
看过宋老的《一种小展弦比高升力战斗机气动布局设计》论文的都知道,歼20气动基础均来自此论文,通过鸭翼边条翼加小展弦比机翼三者涡系耦合产生升力远大于三者单独产生的升力之和,再加之左右涡系融合后在升力体机身上诱导出一个低压中心,从而使全机大迎角升力系数上升到一个十分惊人的水平。因此毫无疑问,歼20气动水平是非常高的,同时配合远距鸭翼和较大后掠角三角翼,超声速性能出众,只要WS15发动机到位,超巡能力远超F22。当然,目前还只能靠太行改顶着,但是机动性已非常可观,超声速性能借用飞行员的一句话:一旦进入超声速,就将是歼20的天下。
目前而言,歼20航展上仅仅是小露身手,没有做什么大过载机动动作,不过在以往一些试飞被拍到的视频中,歼20已经展现出非常惊人水平和垂直机动能力。某些别有用心的人用在航展中截取的一些小过载机动视频片段与F22或者F35大过载机动的视频片段做对比借此贬低抹黑歼20的机动性能,可谓其心可诛。另外,歼20毕竟从2011年首飞到18年参加航展时间不长,只有7年多,如果不算此前工程验证机阶段,实际首架原型机2011号2014年才首飞,到2018年珠海航展只过了4年多而已,因此没有放开全部包线也是理所当然,歼20航展中实际使用迎角不大,没有做真正的大过载机动也算是情理之中。作为对比,美国的F35A首架原型机2006年首飞,此前也一直被认为机动性就跟坨屎一样,2015年更是在美国空军的对比测试中被一架带两个副油箱的F16D双座机打的一败涂地,此后,美军才逐步放开迎角和过载限制,2015年左右第6批和第七批次开始放开迎角限制到50度可用迎角,2018年2月才全部更新到block3F版软件将可用过载放宽到9G,此时距离首架原型机试飞已经过去了整整11年多。而2018年其时歼20原型机才仅仅试飞四年多,所以航展上飞行表演非常保守也是可以预料的事。还有,刚刚看到某位地产大佬说歼20机体过长转动惯量大简直快笑死了,歼20长不过20.3米,而苏27长达21.93米,谁说过苏27纵向转动惯量大吗(苏27发动机宽间距布置横向转动惯量大倒是真的),还有YF23,也是机长20米以上,有谁说过纵向转动惯量大的事吗?显然他不懂什么叫做纵向静不稳定。这就属于典型的没黑点也要创造出黑点来的典型。
关于隐身问题,鸭翼最大的问题在哪呢?根据611的论文(鸭翼的RCS影响研究--郭展智),鸭翼相对常规布局唯一不利的地方在于,鸭翼后缘后掠,不能像平尾一样后缘前掠,所以后缘绕射缺少机身遮挡,但是这一点可以通过在鸭翼后缘使用吸波结构和材料得到解决,影响微乎其微,而且鸭式机由于没有平尾,所以不存在垂尾与平尾之间存在的二次反射,因此侧面RCS比常规布局更好。由此可见,黒歼20隐身的人,要么呢无知,要么呢无耻。
说到这,再提下这位地产老的观点,就是DSI鼓包不隐身,因为鼓包是漫反射,对前向RCS影响很大,乍听有点道理,不过细想一下就明白是怎么回事了,飞机的外形隐身无非就是将雷法波反射到不那么又威胁的方向上去,一般前向RCS是最重要的方向,我们只要稍微认真地看下鼓包的位置和形状都不可能会得出DSI鼓包会将前向正负30度入射的雷达波反回去的结论来。如果说因为是曲面就不隐身,那么除了F117, 其他隐身飞机上曲面可多了,座舱盖是曲面,雷达罩是曲面,发动机罩也是曲面。那不是说所谓隐身飞机都是假的么?倒是嘉莱特的进气道附面层隔道可是实实在在的正面空腔反射区,F22正面将近90%的前向RCS贡献都来自于进气道可还不明显么。
至于重量问题,我就简单说几点。和F22相比,歼20没有装机炮,光这一条至少可以减少500千克空重(机炮+炮弹+附属机构+因机炮后座及震动而进行的结构加强增重)。其次,F22那个看似先进的无加强框一体式座舱盖,光透明件就重达200千克,歼20验证机一开始也使用这种座舱盖,但到原型机就改用F35一样的带加强筋的变厚度座舱盖了,这一点至少可以减少100公斤重量。再其次,歼20的DSI进气道,由于没有附面层隔道和F22多出来的放气门等装置(F22背部鱼鳞状开口)也可以减去不少重量。其他如3D打印带来的结构减重,光纤数据总线减重,无矢量喷口也可以减少重量啊,就不提航空电子设备后发优势的进步带来的减重空间了,这些就不一一介绍了。从一些大佬的爆料和某篇介绍舰载机起降的论文透露的数据来看,歼20大概率空重在17吨左右,比F22要轻不少,应该是较为可信的。
至于航电设备和武器性能,我想我们这些年的突飞猛进大家都有目共睹,最后再透露一点,前段时间我国成功开发出的一种多晶xxx材料,已开始进入工程应用,具备改变蒙皮表面发射辐射波长的能力,可以将蒙皮热辐射波长变成易被大气吸收的波段(总所周知,红外线大气传输通道集中在2-4微米和8-12微米,其他波段都极易被大气吸收而无法远距离传播),因此,我们掌握了一种可以真正实现红外隐身的新手段,这项技术国外目前还没有突破或者是保密中,可以说非常了不起。
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由于上面要求珠海航展中只能适度展示,所以歼20在航展中表现只算中规中矩,一般一般,不输F22的能量机动和瞬时机动能力终于展示了一把
【2021珠海航展歼20适度展示-哔哩哔哩】https://b23.tv/jX8t9W
-------------------------------2022.02.13 更新--------------------------
那位地产佬吐槽歼20设计保守,不敢应用强度更高的TC-4(Ti-6Al-4V)钛合金,而用了强度稍低的TC4-DT(Ti-6Al-4V ELI),还说是因为611不够自信,不敢用更先进的材料所致,实际上是如此吗?F22用的TC-4(Ti-6Al-4V)比歼20的TC4-DT(Ti-6Al-4V ELI)更先进吗?
显然并非如此。从下图成都所关于TC4-DT应用的论文可以看出,TC4-DT虽然降低了一些强度,但是可以显著提高韧性,并且抗裂纹扩展性能得到大幅度提升,代价是适当低降低强度和塑性。强度和塑性属于适当降低,而韧性和抗裂纹扩展性能得到显著提高和大幅度提升,这是一个很明显的对比。
很显然,这是一种取舍,而不是因为我们不能应用更为传统的TC4钛合金。原因是我国新一代战斗机结构采用了耐久性和损伤容限设计思想。从描述上看,TC4-DT 比TC4制造难度更大,要求间隙元素和杂质元素含量更低。同时通过缩小AL、V元素含量控制范围使韧性提高和强度得到保留。这其实是一种更先进的设计思想,以往的单纯靠高强度但低韧性和低裂纹扩展抗力的材料并不一定能使结构重量更轻,因为还需要考虑疲劳裂纹对机体强度的影响,这样的话要提高寿命和抗损伤容限就必须得堆更多的材料以保证强度储备冗余,实际上结构可能会更重。
