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俗话说,没有追求一事无成,压力不大动力不强,中国人历来有尽早做计划的优良传统,从1949年开始政府工作的5年计划,都有很明显的发展导向性,从68年以来的发展情况来看,这是世界最强大的规划,而且是历史上最伟大的进步,10多亿人口的国家,从一穷二白一跃而起称为世界工业品制造第一大国,按实际购买力来算也是世界第一大国,这个成功可谓世界第一,没有之一。
中国航空工业和国家政府计划几乎同步,在65之前由于各种原因,规划都不是很成功,实际上航空工业真正走入正轨快车道还是从2003年开始,歼10战斗机成功试飞装备部队,从此之后中国航空工业井喷,10年之内就成功研制了歼20双发隐身重型战斗机和运20大型运输机,去年直20通用直升机也开始频繁露面,还剩下一个类似美国B2隐身轰炸机的轰20隐身轰炸机,也是迟早的事情。
这些项目里面,歼10战斗机和歼20战斗机最为引人注目,可谓是航空工业的明珠,歼10战斗机是一种具备高机动和先进武器的三代机,采用鸭式布局设计,原始设计要求能对抗美国F16战斗机和法国幻影2000战斗机,同时也能拦截美国B1B轰炸机和俄罗斯图26和图160轰炸机,实际上也确实做到了不辱使命。
歼10战斗机来的太迟太晚,和F22战斗机同年,但是谁都没有预料到的是,成飞真正雄起了
当然,歼10战斗机出现还是太晚了,2003年才装备部队,以此同时美国F22战斗机批量生产也开始了,美国类似技术水平的三代战斗机F15和F16在1975年和1978年面世,晚了25年,而俄罗斯的三代机米格29和苏27在1986年小批量服役,晚了17年。
当然,歼20在2011年首飞,经过一番努力,在2016年小批量交付部队,2017年空军经过试用宣布正常服役,比美国F22晚了13年左右,这个进步速度已经非常惊人了,要知道,在2003年之前,国产战斗机最先进的歼82改型歼8F和歼8H战斗机,也仅仅和美国F4 鬼怪战斗机指标类似,航 电,武器雷达,可靠性和操纵性差一大截,而美国F4战斗机是1958年出场的,落后40年,这就是航空工业水平的实际差距。
歼8F战斗机,2003年前最先进国产战斗机,飞机全身集中了各种匪夷所思的低级错误
我们跟着世界冠军美国,跑得很辛苦, 按照歼20战斗机总师杨伟的话说,过去是我们完全不能望其颈背,现在基本赶上了,和美国站在同一起跑线。
其实,还有另外一个算法,歼20战斗机设计,不仅仅是追赶F22一种飞机,而是追赶2种飞机F22和F35,歼20战斗机设计最初构思要求和美国F22战斗机能抗衡,而且要求超越F35战斗机,因为F22生产数量比较少,在中国周边很难遇到,实际遇到的都是肥球F35战斗机,现在的情况和2000年前的预计几乎完全相同,日本韩国将大量装备F35战斗机,作为隐身杀手。
F22战斗机重现了F15战斗机在三代机的优势,而且远远超出,现在为止能正面挑战的飞机还没有
F35战斗机外表短肥丑,但是内藏杀机,靠着隐身和无敌航电火控横扫三代,三代半,远程偷袭给力
2003年国家给歼20提的指标,还是挺高的,要求飞机具备和F22类似的隐身性能,需要能超音速巡航,具备高机动和超机动,航程和苏27战斗机类似,要求携带先进的空对空和空对地武器,飞机的可靠性和维修性要好。
最终的结果基本都实现了,大部分都有突破,气动上指标要求最大升力系数2,比三代机高30%,超音速巡航零升阻力系数0.034,比三代机低15%,最大升力系数达到了2.3。
歼20战斗机,内油多航程远,超音速阻力小,弹仓巨大,超音速下导弹射程非常远,已经对预警机构成严重威胁
战斗机前向正负45度角度内雷达反射截面平均值0.3平米,比三代机小100倍左右,实际上,按照美国人的说法,歼20战斗机做到了小1000倍不止。
歼20战斗机设计很艰难,需要同时挑战F22和F35战斗机,这几乎是不可能任务
机体结构先进复合材料用了25%,钛合金用量25%,铝锂合金10-15%,超高强度钢和高强度高韧性铝合金用量30-35%,机体结构重量占全机重量比三代机滴10%左右,这个指标基本和欧洲三代半战斗机类似,由于我国材料工业落后,为了保证飞机的造价和可靠性,歼20战斗机没有过度追求高新材料含量,超量采用先进材料,有一个很明显的投资边际效应,到某个程度继续增加投资,改善微乎其微,而且经常造成反向的恶果。
国产11B战斗机,采用了12%的碳纤维复合材料,减重效果良好,由于设计和制造质量问题,可靠性一直堪忧
配备有源相控阵雷达,发现距离200公里,能同时对多个目标发起攻击。实际上这个指标当时定的还是觉得比较高,最近10多年国家在电子工业疯狂烧钱,也结出硕果,14所的先进雷达指标远远超出,而造价还很地板。
机载有源相控阵雷达,美国人狂飙突进,中国紧随其后,差距不大了
飞机航程要求:需要从本土出发,将周边大部分国家首都纳入攻击范围,对于岛国,经过一次空中加油,覆盖整个国土。
当然,换句话说,就是最少1500公里的作战半径,这就是保证南海和国家周边安全态势所必须,现在这个俄罗斯发动机版本的歼20战斗机,由于设计给力,体重较轻,巡航升阻比大,外加发动机比较省油,作战半径有更大的提升。
从新疆西藏出发,可以覆盖南亚大部分地区
从海南出发可以覆盖整个南沙,从南沙永暑岛出发,可以覆盖几乎整个东南亚
从东北出发,可以覆盖岛国琉球以外所有区域,图示还少有保留
采用同样的发动机,为何FC-31不敌米格29而歼20碾压苏27?
最近沈阳FC-31轻型隐身战斗机2.0推出,吸引了无数群众的目光,外加中央媒体节目轰炸,早些时候巴黎航展时候,领导的发言:隐身,超音速巡航,先进航电,对空对地多用途,给的人的感觉,这飞机好的不能再好,牛的不能再牛了,实际情况如何呢,我们一步步分析。
FC-31,第二架在2016年年底首飞,这飞机做了不少细节修正,指标有一定改善
当然说到2.0版本FC-31战斗机,需要从最初1.0开始说起,1.0是沈阳所的三翼面雪鸮重型战斗机和成都所鸭式布局歼20战斗机竞标失败后的后手,这是一种隐身技术试验机,单纯为了验证隐身战斗机技术的验证机,为了节约费用,飞机总体设计采用了米格-29和枭龙战斗机使用的RD-93发动机,这种发动机比较便宜,高空高速能力凑合,就是比较老,推力小,重量大,寿命短,可靠性一般。
最终FC-31采用了双发布局,其余设计几乎延续美国F35的设计,常规布局,上单翼,机身两侧蚌式进气道,单座,倾斜双垂尾,不带推力矢量,假如不认真看,几乎可以以假乱真F35战斗机。
从正面看,FC31战斗机几乎和F35如出一辙,这个也是总师降低风险的思路之一
由于歼20战斗机,个头巨大不仅仅要求有F22级别的隐身和机动性能力和F35的设备能力,而且由于国内发动机重量和油耗历来极其垃圾的记录,必须要求内油比F22多太多才能保证合适的航程,同时为了照顾国内垃圾的超长超大电线杆级别导弹更是大大增加了弹仓空间的长度和深度,而且还要求设备优秀能对付F22,机动性超越F35。
长跪不起的国产航空发动机行业,严重的拖累了歼20战斗机设计,最后只好用俄罗斯发动机凑合试飞
国产霹雳12家族导弹巨大的尺寸,给歼20战斗机设计带来了无尽的麻烦
歼20战斗机具备超大弹仓和超量内油,还要求完成隐身和超音速巡航,这几乎是不可能任务
指标如此超卓,发动机一如既往的长跪不起,采用俄罗斯落后发动机凑合,难度爆表,在军方看来,成都所的承诺简直是天方夜谭,不过成都所和成飞的狼性拼搏作风在歼10和枭龙战斗机的疯狂进展和良好结果召唤下,客户还是给了最大的理解和最大的耐心体贴,甚至做好思想准备,某些指标不达标,也凑合接受,慢慢改。
歼20战斗机,设计师为了解决发动机不给力的外加导弹粗大的负担,费尽了心力
在沈阳所看来,这么多重重压下,实现目标,几乎是做梦变蝴蝶-想入非非,除非客户对于飞机关键重大参数做大踏步让步,比如隐身指标稀烂,或者腿短一大截,或者弹仓小一号,改国产小弹等等不足而一的想法,实际上也是如此艰难,歼10战斗机研制的时候,还多多少少得到了一些外国的技术援助,对于自己第一次搞先进三代机,有根拐杖总感觉有点心理安慰。
到了歼20战斗机的时候,直接针对目标是美国F22和F35战斗机,这个时候,只有美国掌握了隐身战斗机的设计和制造,全世界没有任何别的国家可以提供任何有用的隐身技术支持和援助了,总设计师的心理压力可想而知。
F-22,美国空军的镇家之宝,性能先进,但是不外卖不让外国人接触,欧美盟国都不行
当然,除了设计师之外的任何人都没有想到的是,成都所做到了,成飞做到了,没有拐杖的时候,就凭自己员工和相关系统部门员工,压榨最大的能力,脑洞大开又大开,史无前例的创造出了 几千项新技术新设计,终于给祖国交上了一幅不能再完美的答卷。
当然,为了做个对比,用装备同样2台RD-93发动机的FC-31和米格29战斗机对比,在珠海航展上,FC-31爬升慢悠悠,转弯磨磨唧唧,加速缓慢,和米格29的爬升加速快捷转弯神速形成了鲜明的对比,使用同样的发动机,最终性能指标差距巨大。
FC-31战斗机在珠海航展上做了多次飞行表演招揽客户,结果事与愿违,飞得太赶人
米格-29战斗机,航展上大出风头,内油少,设备简陋是关键
当然,根本原因在那里,FC-31是隐身飞机,要多内油,带弹仓,机身截面平均比米格-29大20%-30%,结果重量飙升,阻力猛涨,指标就一落千丈。
而歼20战斗机和苏27使用同一款2台发动机,而且歼20战斗机内油比苏27战斗机还多一些的情况下,而且还有一个宽2米,长接近5米的大型弹仓下,亚音速指标更好,超音速性能完全碾压,这就完全归功于总师大胆采用鸭式布局和先进气动和结构设计了。
歼20战斗机设计,集合了大长腿和大弹仓,以及F22级别的隐身和机动性,是美国空军最想要的飞机
苏27战斗机,三代机里面设计负担最重,常规布局里面结构最复杂,但是在歼20的对比下黯然失色
某资深航空人士曾经做过总结,做常规布局容易,各种参数需要非常严格的选择而且出彩非常难比如靠大力出奇迹的F22和F15战斗机,投机取巧减设备的F16。做鸭式布局很难,风险很大,由于过度的非线性涡流作用,飞控很难,但是指标容易出彩,重量轻,机动性好,超音速阻力小。
常规布局设计难度相对较小,但是容易扑街,超级大黄蜂就是明显的例子
鸭式布局有巨大的设计收益,风险也成倍的增长