09.17 FC31装配涡扇19后能否成为最强舰载机?

FC31装配涡扇19后能否成为最强舰载机?| 航空母舰专题

FC31的定位是低端中型五代机

FC31装备的发动机比较落后,影响了FC31的性能。那么换上涡扇19后,性能是否会有很大提升,成为最强舰载机?要想搞清楚这个事情就要先搞清楚FC31的前世今生。FC31从何而来?FC31是沈飞所2007年在竞争空军第五代重型战斗机失败后,为了维系设计团队而自筹资金自研的项目。既然竞争不了高端重型机,沈飞所自然就将其定位在了低端中型五代机的位置上,这个定位一旦确定,很多东西就已经确定下来了。

第一个是中型,这个顶层设计一确定就决定了FC31不可能上舰了。因为我国航母需要的舰载战斗机必然是高性能重型战斗机。我们的航母一出家门口就会在第一岛链遇到对手的五代机,不光有数量众多的F35,最重要的是会遇到最强的对手F22。这就决定了我国航母上的舰载战斗机对标的标杆是F22,不是F35。FC31作为一个中型战斗机在同F22这样的重型战斗机对抗时,是很难占据上风的。

首先是近距离空战能力是注定不如F22的,因为中型机不可能有专门的格斗弹弹仓,如果设置格斗弹弹仓,中央弹仓的利用率会很糟糕,这与其定位是有抵触的。因为五代机的高低搭配和四代机有本质不同,四代机的高低搭配是性能高低上的搭配,而五代机的高低搭配是功能上的不同搭配。以美国为例,F22负责制空,F35负责对地攻击。虽然F22也可以勉强使用GPS制导武器对地攻击,但红外和激光制导武器是用不了的。而且F22既没有EODAS也没有EOST,甚至连头盔显示器都没有,非要用就必须外挂吊舱,F22现在还没开发这个功能,而且这会破坏隐身外形。F35虽然可以内置近距格斗空空弹,但是无法发射前锁定,采用发射后锁定的话,目前技术上还没搞定。否则就得外挂,一样会破化隐身外形。FC31遇到的情况也一样。没有内置格斗弹弹仓,近距离空战能力就无法和F22对抗。这个在确定中型机的定位时就已确定了。

另一问题是雷达、电子战设备口径小,发射功率没法和重型机PK。因为五代机都是有隐身能力的,同代机之间空战,是先从超视距空战开始的,雷达弱没法先敌发现就先天弱势了。如果还没发现对方就被对方先发现,对方的中距空空弹立刻就会打过来,中型机的生存高率就不高了。而且在航母上是很难再来个高低搭配,再搞个重型机负责制空的,这和陆地上不一样。电子战设备今天也变得非常重要,发射功率小就非常弱势了。

再者就是腿短,载弹量小。FC31的作战半径是1250公里,对于一个21世纪二十年代才开始研制的舰载机来说,这个已经算是比较差的了。虽然FC31的弹仓尺寸不算小,但是是否能满油满弹在航母上起飞仍然要打个问号。最起码在改进潜力上中型机和重型机是没法比的。

然后是低端这个定位。因为低端,所以在气动设计上,歼-31没有采取激进的设计,采用的是常规气动布局。这个气动布局就决定了,FC31的机动性会比较差,短期内没法超巡。

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FC31被发动机拖了后腿

因为作为一个中型机,国内在动力上是没有多大选择余地的。歼-31首飞时用的是国产的WS13,最多服役时用WS13E。无论WS13还是WS13E,推重比都达不到10,以FC31的气动设计,根本没法让歼-31实现超巡。至于WS19,推重比可以超过十,但是现在刚开始试飞没多久,等到能用至少要三、四年以后了。这就意味着短期内超巡是没指望的。即使将来用上WS19能够超巡了,FC31相对与F22仍然没有什么优势,因为两者气动布局都差不多,FC31再优化在气动设计上也很难取得多大的技术优势。而且WS19要完成基本的试飞,然后才有可能再装备矢量喷口。这样具备矢量推力能力就更晚了。对于海军来说这个根本就等不起,因为003航母年底就要进船坞了。

实际上动力上的落后已经严重拖了FC31的后腿。然而,即便WS19没拖后腿,FC31也根本不可能成为最强舰载机。没法确保在空中机动性上能够有效对抗F22。这和J20的情况完全不同。J20装备的发动机虽然比较落后,但是并没有影响超巡能力,也没有影响空中机动性能。因为能不能超巡,不光要看发动机,还要看气动设计。

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鸭翼和边条配合可以产生强大的涡流 这是J20气动优势的关键来源

对J20来说,鸭式气动布局在气动阻力上是占有很大优势的。因为鸭式气动布局在零升力状态下是没有配平阻力的,这和常规气动布局完全不同。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。

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。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FC31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FC31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FC31。在这方面FC31和F22情况类似。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FC31和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。也是鸭式气动布局空中机动性能更高的重要原因。这样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。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。

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WS10B的轴对称矢量喷口

J20目前装备的矢量版WS10B推重比只有8.8左右,但因为采用了高推核心机,中间状态推力仍然可以达到10吨左右。关于WS10B的推力,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。中间状态推力超过90千牛,但是到底超多少呢?根据通常战斗机中间状态推力和加力推力之间的关系,WS10B的中间状态推力在97千牛左右,也就是9.9吨左右的推力。这样的中间状态推力在加上J20优秀的阻力系数,J20完全可以实现超音速巡航,并且配备了矢量喷管的WS10B可以确保J20的空中机动能力不输F22。

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J20和FC31在辽宁舰甲板上最大起飞和最大回收状态下的载机分布

有观点认为FC31上舰会有数量优势,这个其实是不存在。因为有人算过,以辽宁号航母的甲板面积为准,无论最大回收状态还是最大起飞状态,FC31也就比J20多载一架。就算航母排水量扩大一倍,也不过就是多装载2架,数量上并无优势。

目前,中美之间冲突摩擦加剧,台海局势风险上升。在这样的当前环境中,中国海军必须尽快建立起强大的航母作战力量,确保有能力面对任何外部风险。对中国海军来说,航母作战力量建设必须要快,作战能力必须要强。这个时候如果选择的舰载战斗机短时间不能超巡,近距空战能力不行,综合作战能力不能确保可以和对手有效抗衡。这样的选择是无法跟国家交代的,在民族复兴的紧要关头,没有人可以承担这样的历史责任。FC31的命运实际上在沈飞所竞争重型五代机失利的时候,一切就已经注定了。FC31从诞生那一刻起就只能定位在中型低端机的位置上,这样的定位从顶层设计上就足以确保FC31不可能成为中国海军的舰载机,最强就更不用提了,这和涡扇19本质上没有任何关系。


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