有理有據,說說某國產發動機為什麼不能讓殲20超巡

有理有據,說說某國產發動機為什麼不能讓殲20超巡

殲20能不能超巡,是一般軍事愛好者不太關心的,主要是不清楚超巡對於四代機神聖不可缺的性能對殲20的重要性。

好看,模樣好,是中國大多數老百姓對殲20的評價,一看就知道殲20飛的很快,至於“超巡”都是一知半解。

其實,超巡和超音速機動是殲20的“命根子”,沒有這兩項技能,殲20根本算不上是四代機。

這就說到關鍵所在了,殲20到底能不能超巡(當然也包括超音速機動)。

殲20飛行員張昊說過:一進入超音速就是我們的天下了!這句話其實有三個意思,一是說殲20已經具備了在超音速條件下完勝對手的能力。二是暗示在亞音速條件下,殲20的優勢並沒有超音速條件下那麼明顯。三是說,殲20就是一架適應超音速作戰的飛機,而世界上現有的戰鬥機除了已有的四代機,都不適應超音速作戰。

而超音速作戰,最大的特徵就是超音速巡航和超音速機動。

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說到超巡,決定作用的因素無非就是兩個,推力和阻力。

先說推力,由於沒有相關發動機的軍推安裝推力曲線,無法確認超巡的高度速度時的推力大小,只能假設此時推力與臺架推力比例一致或者差別不大。

蘇57的發動機按目前使用的117發動機為9.5噸,YF22和YF23使用的發動機為YF119最大軍推為9.8噸,殲20假設使用WS10C(渦扇10C)軍推為8.5噸。這樣看殲20的發動機軍推最小,主要是太行的涵道比較大所致,所以雖然加力推力在上述3種發動機中並不算小,(有說可達14.5噸)但是軍推卻明顯偏小。

殲20用渦扇10發動機超巡無望

已知蘇57宣稱可以1.3馬赫速度超巡,YF22和YF23在試飛中均達到1.43馬赫的超巡速度。如果不考慮阻力因素,單憑殲20現階段發動機的只有8.5噸左右的軍用推力,可以說超巡基本無望。

先比較下YF22和YF23這兩款使用了相同發動機的機型,從兩者氣動佈局來講,超巡方面其實各有優劣,所以兩者在試飛中所達到的超巡速度幾乎相同,使用YF119時最大超巡速度都是1.43馬赫,使用YF120時最大超巡速度分別為1.58馬赫和1.60馬赫。YF23其實並沒有傳說中的那般超巡能力更強。雖然YF23機體較長,長細比相對更大,對較低波阻更為有利,然而它的主翼後掠角卻只有40度,而YF22後掠角卻有48度,同時YF23的寬間距發動機佈置也是一個明顯不利於超巡的因素,因此實際上兩者超巡能力基本一樣,其實沒什麼區別(YF23機體更重應該也是一個不利因素)。

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再來看蘇57與殲20的比較,就推力來講蘇57發動機推力明顯佔有優勢。但是由於蘇57使用了矢量噴口,會有一定的推力損失,加上發動機呈外八字帶夾角安裝,又會有一定的推力損失,所以實際推力優勢並沒直接數字看起來那麼大,而且蘇57進氣道有安裝雷達屏障,對進氣道流場來說也是不利的,有可能進一步損失部分推力。以上幾方面影響使得蘇57所用117發動機軍推相對於殲20所用的WS10C來說優勢有所減小。可能由原來的9.5:8.5降為9.0:8.5。

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然後再進行二者氣動佈局上的對比,氣動上來說殲20相對蘇57超巡有三大優勢:

  1. 長細比更大,蘇57機身長度比殲二十短約1米,而且最大橫截面積明顯更大,所以殲20長細比優勢明顯,波阻更小。
  2. 殲20的短間距發動機佈置比蘇57寬間距發動機處置更有利於超巡,浸潤面積更小,摩擦阻力更小。
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3、殲20使用了較大面積和較長力臂的鴨翼,相對於蘇57的常規佈局配平阻力更小。鴨翼正升力配平可以使整機的氣動焦點前移,從而降低機翼載荷,減小了配平阻力,而蘇57的常規佈局沒有這一優勢。至於可動邊條是否可用於配平,可能性不大,因為可動邊條上升雖然會增加抬頭力矩,但是會影響進氣道進氣,並且阻力會明顯增大(雖然有一定升力,但有可能破壞機身背部流場,反而降低升阻比)。

綜上三點氣動優勢,殲20將原來8.5:9.0的推力劣勢彌補過來應該是綽綽有餘了。如果發動機高空推力沒有太大偏差的話,殲20使用WS10C至少應具備蘇57目前同樣的1.3馬赫超巡能力。

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但是,蘇57的數據應該是有很大水分的,57在設計之初可考慮到發動機拖後腿,所以連進氣道S型都不敢用,基本是直通,嚴重拖累了隱身性能,當然除了進氣道其他地方隱身也民用精雕細琢。

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另外,蘇57為了升力體佈局,發動機必須寬間距安裝,這樣一臺發動機故障的話,單發基本無法控制飛機,所以發動機要外八字佈置,損失推力8~10%左右,並且俄羅斯發動機的推比都是俄標,實際根本沒那麼高,壽命也不長。

前不久首架量產機在試飛的時候墜毀,據傳是飛控問題。綜上,57設計先天不足,飛控配套不完善,發動機性能注水,十年之內應該是沒有超巡的可能性的,如果57真能超巡,以俄媒的急功近利,報道個幾百遍也不嫌多,所以一直在超巡上沉默恐怕也有苦衷。

超巡1.3馬赫不是殲20的追求

所謂超巡,1.3馬赫絕對是不夠的。超音速阻力最大的階段就在1到1.3馬赫之間,這個階段叫跨音速障礙。這就像我們推一扇巨大的門,如果戰鬥機一直在推這扇巨大的門,發動機的承載能力就要始終保持在峰值階段。不但需要打加力,發動機的渦輪前溫度也是最高的,也就是說要始終保持“中間推力”最高的推力,推力稍微不足就會再次進入跨\\超這扇門上,任何一個四代機的設計者也不會允許這樣的“超巡”出現,這是肯定的。

換句話說,假設殲20使用WS10C使出吃奶的力氣只能達到1.3馬赫超巡,還不如不超。

這個時候我們再來看美國的YF22驗證機使用YF119發動機時最大超巡速度都是1.43馬赫,和使用YF120發動機時最大超巡速度分別為1.58馬赫和1.60馬赫的合理性,就知道殲20的發動機真正實現超巡,必須也要保持在1.5馬赫和1.8馬赫之間的合理性。

再換句話說,殲20使用WS10C根本達不到這個水平。

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有外媒分析,殲20在1.5馬赫、11KM高度時巡航升阻比在5~6之間。根據飛機設計手冊中對三代機超音速升阻比要求在3-4之間,對四代機要求在5-6之間,如果殲20升阻比到6.3,已經算超過同代機水平了。

綜上所述,殲20的量產型不可能使用的是WS10C太行發動機,只能使用WS15四代發動機,這是毋庸置疑和毫無疑問的。

下圖 圖中自有黃金屋,圖中自有顏如玉,找亮點

有理有據,說說某國產發動機為什麼不能讓殲20超巡

四代戰鬥機最顯著的特徵就是要具備4S性能和能力,殲20如果缺少超音速巡航和超音速機動這2個S,就不能成為四代機(美俄稱五代機)。中國空軍沒有理由讓一架不達標的殲20服役,國防部發言人也不可能信誓旦旦的說殲20就是四代機。至於WS15本身的性能不是本文介紹的重點,渦扇15的加力推力可達17-18噸,最大軍用推力(中間推力)可達11噸左右,完全可以勝任超音速巡航和超音速機動的作戰要求。


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