F22这一设计被大赞精妙,水平真的很高?歼20:并不如我

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说起F-22,大家总是不吝赞美之词,称之为五代机的标杆,经常拿来与“后起之秀”歼-20战机对比。近日,又有一件事引起了军迷的争议,F-22的主起落架设计技术细节在网上曝光,被赞叹为“精巧、漂亮、创新”,反过来评价歼-20起落架设计“四平八稳、缺乏新意”。事实真的是这样吗?

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这次争议的起因是这样,国外网站展示了一张精致的动图,直观展示了F-22的主起落架的收放过程,技术特点一览无遗。F-22主起落架采用了较为罕见的向上翻转式设计,看起来似乎确实很简洁,其究竟精妙在哪里呢?


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常规战斗机的主起落架,一般是安装在机翼和机身的连接处,也是战机结构强度最高的部位。而F-22却一反常态,安装在了机身最下方,转轴位置如红色箭头所指,机轮向上翻转收起。

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图中可以看出来,F-22主起落架收放时,先向外打开舱门,然后机轮是绕着连接轴翻转。总体而言,这种简单翻转式设计,起落架舱几乎只比一个机轮的空间稍大而已,十分节约宝贵的机体空间。

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F-22主起落架完全放下时的状态。简单精巧没错,但也不是没有缺点的。首先就是受限于安装方式,主起落架液压支柱较短,行程偏短,增大了着陆接地时的缓冲负荷,对液压伺服机构要求更高。

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其次,虽然缩短了起落架长度,起落架重量减轻,但全机结构重量并没有因此减少。因为安装位置较低,机轮负荷通过起落架先传递给机体下方,再向上传递到翼身结合部(如图箭头示意),这反而加大了机身隔框的受力情况,等于短起落架节省的重量,在机身上又补回来了。

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F-22翻转式主起落架还会带来一个问题,就是令主轮距先天偏窄,恶化滑行性能,翼下挂载重物时更明显。前三点起落架可以理解为一个三轮车,两个后轮越窄就越不稳,转弯时很容易翻车。很多战机费尽心思搞“外八字”起落架,就是为了改善高速滑行时的稳定性。像F-35、歼-31,吨位不如F-22,但主轮距比F-22还宽。

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牺牲一点滑行性能倒也还能接受,毕竟战机主要在天上打仗。但是起落架太短还会带来一个问题,那就是F-22机腹主弹舱离地面过近,造成装弹不便,尤其影响快速出动时的装弹效率。为此,F-22必须配套专门的超低高度装弹车,而采用常规主起落架布局的歼-20,机腹弹舱离地高度更合适,就没有这个问题。

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既然有这些缺点,那F-22为什么还要这么设计呢?其实设计战机,还是一个因需取舍的过程。F-22定位是打欧洲大战,机体可以说是现代战机中最紧凑的,必须尽可能节省空间装载设备和燃油,哪怕付出结构重量和滑行性能代价,因此才选择了翻转式起落架。

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跟F-22相反,“台风”为了优化滑行性能和结构重量,强化快速截击和空战能力,选择了最简单的支柱式起落架。代价却是浪费了三角翼内侧宝贵的重载外挂能力,无法携带大尺寸对地导弹。这同样是设计定位而已,“台风”主要是空优任务,对地打击是其次。

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看似精妙的结构还带来了可靠性的问题,F-22服役生涯中多次发生起落架故障、无法放下导致的事故。最近的一次是2020年1月20日,兰利基地一架F-22降落时,右侧机轮故障,导致机腹擦地,歪斜在跑道上趴窝。不完全统计,F-22起落架收放问题导致了至少6起擦地事故,造成数亿美元的损失,是供氧问题外的又一大麻烦。

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总之,F-22确实是五代机标杆,但毕竟设计于二十多年前,有些设计局限于时代,被后来者赶超也属正常,比如侧弹舱就完全不如歼-20的实用而精巧。他人的优点长处当然要虚心学习借鉴,但是过于吹捧乃至“神化”、过于自轻自贱,也是毫无必要的。


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歼-20侧弹舱,结构重量、尺寸、功能等各项性能都远比F-22的设计先进。

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