传片的结尾就曾经预示着要有新一代轰炸机亮相。多方面结合起来看,轰20真的已经呼之欲出了。不过,在珠海航展上进行亮相,恐怕最多还是一个模型甚至是概念机的展示,实机在如此短的时间内要做出来,恐怕还真的有些强人所难。
再次就是新型重型直升机,对于重型直升机的渴求,陆军航空兵早已饥渴难耐,为何在中型通用运输直升机的方案选择上倾向于类似“黑鹰”的直20,最大的原因就是要在陆军空中突击部队的重型装备运输上,使用重型直升机来吊运或舱内运输。因此,在我军米-6重型运输机退役20年之后,何时能再拥有重型直升机,一直都是各方都在期待的。虽然在历次珠海航展和天津直升机展中,都有重型直升机的模型亮相,但这次珠海航展,很有可能会出现未来重型直升机真正的框架方案和比例模型,到时候各位看官可不要错过了。
然后就是AG600型水上飞机,这款水上飞机已经于去年试飞并在今年赴湖北荆门进行了水上滑行试验,虽然能够赶回珠海进行展示目前来说还不敢肯定,但相关的介绍和产品推荐一定不会少,毕竟这属于民用项目,而且是国家重点支持的大飞机项目之一,中航工业一定不会放过这样好的机会来进行推广的。
最后就是各类陆军装备了,从2014年开始,随着陆军装备的参加,珠海航展实际上已经升级为防务展,在相继推出了VT-4/VT-5/VN12等各类坦克装甲车辆后,今年的珠海会有哪些更新型的地面装备亮相,也备受期待。本小编推测,之前已经在网上热炒的8轮155mm自行火炮和卡车底盘的155mm自行火炮,一定会出现在珠海。而更轻量化的可进行空投的各类装备体系,则仍将亮相珠海,例如轻型车辆底盘搭载的榴弹炮、迫击炮和空降战车等等。
除了以上的这些,其实利刃还很期待运20换发后的样子,提前给大家看看模型也好,还有新一代重型武装直升机,或许也会以模型的方式在珠海的某个角落等待军迷们的发掘。(利刃东风破)
5. 歼20最终会换装哪个发动机?
近期公开的J20试飞照片
近日网络上公开了几张J20战斗机试飞的照片,照片上显示这架J20的发动机采用了隐形尾喷口,和2017年9月开始试飞的2021号原型机一样,喷口外调节片为黑色,并且末端为锯齿形。据此有媒体称国产太行发动机终于成熟了。然而实际上,照片上的发动机既不是太行发动机也不是太行发动机的改进型号,这台发动机就是正在试飞中的WS15发动机。关于J20使用的发动机一直都是高度争议的话题。很多人仅从外观判断,认定J20试飞和服役阶段用的是AL31发动机甚至是AL31FM1发动机。然而实际上J20从试飞开始用的就是国产发动机,和AL31系列发动机没有任何关系。那么我们今天就来研究一下,第一个问题J20试飞和服役阶段用的是什么发动机。这个问题其实很早就有官方标准答案。
J20装备的发动机型号为WS10B
早在2011年年底,央视国防军事频道播出过一期叫做“世界武器装备大盘点”的节目。节目中非常明确的讲J20装备的发动机型号为WS10B,并称2011年全年J20完成了65次试飞。本号做过一期视频节目,里面有这段新闻,需要眼见为实的点后面链接。(J20的过渡动力)然而还是有很多人不以为然,坚持认为央视消息不可靠,说央视经常说错。本民工觉得央视节目的军事素养真的不怎么样,确实经常说错话。但是就此彻底否定央视并不可取,因为这期节目不是比较随意的访谈类节目,而是新闻类节目。这个新闻一定是有出处的,而且能够说清楚一年试飞了多少架次的新闻来源,不是军方就是厂方或者设计所,消息肯定是非常可靠的。那么第一个问题的答案已经有了,J20试飞时用的发动机型号就是WS10B。
WS10B发动机尾喷口和机身锯齿间留有间隙 方便矢量尾喷口偏转
第二个问题是J20发动机是否有矢量推力。很多人坚持J20试飞时用的是AL31FN发动机,唯一的一个理由就是发动机的尾喷口。因为从照片上看,J20发动机的尾喷口和AL31FN的一模一样。但是这些人却无法解释J20发动机的尾喷口为何可以朝任意方向偏转。不管AL31或者AL31FM1都做不到。
从照片上可以看到,J20发动机的尾喷口是可以朝任意方向偏转的,而且两个喷口偏转方向也可以不一致,朝那个方向偏转,哪一侧与机身锯齿的间隙就缩小,相反方向的间隙就会扩大。如果不偏转,则各方向间隙保持一致。实际上在试飞阶段,J20在2016号原型机以后WS10B就换装了矢量喷口直到试飞结束,进入部队服役的J20就已经装备矢量喷口了(J20发动机的尾喷口)。
WS10B的中间状态推力超过90千牛,加力推力为144千牛
第三个问题,WS10B的性能如何?关于这个问题也有官方标准答案。2018年4月份,深圳卫视在介绍J10C服役的新闻中曾公开过WS10B的性能,称中间状态推力超过90千牛,加力推力为144千牛。中国空军的官微空军发布还关注了这一消息。这里所说的中间状态推力超过90千牛是很有艺术的,超过多少都算超过!那么到底是超了多少呢?深圳卫视为何说得这么模糊,是因为这个其实涉及到一个非常核心的问题,那就是WS10B用的是什么核心机,这个问题我们后面再专门讨论。根据涡扇发动机的中间状态推力和加力推力的关系计算,中间状态推力应该在97千牛左右,也就是9.9吨左右的推力。需要看深圳卫视新闻的点后面链接(涡扇十五三步曲)。
F22为了获得更好的视野加高了座舱下方机身 但这会增加阻力
第四个问题,目前的J20是否有超音速巡航能力。战斗机能不能超巡,一方面看发动机,另一方面还要看气动设计,主要是阻力系数。那么J20的阻力系数如何呢?我们来和F22对比一下。先看机身,J20和F22两架飞机的机身截面形状相似,尺寸也差不多,但F22为了获得更好的视野加高了座舱下方机身,这会增加阻力。而J20没有加高座舱下的机身,只是将座舱向前移动了一点。J20机身长度在20.5米左右,F22是18.9米。J20因为采用三维轴对称矢量喷口,所以机身尾部阻力要大于F22,总体上J20整机长宽比更大,有利于减少超音速飞行阻力。再看机翼,J20的翼展在12.88米左右,F22在13.56米,J20翼展更小,而且J20机翼后掠角度更大,这样波阻更小。J20机翼面积约为68平米,F22机翼面积为78平米,J20鸭翼面积也比F22平尾面积小,所以就水平翼面摩擦阻力来说J20占很大优势。然后是垂尾,J20采用全动式垂尾,面积只有F22一半左右,虽然多出了腹鳍,但即使两者相加面积仍然要远小于F22的垂尾,而且,J20垂尾和腹鳍后掠角度都很大,所以无论波阻、摩擦阻力都要比F22的垂尾小的多。
J20借助鸭翼和机身边条实现了非常高的升力系数和非常低的阻力系数
另外站在气动布局的角度,鸭式气动布局也是有技术优势的。首先,常规气动布局是有配平阻力的,而鸭式气动布局没有配平阻力。因为在常规气动布局中重心在前,机翼产生的升力在中间,平尾产生的升力在后。整架飞机要想保持平衡,平尾产生的升力一定是负的,为了产生负升力必然就会产生配平阻力。而对鸭式气动布局来说完全没有这个问题,鸭翼产生的升力是正的,重心在中间,机翼产生的升力也是正的,三者达成平衡,不存在配平阻力问题。所以站在配平阻力的角度来说鸭式气动布局是有优势的。
对J20来说,鸭式气动布局还可以起到减小机翼载荷的作用,能够进一步减小机翼面积,以进一步减小阻力。J20借助鸭翼和机身边条实现了非常高的升力系数,比F22高30%左右。因为J20有两个涡流发生器,一个是鸭翼,另一个是鸭翼和机翼之间的机身边条,这两者结合能够产生更强大的涡流,因为鸭翼的展向尺寸比F22的进气道侧边嵴尺寸要大得多,导致鸭翼涡尺寸更大,连机身边条产生的涡流都比F22进气道侧边嵴产生的涡流强大。而且鸭翼下方的气流压力大,在鸭翼涡流经机翼和机身上方时能不断向涡流补充能量,使涡流的强度远远超过F22。J20的小展弦比机翼翼根部分更长,可以更充分的利用涡流的力量。最重要的是机身也能够获得比F22更大的升力,相对而言J20的单位面积机翼载荷就会更小。这也是鸭式气动布局的升力系数要高于常规气动布局的另一个重要原因。有了更高的升力系数就可以适当减少机翼面积以减少阻力,以平衡发动机性能的不足。实际上F22的机翼面积为78平方米,J20为68平方米,这个靠的就是更高的升力系数。J20的机翼面积更小一些,所以在气动阻力上,采用鸭式气动布局的J20是有很大优势的。在阻力系数上J20可能占据百分之十几的优势。(J20发动机不如F22 但机动性为何仍能与之对抗)
J20目前装备的矢量版WS10B推重比只有8.8左右,中间状态推力在97千牛左右,也就是9.9吨左右的推力。这和F22发动机的105千牛中间状态推力也就是10.7吨推力相差不大,也就相差0.8吨左右的推力。这样的中间状态推力再加上J20优秀的气动设计以及更小的阻力系数,J20完全可以实现超音速巡航,而且一点都不比F22差,高空有可能达到1.8马赫以上。
那么这个WS10B看起来像是太行发动动机的改进型号,但性能为何又如此强悍呢?因为97千牛左右的中间状态推力已经远远超出了太行核心机的改进潜力了。
最近公开照片的J20发动机和2021号原型机的发动机是同一型号的 有可能只是批次不同
上一篇文章我们谈了WS10B的各方面性能。本来是讨论WS15的,为何要先说一堆WS10B的事情。这是因为说不清楚WS10B的情况就没法说清WS15的事情。2018年4月份,深圳卫视在介绍J10C服役的新闻中曾公开过WS10B的性能,称中间状态推力超过90千牛,加力推力为144千牛。中国空军的官微空军发布还关注了这一消息。可见WS10B性能指标相当的强悍,但是看WS10B这个型号名称又像是太行系列的改型,但是太行核心机有这么大的改进潜力吗?我们知道太行发动机或者AL31FN的推重比都在7.5左右,军用推力都在7.5吨左右,加力推力都在12.5吨左右,虽然后来太行提高到了14吨左右,但那也是在J20首飞之后的事了,至于AL31FM1也好不到哪里去。WS10B发动机中间状态推力在97千牛左右,比太行高出32% ,性能高出这么多。以太行的核心机是无论如何实现不了的,因为能提高25%就已经是跨代的性能提升了。很显然WS10B用的不是太行的核心机。
实际上对于第四代战斗机(新标准第五代)来说,发动机必须是跨带的高推重比发动机。对于这一点大家必须有清醒的认知,那种认为J20可以先用太行发动机或者AL31FN飞起来,然后再换WS15的想法是根本走不通的。关于这一点我们来看看国内某涡扇型号总师的观点。这里有这位总师最近公开发表的论文,大家一起看一下。
到现在仍然有很多人不辞辛劳的为J20装上AL31FN、AL31FM1、WS10、WS10B、WS15,不停的换来换去。也不管每次换完都要花三四年试飞飞行包线,修改优化飞行控制率,甚至修改进气道,修改气动外形。也不考虑这样换来换去,前面的做的工作还是否有意义,技术上是否能实现,花费十几年换发动机时间上是否可行,等等。从这位总师的观点中我们应该清楚的知道,WS10B是不可能在太行发动机核心机的基础上改进而来的。那么WS10B要想实现高推重比就只有一条路可走了,那就是用高推核心机。那么从以上情况来看,这个WS10B很可能就是将我国预研的高推核心机和太行发动机的风扇和低压涡轮串装起来,再加上国内大修AL31发动机取得的一些技术成果,集成的一款过渡状态动力装置。
WS15发动机验证机总设计师江和甫
那么剩下的问题是用高推核心机来研制过渡动力时间上来的及吗?首先我们知道高推核心机在研制时,江和甫总师是很有远见的,在核心机阶段就已经为核心机配套了外涵道而且也上高空台进行了测试,等于把后边验证机的工作都干了。这样就为WS15和WS10B研制争取了时间。实际上高推核心机测试外涵道用的就是太行的风扇和低压涡轮。高推核心机研制在2005年年底实际上已经完成了阶段性的任务,否则也不会在2006年年初启动WS15的研制工作。而采用太行发动机成熟的风扇和低压涡轮,也可以大大缩短WS10B的研制周期。那么花五年时间,赶在J20首飞前,研制出来一个过渡动力为WS15争取时间还是来得及的。这个就是WS10B作为过渡状态动力装置存在的意义。现在我们再来看WS10B这个型号的名称,就很有意思。看型号像是太行系列的改型,但又用了高推的核心机。所以称其为WS15低配版也不算错。你说它是WS15吧,它的风扇和低压涡轮又是太行发动机的,所以叫太行发动机的改进型号也不算错。
WS15验证机于2011年交付
那么WS15的具体性能是怎样的呢,我们前面有一篇文章是专门推测WS15性能指标的,要看的话点后面链接,这里就不重复了(WS15发动机的性能推算)。关于W15的性能指标,我们再来看张照片。这是一个公开展览的展板,在上面我们可以清楚的看到,WS10B的最大推力为155千牛。
多年前一个公开展览的展板
多年前兵工科技杂志也曾提到这台155千牛的发动机。当时提到某太行改进型发动机推力为155千牛,推重比为9.5。
多年前兵工科技杂志提到的太行改进型发动机
这样看来这个WS10B就是多年前提到的那台9.5个推重比的发动机。奇怪的是这些参数和深圳卫视提到的144千牛的加力推力并不吻合。为什么会出现这样的情况呢?从媒体公开155千牛这个参数的时间来看,是在WS15研制开始之后不久,这个参数应该是原计划要达到的参数。但是在研制阶段遇到了技术困难,当时亦有传闻WS15研制推倒重来。毕竟太行的风扇和低压涡轮和高推核心机本来就不完全匹配,虽然高推核心机在WS15开始研制前已经经过了地面试车达到了最大工作状态,但是当年并未实现高空台测试达标,高空台测试达标直到2009年年底才实现。如果高空台测试没有完全达标,那么指标之外的部分参数WS10B是不能用的。直到高空台测试完全达标,WS10B才能达到原设计指标。这中间差不多有三年多时间,而发动机的研制工作却不能停止。
那么如何解决问题呢?也很简单,先降低指标,比如降低发动机最大转速和涡轮前进气温度,等达标之后再改回去。这样做可以大大降低发动机研制的技术难度,而且也能保证在非常短的时间内完成WS10B的研制。如果是这样的话,WS15的发展就可能出现三个阶段,整个过程分三步走。第一步,高推核心机加太行发动机风扇和低压涡轮,降低转速和涡轮前进气温度,中间状态推力超过90千牛,加力推力144千牛,推重比8.8左右,型号为WS10B。装备于J20技术验证机和原型机。这个就是J20的首飞发动机,也是给J20保底的动力,其主要任务是保证J20完成试飞装备部队,同时也要完成矢量喷口的装机试飞工作。另外这台发动机还是J10C的动力。第二步,改进风扇和低压涡轮,转速和涡轮前进气温度回到原设计指标,此时,中间状态推力超过100千牛,加力推力155千牛,推重比9.5。这个阶段指标定的比较早,现在指标可能已经有所提高,中间状态推力应该在108KN左右,加力推力在156KN左右。这个就是目前正在J20上试飞的型号,型号名称为WS15。
WS15已经重新研制了风扇和低压涡轮 重新匹配了内外涵道
最后是第三步,重新研制风扇和低压涡轮,重新匹配内外涵道,将高推核心机的性能完全发挥出来。中间状态推力进一步提高,加力推力达到180千牛左右,推重比有可能达到11左右。这台发动机就是WS15的完全版。(WS15三步曲)
虽说太行的风扇对高推核心机来说是小了点,影响高推核心机性能的发挥。但是也有好处,就是这台过渡动力将来可以换到原来使用太行或者AL31FN发动机的飞机上去。性能又可以有很大幅度的提高,修改的工作量很小,因为风扇大小都差不多,空气流量也差不多。最重要的是将来J20换发动机的时候,直接用WS15替换WS10B,不但稳妥而且修改的工作量非常小。因为WS10B用的是高推核心机和WS15是一样的。不但推力比较接近,而且更重要的是响应曲线也非常接近,只用扩展飞行包线即可。这样气动外形、飞机结构都不用修改。风扇直径也一样,进气道也不用改。等到WS15技术上成熟了,出了完全版就可以用到J20的改进型号上去。那时候再修改气动就没啥问题了。
最近公开的J20照片跟2021号原型机相比气动外形没有什么变化
目前J20 2021号原型机的照片出现在网络上已经有很长时间了。从外形上看最近公开的J20照片跟2021号原型机相比,气动外形没有什么变化,这就意味着目前装备于2021号原型机和最新的J20上用的发动机,就是加力推力156千牛的第二阶段发动机。因为全新批次的原型机肯定是有重大改进的,最大的可能就是发动机的改进。如果换了18吨左右推力的发动机,那么气动就要做出很大修改。如果没有看到明显的修改,那么可能就是换了个推力相差不是很大的发动机,从144千牛到156千牛。如果是这样,就意味着我们可能还有机会看到2031号原型机。而2031号原型机上装的可能就是加力推力180千牛左右的WS15完全版。到时候,2031号原型机的气动为了匹配动力的大幅增加,将会作出比较大的调整。
最新公开的J20尾喷口和机身锯齿间没了间隙 因此尾喷口无法偏转
最后一个问题是WS15的现状。从2017年九月开始,WS15发动机在J20 2021号原型机上开始试飞,目前已经生产了三个批次。最近公开照片的J20装备的发动机可能就是WS15最新的批次,发动机配备了锯齿形隐身喷口,但尾喷口和机身锯齿间没了间隙。因此尾喷口无法偏转,也就是说目前的WS15是基本型号没有矢量推力。等到基本型号定型之后才有可能再上矢量尾喷口。
按照2018年刘大响院士透露的消息 WS15将在2至3年后定型
在经过小批量生产试用没问题后,WS15两三年之后也会完成设计定型进入大批量生产。此阶段WS15中间状态推力108千牛,加力推力156千牛,推重比9.5(WS15发动机的性能推算)。换装WS15后,J20的性能可以进一步提升,相对于F22的技术优势会更加明显。至于WS15的完全版也就是加力推力18吨以上的版本目前还没出现。
综上所述,J20服役时装备的是使用高推核心机的WS10B发动机,现在试飞的j20用的是WS15的基本型号,没有矢量喷管,最终J20会装备使用矢量喷口的WS15。
6. 可以整体放大变为战斗轰炸机吗?
神秘机型抵达航展现场,疑似歼-20忠诚僚机,引发美媒高度关注。据环球网援引美国“动力”网站报道,从网络流出照片来看,一款此前从未展示过的无人机,已抵达珠海航展现场。很多专家推测这很可能是歼-20战机的“忠诚僚机”。
这款无人机具有飞翼式气动布局、背负式进气道设计及目前略显神秘的机翼后掠角度等细节特征。“动力”网站将该机的实际用途指向了可与歼-20协同作战的忠诚僚机身上。与此同时,“动力”网站综合近期官媒公布的演示画面认为,在忠诚僚机领域,中国的发展速度或已超越美国。
忠诚僚机能风靡于全球,全然离不开美空军在其背后的推波助澜,之所以这项技术会被美空军奉若神明,则与主要竞争对手,即中俄两国在军力方面的快速发展有关。
美智库战略与预算评估中心在《大国竞争时代的美国空军》研究报告中指出称,依靠先进弹道/巡航导弹、综合防空系统、反卫星武器及第五代战斗机等装备。让中俄两国拥有了完备的反制体系与应对手段,使得美空军目前所累积的空中优势能力正在不断被削弱。
此外该中心还认为,随着中俄两国在隐身战机领域的进一步发力,将会加速缩小与美空军在技术效率及作战能力等方面的差距,从而导致美空军在未来毫无胜算可言,因此在这一背景下,忠诚僚机便应运而生。
所谓忠诚僚机,指具备高度自主性的无人机与第五代战斗机通过组合搭配、进行空中协同作战。无人机可借助五代机在战场环境态势感知、作战网络信息节点等方面的突出优势,再运用自身所搭载的各型传感器系统与机载弹药等。遂行包括空地攻击、情报/监视/侦察、电子战及制空作战等在内的多种任务。
有人战机和无人僚机可充分利用两者间的各项长处,从而大幅提升作战效能,为夺取最终胜利打下坚实保障。作为这一理念的提出者与先行者,截至目前,美国已发展出多个忠诚僚机项目,如XQ-58A“女武神”、MQ-28A及“弃兵”等,随后,世界各国迅速闻风而动,力争要在该领域内不落下风。如英国“蚊子”、印度“勇士”及俄罗斯S-70“猎人”等,便是最好的例证,在此情况下,中国军工企业及科研院所也开始默默发力。
当外界谈及中国的忠诚僚机时,总喜欢将视角对准在国庆70周年阅兵式上亮相的攻击-11型隐身无人攻击机。加之近期央视国防军事频道也公布了一架双座版歼-20与四架疑似攻击-11忠诚僚机进行协同作战的CG动画,这无疑进一步佐证了外界早前的猜测,不过若以此为依据,就将攻击-11认定为双座版歼-20的忠诚僚机,恐怕还为时尚早。
诚然,在气动布局、航电系统、机载弹药及任务用途等方面,攻击-11的确无可挑剔,堪称是双座版歼-20未来的好帮手。可问题在于,该机仅配备有无加力燃烧室的小涵道比涡扇发动机,这就意味着攻击-11即使将发动机性能发挥到极致,也仅能以高亚音速飞行。
从总体设计看,攻击-11与美国克雷托斯公司目前运营的XQ-58A“女武神”极为相似,但后者主要用来执行ISR、通信中继及对地打击等任务,完全不涉及制空作战、且在项目开发过程中还将低成本与可消耗等指标要求贯穿始终。
反过来讲,攻击-11若想同双座版歼-20协同作战(主要指空战能力),还需要大幅提升发动机性能、使之具备超音速飞行能力方可满足,此外飞控系统也不容忽视。当然,若将门槛进一步放低,聚焦到对地攻击、诱饵、目标指示及防空压制等任务范围内,攻击-11的确可以胜任,但中国空军很有可能志不在此。
在2019年8月下旬的莫斯科航展上,由西安科为公司与西工大联合开发的“砺剑-1”无人靶机,一经亮相后同样引发了美媒的强烈关注。
尽管在展板上已明确标注该机为无人靶机,用于飞行员日常训练及实战练习及空空、地空导弹武器定型靶试等任务,但美媒《大众机械》杂志却固执地认为,“砺剑-1”有可能是忠诚僚机。
公开资料显示,“砺剑-1”机长4.74米、翼展2.5米、机高0.67米、尽管采用常规气动布局,但科研人员还是为其集成有多种降低雷达反射截面积的设计,如翼身融合、背负式进气道等。
“砺剑-1”配备有一台涡扇发动机,具备高亚音速飞行能力与全剖面机动能力,最大瞬间过载可达9G,有效载荷达60千克。从上述数据来看,“砺剑-1”或与所谓的忠诚僚机相去甚远,但对照央视近期公布的演示画面来看,即轰-6K轰炸机先后依次发射位于机翼下方的4架“砺剑-1”无人机。随后组成钻石阵型协同飞行,意味着该机正如美媒《大众机械》杂志所言,的确是忠诚僚机不假。
“砺剑-1”机身前部任务载荷舱采用模块化设计,可根据任务需求不同从而换装多种载荷,由此可以预见的是,通过与“砺剑-1”的有机结合,将切实增强轰-6K的战场生存性及火力打击范围。
此次展出的神秘机型与翼龙-10无人机比邻而居,不过相较于后者的一览无余,该型无人机除露出机身前部背负式进气道及后部尾喷口外,其他部位皆用篷布遮蔽,给外界留下了充足的想象空间。与世界各国隐身无人机一样,该机同样采用飞翼式气动布局+背负式进气道的设计,在满足低可探测性的基础上,使得该机还具备升阻比大、结构重量轻、载荷航程大等优势。
此外还有一点值得注意,相比于攻击-11隐身无人攻击机,该机外观看起来更为圆润,主要集中在机身下部区域。如此设计意味着,该机将会拥有一个容量庞大的内置弹舱,从而可搭载多型制导/非制导弹药,配合有人战机遂行多种作战任务。
根据流出的照片来看,该机目前并没有配备发动机,因此使得美媒“动力”网站将其称之为尾喷口设计略显粗糙,与整体外观迥异不同。从尾喷口尺寸来推断,该机或将装备一型带有加力燃烧室的涡扇发动机,可以预见的是,届时相应的隐身设计也会一并出现。
因此仅从上述分析而言,该机量产型未来有可能会同双座版歼-20进行协同作战,如果“动力”网站不幸言中的话,那么这对于美空军而言,无异于又是一记当头棒喝。
作为一项新生事物或是高新技术,忠诚僚机对提升作战效能或是改善敌我力量之比的作用可谓是显而易见,因此这也是美空军将其推崇为法宝的真实原因。但令美空军始料未及的是,中国军工企业及科研院所在该领域的发展速度实在是过于太快,如攻击-11、“砺剑-1”及此次展出的神秘机型等。它们的出现意味着,忠诚僚机这一在美空军眼中被视为是发展未来空中优势能力的关键装备,将会助力中国空军快速实现“以子之矛攻子之盾”的局面。
如果上述猜想成真的话,那这对于美空军而言,着实是万难接受。照目前的发展速度,中国军工企业及科研院所同美国诸多防务商相比,已不是过去的追赶态势,而是平分秋色甚至是部分领先,因此美空军能否如期达成未来空中优势能力的建设目标,目前来讲仍存在着诸多变数。
7. 轰20会不会在2018年珠海航展上露面?
截止到目前为止,轰20给人的印象只有中航的那个宣传片的结尾(THE NEXT……),再有就是空军司令马晓天证实了它(下一代远程轰炸机)的存在,最后就是央视证实其编号为轰20。除了这些之外还有什么?连轰20的模型都没有消息,也不用提什么首架样机、轰20首飞的消息。
轰20以实体参展的可能无限接近于零,儒道之主的看法是:轰20根本不可能以实体参展,哪怕是静态展示,都绝不会出现。我个人倒是很期盼轰20能够以模型参展,但这种可能性也是极低的,只能说是:希望在珠海航展上能够看到轰20的模型。实际上,在已经公布的珠海航展的飞行表演的单子上,也没有歼20的身影。但根据中航之前发布的消息“两型四代”、“20系列”,显然不会缺少明星战机歼20,而且还可以肯定的是:歼31也会参展。这个别当真,看看就行。
就是不知道歼31这次是以哪个版本参展,是2.0版,还是网传的3.0版?据小道消息:沈飞将有重大消息于珠海航展期间公布。这个消息的真假难辨,如果属实,那么问题来了:会不会是有关“海四”的消息?反正时间也要到了,就让我们耐心的等几天吧。我国空军现在差的最多的就是战略打击能力以及战略投送能力,也可以说是远距打击能力和远距运输能力。战略投送能力,对我们来说,问题已经开始得到了解决——运20大型运输机已经服役,唯一差的就是数量还不够。没办法的事,生产是需要时间的。
轰6毕竟是平台太老,虽然经过了现代化的升级改进,轰6K在性能上有了很大的提升,但是相比美、俄战略轰炸机而言,差距还是太大:换装新型航空发动机,航程虽然已经提升到了8000公里,但对于执行战略打击任务来说,短仍然短。轰6K还有一个问题就是突防能力差、载弹量太低,这没什么好说的。轰6K可以说是已经改到头了,再怎么改,它的性能都不会有大的提升了。空军急需下一代远程轰炸机,才能建设成为一支战略空军。
在这个背景下,轰20就走进了大家的视线,也被称为“20系列”之一。轰20是我国的下一代远程轰炸机,推测其为高亚音速的隐身轰炸机,采用飞翼布局。其航程、载弹量、作战半径、突防能力等,都将有相当大的提升。网上推测的数据一大堆,个人认为那些数据有些过于夸大。轰20现在连个影子都没露,谈什么性能数据都还太早了,希望珠海航展能够给我们一个惊喜:轰20模型参展。
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1. 第4批次歼20珠海曝光,如何看待歼20的垂直爬升?
回顾16年珠海航展,歼20的惊鸿一瞥,令人春心荡漾,热血沸腾。歼20双机水平通场,接着垂直拔升,向全世界画出一个大大的v字,其意味深长。
这双机画出的大v,从飞行剖面看是垂直爬升,从飞行方向看是倾斜爬升。这种组合式垂直倾斜爬升,是历次国内外航展上,战机所未表现过的。它体现在两个方面,1.发动机推力冗余量大,在垂直爬升速度不快下,飞行稳速爬升。通常要求飞机的推重比不小于1,才可做垂直爬升。2.歼20双机以同一个角度,左右侧向垂直爬升,反映出飞控控制的侧向控制精准,机翼多舵面操作有效。通常战机在垂直爬升时,就怕侧向力失控。
在战时被敌方战机咬尾时,采用这种垂直倾斜爬升方式,是极之容易甩掉敌方战机。有人说歼20爬升速度不快,是发动机推力不行。这说法是错误的,歼20没有像f22表演的那样,常开加力,也没有声音异常增大。这就好比开车,马力大的车,在半坡起步或遇到障碍时,轻点油门即可。反而马力小的车,则需加大油门。因此,怀疑歼20发动机是否原配,是挺可笑的事。
2. 中国的运20飞机有多大?
从网络上搜索到的报道,2016年7月6日,运-20授装接装仪式在空军航空兵某部举行,意味着在首飞3年以后,开始正式服役我空军航空兵。
运-20首次公开亮相,是在2017年7月30日,在朱日和训练基地举行的中国人民解放军成立90周年阅兵式上,空中运输机梯队由1架运-20和2架运-9所组成,接受了军委领导的检阅。
军中正式称呼“鲲鹏”的运-20,却被国内军迷取了个号“胖妞”,虽然运-20机体形状既圆又胖,但在空中飞行时, 却非常娇健。
由于运-20非常性能非常好,某飞行员曾说,“当我操纵飞机,使用舵油门时,它能将我的想法快速变成动作。”
运-20飞行员所言不虚,具备后发优势的运-20,无论机体设计技术、载重技术,以及飞行控制技术方面,都位于全球军用运输机第一梯队。
在珠海航展上,运-20曾作飞行表演,做了一个大波度双转弯,显得非常轻盈和稳定,给现场观众留下了运-20虽然体积庞大,但其操控性能却非常好的印象。
运-20,是一款我航空科技人员自研的大型喷气式战略运输机,机上的许多综合指标,足以媲美当今著名的C-17等军用运输机,其最大起飞重量超过了200吨,最大载重量超过60吨,意味着我空军的战略投送能力得以显著提升,成为我空军战略性、标志性装备。
由于运-20的航程能达到7000公里,因此,解决了我军快速机动的问题,在危机时期,具备将一个全副武装作战连的兵力,成建制地投送到数千公里之外,让我军有能力和信心解决边境地区局部危机问题等。
此外,运-20也将提升我国应对非传统领域安全问题的能力,比如能飞赴数千公里以外,执行撤侨行动,运-20大航程和高载重量,足以完成此类任务,对提高空军战略投送能力和履行使命任务能力具有重要意义。
运-20研发成功并装备我空军航空兵运输机单位,使得我国成为能独立自主研发200吨级以上大型喷气式军用运输机的少数几个国家而已,目前,只有美俄等少数国家能研发与运-20类似的C-17、伊尔-76大型军用运输机等。
3. 055可以发现歼20吗?
055能否发现歼20,实际上就是现代化舰艇与隐身战斗机之间的攻防问题。
055当然可以发现歼20隐身战斗机指的是对雷达隐身,隐身战斗机通过机体特殊设计和吸波涂层的使用,可以有效吸收大部分雷达发出的波束,而雷达依靠的是雷达波发射到空中触碰到飞行物反射这种原理来探测战斗机,如果雷达波被战斗机吸收或折射,行不成有效反射,雷达自然探测不到战斗机的存在。
但战斗机毕竟是一个庞然大物,并且无法做到百分之百对雷达波的吸收或折射,如此一来在远距离上隐身战斗机可以实现良好的隐身效果,但如果距离近了其隐身效果就会大打折扣。事实上在现代化的防空雷达面前,还没有哪架隐身战斗机可以做到在百公里以内的距离上有效隐身,而055驱逐舰装备的又是性能最好的相控阵雷达,所以说只要不是距离太远,055探测到歼20是没什么问题的。
防空舰与隐身机之间的较量隐身机占优势现代化战争早已进入超视距,战斗机与驱逐舰之间的较量同样如此,这就带来了一个问题,那就是虽然防空驱逐舰可以在中近距离上探测到隐身战斗机,但隐身战斗机可在远距离上就发起攻击,发射完反舰导弹就脱离,这样一来防空驱逐舰就比较被动。
驱逐舰如何提高应对隐身战斗机的能力虽然隐身战斗机理论上占有优势,但并不是说防空驱逐舰就没有应对的能力,首先隐身舰载机当前还有一个问题就是没有合适的反舰武器可用。隐身战斗机若想达到最佳隐身效果就必须使用内置弹仓,但内置弹仓容积有限,放不下大型反舰导弹,这是制约目前隐身机反舰作战的一个问题,但反舰导弹小型化并不是太难的技术问题,只不过目前还没有大量生产应用。
也就是说,在不久的未来隐身战斗机都可以在内置弹仓挂载小型化的反舰导弹,这就使得防空驱逐舰必须提高自己应对隐身战斗机的能力,而如何提高也有两个方式,一是加强自身的反隐身能力。当前我国052D驱逐舰的最新改型采用的517预警雷达和055使用的S波段预警雷达都有效提升了反隐身能力,这是一个方面。
另一个方面是反隐身作战不能依靠驱逐舰本身,驱逐舰需要融入到作战体系当中。如空中舰载预警机或大型陆基预警机的协助、电子战飞机的支撑、己方隐身舰载机的加入等等,055融入到这样一个作战体系中,就可以完全发挥出其万吨驱逐舰的优势来。而且当前我国拥有了一种新的反隐身方法:卫星反隐身!吉林一号拍摄到飞行中的F22充分论证了卫星反隐身的可行性!
4. 2018年珠海航展有哪些看点?
今年珠海航展正在紧张准备中,作为军事自媒体怎能错过这场大戏,本文纯属利刃猜测,特此申明。
两年一度的珠海航展即将开幕,下个月的此时,我国的各类战机、战车和世界各国的先进航空技术产品,就会在珠海与世人见面。不论是军迷还是航空迷们,对于本次航展还是异常期待的,毕竟上届航展的歼20一亮相,就吸引了所有人的关注。
那么此次航展还有什么更多的亮点呢?利刃在此大胆猜测一下。
首先就是直20或许会亮相航展。作为我国全新一代的通用直升机,直20已经开始试验性装备部队,这与当年歼10、直10等武器的装备套路一模一样,因此,直20在珠海亮相几乎已成定局,只是要看是否会进行静态展示了。
其次就是神秘的轰20,就在昨天,央视的一段视频中的字幕很显眼的写出了“轰20已经取得重大进展”的字样,一石激起千层浪,军迷圈儿为这句话昨晚已经炸开了锅。更有甚者还翻出了以前的视频,在中航工业宣传片的结尾就曾经预示着要有新一代轰炸机亮相。多方面结合起来看,轰20真的已经呼之欲出了。不过,在珠海航展上进行亮相,恐怕最多还是一个模型甚至是概念机的展示,实机在如此短的时间内要做出来,恐怕还真的有些强人所难。
再次就是新型重型直升机,对于重型直升机的渴求,陆军航空兵早已饥渴难耐,为何在中型通用运输直升机的方案选择上倾向于类似“黑鹰”的直20,最大的原因就是要在陆军空中突击部队的重型装备运输上,使用重型直升机来吊运或舱内运输。因此,在我军米-6重型运输机退役20年之后,何时能再拥有重型直升机,一直都是各方都在期待的。虽然在历次珠海航展和天津直升机展中,都有重型直升机的模型亮相,但这次珠海航展,很有可能会出现未来重型直升机真正的框架方案和比例模型,到时候各位看官可不要错过了。
然后就是AG600型水上飞机,这款水上飞机已经于去年试飞并在今年赴湖北荆门进行了水上滑行试验,虽然能够赶回珠海进行展示目前来说还不敢肯定,但相关的介绍和产品推荐一定不会少,毕竟这属于民用项目,而且是国家重点支持的大飞机项目之一,中航工业一定不会放过这样好的机会来进行推广的。
最后就是各类陆军装备了,从2014年开始,随着陆军装备的参加,珠海航展实际上已经升级为防务展,在相继推出了VT-4/VT-5/VN12等各类坦克装甲车辆后,今年的珠海会有哪些更新型的地面装备亮相,也备受期待。本小编推测,之前已经在网上热炒的8轮155mm自行火炮和卡车底盘的155mm自行火炮,一定会出现在珠海。而更轻量化的可进行空投的各类装备体系,则仍将亮相珠海,例如轻型车辆底盘搭载的榴弹炮、迫击炮和空降战车等等。
除了以上的这些,其实利刃还很期待运20换发后的样子,提前给大家看看模型也好,还有新一代重型武装直升机,或许也会以模型的方式在珠海的某个角落等待军迷们的发掘。(利刃东风破)
5. 歼20最终会换装哪个发动机?
近期公开的J20试飞照片
近日网络上公开了几张J20战斗机试飞的照片,照片上显示这架J20的发动机采用了隐形尾喷口,和2017年9月开始试飞的2021号原型机一样,喷口外调节片为黑色,并且末端为锯齿形。据此有媒体称国产太行发动机终于成熟了。然而实际上,照片上的发动机既不是太行发动机也不是太行发动机的改进型号,这台发动机就是正在试飞中的WS15发动机。关于J20使用的发动机一直都是高度争议的话题。很多人仅从外观判断,认定J20试飞和服役阶段用的是AL31发动机甚至是AL31FM1发动机。然而实际上J20从试飞开始用的就是国产发动机,和AL31系列发动机没有任何关系。那么我们今天就来研究一下,第一个问题J20试飞和服役阶段用的是什么发动机。这个问题其实很早就有官方标准答案。
J20装备的发动机型号为WS10B
早在2011年年底,央视国防军事频道播出过一期叫做“世界武器装备大盘点”的节目。节目中非常明确的讲J20装备的发动机型号为WS10B,并称2011年全年J20完成了65次试飞。本号做过一期视频节目,里面有这段新闻,需要眼见为实的点后面链接。(J20的过渡动力)然而还是有很多人不以为然,坚持认为央视消息不可靠,说央视经常说错。本民工觉得央视节目的军事素养真的不怎么样,确实经常说错话。但是就此彻底否定央视并不可取,因为这期节目不是比较随意的访谈类节目,而是新闻类节目。这个新闻一定是有出处的,而且能够说清楚一年试飞了多少架次的新闻来源,不是军方就是厂方或者设计所,消息肯定是非常可靠的。那么第一个问题的答案已经有了,J20试飞时用的发动机型号就是WS10B。
WS10B发动机尾喷口和机身锯齿间留有间隙 方便矢量尾喷口偏转
第二个问题是J20发动机是否有矢量推力。很多人坚持J20试飞时用的是AL31FN发动机,唯一的一个理由就是发动机的尾喷口。因为从照片上看,J20发动机的尾喷口和AL31FN的一模一样。但是这些人却无法解释J20发动机的尾喷口为何可以朝任意方向偏转。不管AL31或者AL31FM1都做不到。
从照片上可以看到,J20发动机的尾喷口是可以朝任意方向偏转的,而且两个喷口偏转方向也可以不一致,朝那个方向偏转,哪一侧与机身锯齿的间隙就缩小,相反方向的间隙就会扩大。如果不偏转,则各方向间隙保持一致。实际上在试飞阶段,J20在2016号原型机以后WS10B就换装了矢量喷口直到试飞结束,进入部队服役的J20就已经装备矢量喷口了(J20发动机的尾喷口)。
WS10B的中间状态推力超过90千牛,加力推力为144千牛
第三个问题,WS10B的性能如何?关于这个问题也有官方标准答案。2018年4月份,深圳卫视在介绍J10C服役的新闻中曾公开过WS10B的性能,称中间状态推力超过90千牛,加力推力为144千牛。中国空军的官微空军发布还关注了这一消息。这里所说的中间状态推力超过90千牛是很有艺术的,超过多少都算超过!那么到底是超了多少呢?深圳卫视为何说得这么模糊,是因为这个其实涉及到一个非常核心的问题,那就是WS10B用的是什么核心机,这个问题我们后面再专门讨论。根据涡扇发动机的中间状态推力和加力推力的关系计算,中间状态推力应该在97千牛左右,也就是9.9吨左右的推力。需要看深圳卫视新闻的点后面链接(涡扇十五三步曲)。
F22为了获得更好的视野加高了座舱下方机身 但这会增加阻力
第四个问题,目前的J20是否有超音速巡航能力。战斗机能不能超巡,一方面看发动机,另一方面还要看气动设计,主要是阻力系数。那么J20的阻力系数如何呢?我们来和F22对比一下。先看机身,J20和F22两架飞机的机身截面形状相似,尺寸也差不多,但F22为了获得更好的视野加高了座舱下方机身,这会增加阻力。而J20没有加高座舱下的机身,只是将座舱向前移动了一点。J20机身长度在20.5米左右,F22是18.9米。J20因为采用三维轴对称矢量喷口,所以机身尾部阻力要大于F22,总体上J20整机长宽比更大,有利于减少超音速飞行阻力。再看机翼,J20的翼展在12.88米左右,F22在13.56米,J20翼展更小,而且J20机翼后掠角度更大,这样波阻更小。J20机翼面积约为68平米,F22机翼面积为78平米,J20鸭翼面积也比F22平尾面积小,所以就水平翼面摩擦阻力来说J20占很大优势。然后是垂尾,J20采用全动式垂尾,面积只有F22一半左右,虽然多出了腹鳍,但即使两者相加面积仍然要远小于F22的垂尾,而且,J20垂尾和腹鳍后掠角度都很大,所以无论波阻、摩擦阻力都要比F22的垂尾小的多。
J20借助鸭翼和机身边条实现了非常高的升力系数和非常低的阻力系数
另外站在气动布局的角度,鸭式气动布局也是有技术优势的。首先,常规气动布局是有配平阻力的,而鸭式气动布局没有配平阻力。因为在常规气动布局中重心在前,机翼产生的升力在中间,平尾产生的升力在后。整架飞机要想保持平衡,平尾产生的升力一定是负的,为了产生负升力必然就会产生配平阻力。而对鸭式气动布局来说完全没有这个问题,鸭翼产生的升力是正的,重心在中间,机翼产生的升力也是正的,三者达成平衡,不存在配平阻力问题。所以站在配平阻力的角度来说鸭式气动布局是有优势的。
对J20来说,鸭式气动布局还可以起到减小机翼载荷的作用,能够进一步减小机翼面积,以进一步减小阻力。J20借助鸭翼和机身边条实现了非常高的升力系数,比F22高30%左右。因为J20有两个涡流发生器,一个是鸭翼,另一个是鸭翼和机翼之间的机身边条,这两者结合能够产生更强大的涡流,因为鸭翼的展向尺寸比F22的进气道侧边嵴尺寸要大得多,导致鸭翼涡尺寸更大,连机身边条产生的涡流都比F22进气道侧边嵴产生的涡流强大。而且鸭翼下方的气流压力大,在鸭翼涡流经机翼和机身上方时能不断向涡流补充能量,使涡流的强度远远超过F22。J20的小展弦比机翼翼根部分更长,可以更充分的利用涡流的力量。最重要的是机身也能够获得比F22更大的升力,相对而言J20的单位面积机翼载荷就会更小。这也是鸭式气动布局的升力系数要高于常规气动布局的另一个重要原因。有了更高的升力系数就可以适当减少机翼面积以减少阻力,以平衡发动机性能的不足。实际上F22的机翼面积为78平方米,J20为68平方米,这个靠的就是更高的升力系数。J20的机翼面积更小一些,所以在气动阻力上,采用鸭式气动布局的J20是有很大优势的。在阻力系数上J20可能占据百分之十几的优势。(J20发动机不如F22 但机动性为何仍能与之对抗)
J20目前装备的矢量版WS10B推重比只有8.8左右,中间状态推力在97千牛左右,也就是9.9吨左右的推力。这和F22发动机的105千牛中间状态推力也就是10.7吨推力相差不大,也就相差0.8吨左右的推力。这样的中间状态推力再加上J20优秀的气动设计以及更小的阻力系数,J20完全可以实现超音速巡航,而且一点都不比F22差,高空有可能达到1.8马赫以上。
那么这个WS10B看起来像是太行发动动机的改进型号,但性能为何又如此强悍呢?因为97千牛左右的中间状态推力已经远远超出了太行核心机的改进潜力了。
最近公开照片的J20发动机和2021号原型机的发动机是同一型号的 有可能只是批次不同
上一篇文章我们谈了WS10B的各方面性能。本来是讨论WS15的,为何要先说一堆WS10B的事情。这是因为说不清楚WS10B的情况就没法说清WS15的事情。2018年4月份,深圳卫视在介绍J10C服役的新闻中曾公开过WS10B的性能,称中间状态推力超过90千牛,加力推力为144千牛。中国空军的官微空军发布还关注了这一消息。可见WS10B性能指标相当的强悍,但是看WS10B这个型号名称又像是太行系列的改型,但是太行核心机有这么大的改进潜力吗?我们知道太行发动机或者AL31FN的推重比都在7.5左右,军用推力都在7.5吨左右,加力推力都在12.5吨左右,虽然后来太行提高到了14吨左右,但那也是在J20首飞之后的事了,至于AL31FM1也好不到哪里去。WS10B发动机中间状态推力在97千牛左右,比太行高出32% ,性能高出这么多。以太行的核心机是无论如何实现不了的,因为能提高25%就已经是跨代的性能提升了。很显然WS10B用的不是太行的核心机。
实际上对于第四代战斗机(新标准第五代)来说,发动机必须是跨带的高推重比发动机。对于这一点大家必须有清醒的认知,那种认为J20可以先用太行发动机或者AL31FN飞起来,然后再换WS15的想法是根本走不通的。关于这一点我们来看看国内某涡扇型号总师的观点。这里有这位总师最近公开发表的论文,大家一起看一下。
到现在仍然有很多人不辞辛劳的为J20装上AL31FN、AL31FM1、WS10、WS10B、WS15,不停的换来换去。也不管每次换完都要花三四年试飞飞行包线,修改优化飞行控制率,甚至修改进气道,修改气动外形。也不考虑这样换来换去,前面的做的工作还是否有意义,技术上是否能实现,花费十几年换发动机时间上是否可行,等等。从这位总师的观点中我们应该清楚的知道,WS10B是不可能在太行发动机核心机的基础上改进而来的。那么WS10B要想实现高推重比就只有一条路可走了,那就是用高推核心机。那么从以上情况来看,这个WS10B很可能就是将我国预研的高推核心机和太行发动机的风扇和低压涡轮串装起来,再加上国内大修AL31发动机取得的一些技术成果,集成的一款过渡状态动力装置。
WS15发动机验证机总设计师江和甫
那么剩下的问题是用高推核心机来研制过渡动力时间上来的及吗?首先我们知道高推核心机在研制时,江和甫总师是很有远见的,在核心机阶段就已经为核心机配套了外涵道而且也上高空台进行了测试,等于把后边验证机的工作都干了。这样就为WS15和WS10B研制争取了时间。实际上高推核心机测试外涵道用的就是太行的风扇和低压涡轮。高推核心机研制在2005年年底实际上已经完成了阶段性的任务,否则也不会在2006年年初启动WS15的研制工作。而采用太行发动机成熟的风扇和低压涡轮,也可以大大缩短WS10B的研制周期。那么花五年时间,赶在J20首飞前,研制出来一个过渡动力为WS15争取时间还是来得及的。这个就是WS10B作为过渡状态动力装置存在的意义。现在我们再来看WS10B这个型号的名称,就很有意思。看型号像是太行系列的改型,但又用了高推的核心机。所以称其为WS15低配版也不算错。你说它是WS15吧,它的风扇和低压涡轮又是太行发动机的,所以叫太行发动机的改进型号也不算错。
WS15验证机于2011年交付
那么WS15的具体性能是怎样的呢,我们前面有一篇文章是专门推测WS15性能指标的,要看的话点后面链接,这里就不重复了(WS15发动机的性能推算)。关于W15的性能指标,我们再来看张照片。这是一个公开展览的展板,在上面我们可以清楚的看到,WS10B的最大推力为155千牛。
多年前一个公开展览的展板
多年前兵工科技杂志也曾提到这台155千牛的发动机。当时提到某太行改进型发动机推力为155千牛,推重比为9.5。
多年前兵工科技杂志提到的太行改进型发动机
这样看来这个WS10B就是多年前提到的那台9.5个推重比的发动机。奇怪的是这些参数和深圳卫视提到的144千牛的加力推力并不吻合。为什么会出现这样的情况呢?从媒体公开155千牛这个参数的时间来看,是在WS15研制开始之后不久,这个参数应该是原计划要达到的参数。但是在研制阶段遇到了技术困难,当时亦有传闻WS15研制推倒重来。毕竟太行的风扇和低压涡轮和高推核心机本来就不完全匹配,虽然高推核心机在WS15开始研制前已经经过了地面试车达到了最大工作状态,但是当年并未实现高空台测试达标,高空台测试达标直到2009年年底才实现。如果高空台测试没有完全达标,那么指标之外的部分参数WS10B是不能用的。直到高空台测试完全达标,WS10B才能达到原设计指标。这中间差不多有三年多时间,而发动机的研制工作却不能停止。
那么如何解决问题呢?也很简单,先降低指标,比如降低发动机最大转速和涡轮前进气温度,等达标之后再改回去。这样做可以大大降低发动机研制的技术难度,而且也能保证在非常短的时间内完成WS10B的研制。如果是这样的话,WS15的发展就可能出现三个阶段,整个过程分三步走。第一步,高推核心机加太行发动机风扇和低压涡轮,降低转速和涡轮前进气温度,中间状态推力超过90千牛,加力推力144千牛,推重比8.8左右,型号为WS10B。装备于J20技术验证机和原型机。这个就是J20的首飞发动机,也是给J20保底的动力,其主要任务是保证J20完成试飞装备部队,同时也要完成矢量喷口的装机试飞工作。另外这台发动机还是J10C的动力。第二步,改进风扇和低压涡轮,转速和涡轮前进气温度回到原设计指标,此时,中间状态推力超过100千牛,加力推力155千牛,推重比9.5。这个阶段指标定的比较早,现在指标可能已经有所提高,中间状态推力应该在108KN左右,加力推力在156KN左右。这个就是目前正在J20上试飞的型号,型号名称为WS15。
WS15已经重新研制了风扇和低压涡轮 重新匹配了内外涵道
最后是第三步,重新研制风扇和低压涡轮,重新匹配内外涵道,将高推核心机的性能完全发挥出来。中间状态推力进一步提高,加力推力达到180千牛左右,推重比有可能达到11左右。这台发动机就是WS15的完全版。(WS15三步曲)
虽说太行的风扇对高推核心机来说是小了点,影响高推核心机性能的发挥。但是也有好处,就是这台过渡动力将来可以换到原来使用太行或者AL31FN发动机的飞机上去。性能又可以有很大幅度的提高,修改的工作量很小,因为风扇大小都差不多,空气流量也差不多。最重要的是将来J20换发动机的时候,直接用WS15替换WS10B,不但稳妥而且修改的工作量非常小。因为WS10B用的是高推核心机和WS15是一样的。不但推力比较接近,而且更重要的是响应曲线也非常接近,只用扩展飞行包线即可。这样气动外形、飞机结构都不用修改。风扇直径也一样,进气道也不用改。等到WS15技术上成熟了,出了完全版就可以用到J20的改进型号上去。那时候再修改气动就没啥问题了。
最近公开的J20照片跟2021号原型机相比气动外形没有什么变化
目前J20 2021号原型机的照片出现在网络上已经有很长时间了。从外形上看最近公开的J20照片跟2021号原型机相比,气动外形没有什么变化,这就意味着目前装备于2021号原型机和最新的J20上用的发动机,就是加力推力156千牛的第二阶段发动机。因为全新批次的原型机肯定是有重大改进的,最大的可能就是发动机的改进。如果换了18吨左右推力的发动机,那么气动就要做出很大修改。如果没有看到明显的修改,那么可能就是换了个推力相差不是很大的发动机,从144千牛到156千牛。如果是这样,就意味着我们可能还有机会看到2031号原型机。而2031号原型机上装的可能就是加力推力180千牛左右的WS15完全版。到时候,2031号原型机的气动为了匹配动力的大幅增加,将会作出比较大的调整。
最新公开的J20尾喷口和机身锯齿间没了间隙 因此尾喷口无法偏转
最后一个问题是WS15的现状。从2017年九月开始,WS15发动机在J20 2021号原型机上开始试飞,目前已经生产了三个批次。最近公开照片的J20装备的发动机可能就是WS15最新的批次,发动机配备了锯齿形隐身喷口,但尾喷口和机身锯齿间没了间隙。因此尾喷口无法偏转,也就是说目前的WS15是基本型号没有矢量推力。等到基本型号定型之后才有可能再上矢量尾喷口。
按照2018年刘大响院士透露的消息 WS15将在2至3年后定型
在经过小批量生产试用没问题后,WS15两三年之后也会完成设计定型进入大批量生产。此阶段WS15中间状态推力108千牛,加力推力156千牛,推重比9.5(WS15发动机的性能推算)。换装WS15后,J20的性能可以进一步提升,相对于F22的技术优势会更加明显。至于WS15的完全版也就是加力推力18吨以上的版本目前还没出现。
综上所述,J20服役时装备的是使用高推核心机的WS10B发动机,现在试飞的j20用的是WS15的基本型号,没有矢量喷管,最终J20会装备使用矢量喷口的WS15。
6. 可以整体放大变为战斗轰炸机吗?
神秘机型抵达航展现场,疑似歼-20忠诚僚机,引发美媒高度关注。据环球网援引美国“动力”网站报道,从网络流出照片来看,一款此前从未展示过的无人机,已抵达珠海航展现场。很多专家推测这很可能是歼-20战机的“忠诚僚机”。
这款无人机具有飞翼式气动布局、背负式进气道设计及目前略显神秘的机翼后掠角度等细节特征。“动力”网站将该机的实际用途指向了可与歼-20协同作战的忠诚僚机身上。与此同时,“动力”网站综合近期官媒公布的演示画面认为,在忠诚僚机领域,中国的发展速度或已超越美国。
忠诚僚机能风靡于全球,全然离不开美空军在其背后的推波助澜,之所以这项技术会被美空军奉若神明,则与主要竞争对手,即中俄两国在军力方面的快速发展有关。
美智库战略与预算评估中心在《大国竞争时代的美国空军》研究报告中指出称,依靠先进弹道/巡航导弹、综合防空系统、反卫星武器及第五代战斗机等装备。让中俄两国拥有了完备的反制体系与应对手段,使得美空军目前所累积的空中优势能力正在不断被削弱。
此外该中心还认为,随着中俄两国在隐身战机领域的进一步发力,将会加速缩小与美空军在技术效率及作战能力等方面的差距,从而导致美空军在未来毫无胜算可言,因此在这一背景下,忠诚僚机便应运而生。
所谓忠诚僚机,指具备高度自主性的无人机与第五代战斗机通过组合搭配、进行空中协同作战。无人机可借助五代机在战场环境态势感知、作战网络信息节点等方面的突出优势,再运用自身所搭载的各型传感器系统与机载弹药等。遂行包括空地攻击、情报/监视/侦察、电子战及制空作战等在内的多种任务。
有人战机和无人僚机可充分利用两者间的各项长处,从而大幅提升作战效能,为夺取最终胜利打下坚实保障。作为这一理念的提出者与先行者,截至目前,美国已发展出多个忠诚僚机项目,如XQ-58A“女武神”、MQ-28A及“弃兵”等,随后,世界各国迅速闻风而动,力争要在该领域内不落下风。如英国“蚊子”、印度“勇士”及俄罗斯S-70“猎人”等,便是最好的例证,在此情况下,中国军工企业及科研院所也开始默默发力。
当外界谈及中国的忠诚僚机时,总喜欢将视角对准在国庆70周年阅兵式上亮相的攻击-11型隐身无人攻击机。加之近期央视国防军事频道也公布了一架双座版歼-20与四架疑似攻击-11忠诚僚机进行协同作战的CG动画,这无疑进一步佐证了外界早前的猜测,不过若以此为依据,就将攻击-11认定为双座版歼-20的忠诚僚机,恐怕还为时尚早。
诚然,在气动布局、航电系统、机载弹药及任务用途等方面,攻击-11的确无可挑剔,堪称是双座版歼-20未来的好帮手。可问题在于,该机仅配备有无加力燃烧室的小涵道比涡扇发动机,这就意味着攻击-11即使将发动机性能发挥到极致,也仅能以高亚音速飞行。
从总体设计看,攻击-11与美国克雷托斯公司目前运营的XQ-58A“女武神”极为相似,但后者主要用来执行ISR、通信中继及对地打击等任务,完全不涉及制空作战、且在项目开发过程中还将低成本与可消耗等指标要求贯穿始终。
反过来讲,攻击-11若想同双座版歼-20协同作战(主要指空战能力),还需要大幅提升发动机性能、使之具备超音速飞行能力方可满足,此外飞控系统也不容忽视。当然,若将门槛进一步放低,聚焦到对地攻击、诱饵、目标指示及防空压制等任务范围内,攻击-11的确可以胜任,但中国空军很有可能志不在此。
在2019年8月下旬的莫斯科航展上,由西安科为公司与西工大联合开发的“砺剑-1”无人靶机,一经亮相后同样引发了美媒的强烈关注。
尽管在展板上已明确标注该机为无人靶机,用于飞行员日常训练及实战练习及空空、地空导弹武器定型靶试等任务,但美媒《大众机械》杂志却固执地认为,“砺剑-1”有可能是忠诚僚机。
公开资料显示,“砺剑-1”机长4.74米、翼展2.5米、机高0.67米、尽管采用常规气动布局,但科研人员还是为其集成有多种降低雷达反射截面积的设计,如翼身融合、背负式进气道等。
“砺剑-1”配备有一台涡扇发动机,具备高亚音速飞行能力与全剖面机动能力,最大瞬间过载可达9G,有效载荷达60千克。从上述数据来看,“砺剑-1”或与所谓的忠诚僚机相去甚远,但对照央视近期公布的演示画面来看,即轰-6K轰炸机先后依次发射位于机翼下方的4架“砺剑-1”无人机。随后组成钻石阵型协同飞行,意味着该机正如美媒《大众机械》杂志所言,的确是忠诚僚机不假。
“砺剑-1”机身前部任务载荷舱采用模块化设计,可根据任务需求不同从而换装多种载荷,由此可以预见的是,通过与“砺剑-1”的有机结合,将切实增强轰-6K的战场生存性及火力打击范围。
此次展出的神秘机型与翼龙-10无人机比邻而居,不过相较于后者的一览无余,该型无人机除露出机身前部背负式进气道及后部尾喷口外,其他部位皆用篷布遮蔽,给外界留下了充足的想象空间。与世界各国隐身无人机一样,该机同样采用飞翼式气动布局+背负式进气道的设计,在满足低可探测性的基础上,使得该机还具备升阻比大、结构重量轻、载荷航程大等优势。
此外还有一点值得注意,相比于攻击-11隐身无人攻击机,该机外观看起来更为圆润,主要集中在机身下部区域。如此设计意味着,该机将会拥有一个容量庞大的内置弹舱,从而可搭载多型制导/非制导弹药,配合有人战机遂行多种作战任务。
根据流出的照片来看,该机目前并没有配备发动机,因此使得美媒“动力”网站将其称之为尾喷口设计略显粗糙,与整体外观迥异不同。从尾喷口尺寸来推断,该机或将装备一型带有加力燃烧室的涡扇发动机,可以预见的是,届时相应的隐身设计也会一并出现。
因此仅从上述分析而言,该机量产型未来有可能会同双座版歼-20进行协同作战,如果“动力”网站不幸言中的话,那么这对于美空军而言,无异于又是一记当头棒喝。
作为一项新生事物或是高新技术,忠诚僚机对提升作战效能或是改善敌我力量之比的作用可谓是显而易见,因此这也是美空军将其推崇为法宝的真实原因。但令美空军始料未及的是,中国军工企业及科研院所在该领域的发展速度实在是过于太快,如攻击-11、“砺剑-1”及此次展出的神秘机型等。它们的出现意味着,忠诚僚机这一在美空军眼中被视为是发展未来空中优势能力的关键装备,将会助力中国空军快速实现“以子之矛攻子之盾”的局面。
如果上述猜想成真的话,那这对于美空军而言,着实是万难接受。照目前的发展速度,中国军工企业及科研院所同美国诸多防务商相比,已不是过去的追赶态势,而是平分秋色甚至是部分领先,因此美空军能否如期达成未来空中优势能力的建设目标,目前来讲仍存在着诸多变数。
7. 轰20会不会在2018年珠海航展上露面?
截止到目前为止,轰20给人的印象只有中航的那个宣传片的结尾(THE NEXT……),再有就是空军司令马晓天证实了它(下一代远程轰炸机)的存在,最后就是央视证实其编号为轰20。除了这些之外还有什么?连轰20的模型都没有消息,也不用提什么首架样机、轰20首飞的消息。
轰20以实体参展的可能无限接近于零,儒道之主的看法是:轰20根本不可能以实体参展,哪怕是静态展示,都绝不会出现。我个人倒是很期盼轰20能够以模型参展,但这种可能性也是极低的,只能说是:希望在珠海航展上能够看到轰20的模型。实际上,在已经公布的珠海航展的飞行表演的单子上,也没有歼20的身影。但根据中航之前发布的消息“两型四代”、“20系列”,显然不会缺少明星战机歼20,而且还可以肯定的是:歼31也会参展。这个别当真,看看就行。
就是不知道歼31这次是以哪个版本参展,是2.0版,还是网传的3.0版?据小道消息:沈飞将有重大消息于珠海航展期间公布。这个消息的真假难辨,如果属实,那么问题来了:会不会是有关“海四”的消息?反正时间也要到了,就让我们耐心的等几天吧。我国空军现在差的最多的就是战略打击能力以及战略投送能力,也可以说是远距打击能力和远距运输能力。战略投送能力,对我们来说,问题已经开始得到了解决——运20大型运输机已经服役,唯一差的就是数量还不够。没办法的事,生产是需要时间的。
轰6毕竟是平台太老,虽然经过了现代化的升级改进,轰6K在性能上有了很大的提升,但是相比美、俄战略轰炸机而言,差距还是太大:换装新型航空发动机,航程虽然已经提升到了8000公里,但对于执行战略打击任务来说,短仍然短。轰6K还有一个问题就是突防能力差、载弹量太低,这没什么好说的。轰6K可以说是已经改到头了,再怎么改,它的性能都不会有大的提升了。空军急需下一代远程轰炸机,才能建设成为一支战略空军。
在这个背景下,轰20就走进了大家的视线,也被称为“20系列”之一。轰20是我国的下一代远程轰炸机,推测其为高亚音速的隐身轰炸机,采用飞翼布局。其航程、载弹量、作战半径、突防能力等,都将有相当大的提升。网上推测的数据一大堆,个人认为那些数据有些过于夸大。轰20现在连个影子都没露,谈什么性能数据都还太早了,希望珠海航展能够给我们一个惊喜:轰20模型参展。
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