猛禽之下——F-22較為詳細可靠的分析報告(二)

猛禽之下——F-22較為詳細可靠的分析報告(二)

在上一章節我們簡單論述了F-22的氣動外形的作用,列舉了幾個簡單的例子後,我們得出初步的結論,

F-22的氣動佈局是全局兼顧的,任何方面都沒有明顯短板。

那麼現在,我們來簡單的論述一下,F-22的機動能力如何?

以前我在介紹J20時簡單的介紹過,機動能力分為兩種,一種是亞音速機動能力,一種是超音速機動能力。一般來說,我們對於格鬥能力的分析都是亞音速狀態下,所以本文著重分析F-22的亞音速機動能力。

對F-22的分析在上世紀90年代的國內是一個較為熱門的話題,即使是現在也有論文研究其機動能力與航跡軌跡仿真。

我站在前人的肩膀上總結和這些年來的信息歸納出一個較為真實的結果。

猛禽之下——F-22較為詳細可靠的分析報告(二)

首先是亞音速機動能力。在亞音速階段,我們通過能量機動(爬升,加速,穩盤等),角度機動(瞬盤)和過失速機動能力衡量F-22的能力。

既然涉及到能量機動,那我們就要知道SEP值是如何構成的,就免不了和推重比打交道,那麼我們又要推算一下F-22的大致空重是多少。

之前我以前的文章中我給出過SEP的推導公式,這次還以上次為標準,定常飛行狀態下,且攻角接近於0

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在上述條件下,直接與推重比,升阻比有關係,推重比,升阻比越高,SEP值越高

作為一架五代機,在官方披露飛行手冊之前,我們很難知道F-22的真實空重,關於其空重目前有三個說法。

第一,官網上的19.7t,不過個人認為這個數值過高,加上官網其他數據同已知出入結果較大,所以洛克希德官網應該對F-22的真實數據有所隱藏。

第二個,目前也是比較認可的說法,曾經有人詢問過洛克希德公司F-22的空重是多少,得到的答覆是F-22EMD(測試機)的空重是36000lbs(磅),也就是16.33t。

第三個,則是YF-22其重量是14.034t,F-22與其差距不大,增重較小,不會超過15t。

對於這三個數據,我個人認為16.33t是較為正確的,因為F-35相較於同種用途的四代機空重雖有提升,但不至於過大。(F35a aa1使用空重已知13314,對比F-16的空重)

再加上,F-22EMD的消息來源較為可信。而且,相比較的話,F-22比同種用途的F-15重大概4t是大致正確的。

所以我們取16.33t的使用空重為一個基準值,生產型是增重還是減重,我們不得而知,為了減小可能存在的誤差,我們將其空重設定為16.5t。

那麼我們只需要對比F-119的推力,大致是17.7t,那麼F-22的空機推重比達到了驚人的2.145。

對於這個數值我們要有一個清晰的認識,這個值簡直是驚為天人,雖然這可能是使用空重下的推重比。

即使是攜帶3t的燃油,至少足夠2.5分鐘加力飛行,推重比都到了1.81,而3t的燃油即使是以SU27sk的耗油率,都足以加力飛行3.7分鐘,對於F-119更小耗油的發動機來說,足以在同樣的留空時間下,攜帶質量更少的油。

再加上可能存在的低估(發動機升級之類的),這就是意味著F-22攜帶2.5分鐘加力燃油情況下的推重比,可能超達到了1.95左右。

這是一個驚為天人的數值!

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那麼F-22的亞音速阻力如何呢?在上一章我們提到過,在1988年,洛克希德重新改造了F-22的圖紙,減小後掠角,增大展弦比,改進了亞音速性能。以及F-22較低的翼載改善了最大可用升力係數。

但具體數值我們無法得知,此前有論文聲稱其最大升力係數達到了2.4!,但其後文章中又提到亞音速最佳升阻比只有9,好吧這個數值有待考證,因為實在是太驚人了,我提出一定的質疑,所以在此我們無法得出較為準確的亞音速升阻比。

但是我們可以確定,F-22的SEP值極高,因為推重比實在驚人,而且,雖然無法確定亞音速升阻比,但是這個值一定是較高的,因為現實世界的F-22已經展現了讓人瞠目結舌的能量機動能力。

角度機動同樣需要考證其最大升力係數,我們無法得到F-22的最大升力係數,所以瞬盤大小無從得知,只能通過現實的機動來分析。

F-22的過失速機動能力極為的優良,這不僅因為其平尾的力臂最長,配平效率最高。而且,還與產生的低頭力矩較小有關。

我們知道F-22機翼在機身中部偏後,且面積較大,所以過失速狀態下機翼阻力作用點距離中心位置較近,所以不會產生過大的低頭力矩。

再加上F-22有TVC更是在俯仰配平能力上加分。

這些設計都使得F-22具有非常優秀的過失速機動能力。

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上述我們通過一些分析得知,F-22的亞音速機動能力整體來說極為的優秀,但是由於最大升力係數數值的問題,對於能量機動和角度機動,我們無法有一個較清楚的認識,因為我們無法得到升力係數,升阻比的大致數據,一點參考都沒有,直接估計顯然也是不切合實際的。

那麼在現實生活中,我們在許多航展視頻中也能對F-22的機動能力有一個較清楚的認識。這我就不再舉例了,今日頭條上都有許多的視頻,展現了包括盤旋一週,短距起降,瞬盤等機動能力。

空軍工程大學防空反導學院曾經有人模擬了F-22的三種機動模式,得出結論:F-22A再近距空戰中的機動能力確實優於世界各國同類型飛機。

所以,儘管在定量分析中,我們對於其亞音速阻力,最大升力係數等數值不確定,但是經過事實的佐證,我們可以得到結論:F-22的亞音速機動能力極為優秀,足以讓其在與任何飛機的格鬥中不落下風。

歡迎評論區理智探討。


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