歼20的超音速性能如何?

(歼20拥有更大的长细比)

歼20在设计之初,就是奔着着重优化超音速性能去的。无论是远距鸭翼设计还是相比于F22更大的后掠角(F22机翼后掠角42度,歼20则为48度),同时五代机中歼20的长细比是最大的,可以有效减小超音速阻力。还有一点就是双发布局的发动机间距小有利于超音速性能,追求亚音速则加大发动机间的间距。F22、歼20都是紧密的双发布局,而苏57为了追求亚音速性能则采用了大间距。这些措施让歼20即使在发动机性能不佳的情况下依然拥有非常强的超音速性能,套用中国飞行员的话说就是“亚音速机动也不错,而进入超音速后则完全是歼20的天下”。

(歼20的鸭翼在超音速阶段更有优势)

歼20的远距鸭翼布局在亚音速阶段其实提供的是负升力,因为静不稳的飞机升力中心在重心前方,为了抑制抬头力矩,鸭翼则需提供负升力下压机头。而常规布局的飞机则正好相反,由尾翼提供升力来平衡抬头力矩。但是到了超音速阶段,飞机的升力中心随着速度变快而后移,此时飞机的升力中心会移到重心之后变为静稳定飞机,这时鸭翼布局的飞机需要由鸭翼提供正升力来抑制低头力矩,常规布局飞机则正好相反需要尾翼提供负升力来抑制低头力矩。这就让远距鸭式布局飞机在超音速阶段拥有更高的升力系数,进一步增强了超音速升阻比,让歼20在发动机推力不足的情况下仍然可以超音速巡航。现实中曾研制的一些超音速巡航轰炸机采用了远距鸭翼设计的原因,比如前苏联的T4超音速轰炸机。在同等推力情况下,远距耦合的鸭式布局飞机拥有更高的超音速升阻比。

(台风战机得益于远距鸭翼,同样拥有非常好的超音速性能)

歼20在超音速性能上另一大优势就是远距鸭翼这个舵面在超音速机动中拥有远超平尾的力矩,因为远距鸭翼离升力中心、重心更远,而水平尾翼则在超音速阶段是离升力中心非常近。这样鸭翼在配平时只需偏转较小角度就可以了,而尾翼则需要偏转较大角度,这样情况下鸭翼的配平阻力更小,进一步增强了超音速时的升阻比。台风战机之所以号称拥有四代机中最优秀的超音速性能,也是得益于远距鸭翼的设计。

(歼20的鸭翼拥有更大的控制力矩)

F22在1.5马赫的超音速时依然拥有7.5马赫的持续过载机动,而歼20如果在机体强度上达到了F22的水准话,鸭翼利用力矩的优势在可持续过载将会优于F22,有望到达1.5马赫时7.5以上的过载,即使F22利用矢量发动机增加控制力矩,喷口偏转带来的推力损失也会降低持续机动的能量。而歼20则因为重心更靠后,即使加装了矢量发动机,控制力矩效果也不会明显,同时推力损失会降低原本就不充足的发动机推力,所以歼20在换装推力更大的涡扇15之前,是不会使用矢量推力技术的。

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这是2017年歼-20飞行员张昊在参加朱日和阅兵过程时,在采访中对外界透露的有关歼-20战斗机的具体性能表现。其中提到就提到其超音速性能。当然,关于歼-20的超音速性能还需要分开来看,首先和第四代战斗机相比,第五代战斗机由于在设计时就对“超巡”、“超机动”就有先天需求,因此第五代战斗机在超音速状态下较之前战斗机是拥有绝对优势的,这也是其除隐身外的重要特点之一。

歼-20战斗机

另就歼-20战斗机自身设计而言,其修长的机身和小展弦比鸭式三角翼气动布局都是为了降低超音速飞行时阻力,而其操纵力臂较大的远距耦合鸭翼和全动垂尾则提高了在超音速情况下的机动能力。这些设计虽是在弥补我国发动机推力不足的问题,但同时亦是对超音速飞行专门进行优化,可以看到,歼-20在设计时就已十分重视超音速能力,在此方面也是无需担心的。

歼-20战斗机

除战斗机设计对超音速性能有重要影响外,另一方面就是发动机问题,而这也是我国较为欠缺的地方,及有关歼-20超音速性能争论最多的问题。客观看,在目前还无法确认歼-20使用涡扇-15发动机的情况下,其可进行超音速,但超音速巡航的能力恐怕还尚不具备。因为就公开资料看,无论是国产太行涡扇-10系列发动机,还是俄AL-31系列,在综合性能上距F-22使用的F-119及苏-57最新换装的“产品30”发动机还是有不小差距的,如美俄这两款发动机军用推力都已超过10吨,而太行及AL-31系列最多也仅有8吨左右,这也成为制约歼-20实现1.5马赫速度以上超巡的重要原因所在。

歼20是我国自主研发的第四代战机,跟美国F22相比较有多大的差距具体真不详细,只能从现有的数据看。

在2017年7月30日举行的庆祝中国人民解放军建军90周年沙场点兵中,空军某部部队长张昊与战友驾驶的3架歼-20战机,成为阅兵场上空的亮点。作为这款第四代超音速隐身战斗机(俄罗斯意义上的第五代)的首支接装部队,张昊与战友们对歼-20的飞行品质赞不绝口:我们这个飞机,机动性特别好,静如处子,动如脱兔。飞机的亚音速性能不错,一进入了超音速就是它的天下了。机动能力较以往的三代机有非常大的提升。战机的信息化程度特别高,各种传感器都非常先进,造就了它一个信息融合的程度,战场对你越来越透明。张昊用这8个字来形容歼-20战机的驾驶体验,可以看出歼20的性能确实比较优秀!

歼20采用的AL-31发动机推力在13-14吨。

超音速巡航

要求飞机具有在发动机不开加力的情况下,能在M1.5(M马赫(音速)以上做超过30分钟的超音速飞行,目前已知只有美国F22战斗机能达到这一要求,F22使用F119发动机。推力值达到了156千牛以上。

我国歼20目前使用的是俄国用于苏27系列的AL--31发动机和我国自行研发的太行涡扇发动机,这两款发动机都是标准的三代战斗机发动机,推重比仅仅大于1,是目前歼20用来试飞的权宜之计,后期有可能换装自主生产的涡扇15,不过从技术水平和成熟度来看,性能和稳定性有待提高,但是推力有较大提高,不过目前涡扇15进度严重跟不上歼20的研发速度,不太乐观。 总之,歼20可预见的跟f22最大的差距还是在于发动机,发动机问题,不是短时间能够解决的。

歼20若要在空战中保持超音速优势和战场优势,那么就要求国产发动机能提供持久耐力和稳定性。现阶段国产发动机一直处于公关阶段,稳定性一直不能跟美制发动机和俄制相比!在歼20身上确实有诸多有点,我们要相信国家科科技是进步的!但不足必须要认清。虽然我们呢飞行员说歼20进去超音速后,就是他的天下了。若在实战中到底如何?我们不得而知。

歼20的实际意义,我感觉应该和美国的F22一样,战略意义更大一些。好比核弹,你有我也有,谁也不怕谁!如同F22,参加实际战斗好像就只有一次,而且只是扔了一颗炸弹,太贵了舍不得!同样的歼20,也贵!不是有十分必要,估计不会轻易参加实战!

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如何评价歼20超音速性能?

一,超音速阻力。激波阻力是超巡的最重要影响。机翼前缘后掠越大越适合超音速,后掠角越小越有利于亚音速。与F22机翼前缘后掠42度左右不同,歼20后掠50度左右,采用了大后掠三角翼。确保了歼20超音速阻力更小。同时,超音速面积率分布要求类似枣核,歼20的小展弦比“条子”布局正适合。而且鸭翼后掠也躲开了机鼻的激波圆锥面。

二,乘波体设计,机头切开迎头气流,在机身下面形成激波面,切断机身压力环流。这样下部压力不会泄露,获得更好升力。

三,超音速升力中心后移,变做静稳定布局。不但鸭翼配平阻力减小,也不再需要后缘襟翼下摆抬高后机身了,这样减阻更多。

四,超音速机动。超音速机动幅度虽然没有亚音速大,但是涉及到优先抢位,非常重要。速度越高,鸭式布局优势越大,舵效越强,不受机翼阴影区干扰嘛。

五,官方报道过3毫米钛合金战机蒙皮,应该是用于歼20啊吧,也没其他飞机可用啊。这样耐高温能力就更强。

最后,歼20这种气动布局,如果调整发动机和进气道,就是超过3马赫,也不觉得奇怪。就是一个高速优势机。

2022-02-12

2022-02-12