浅析最新曝光的2011号歼20的改进之处

本人转来的一篇文章，部分内容不敢苟同（如去掉鸭翼等），发到本论坛来希望广大军迷朋友来共同探讨一下。

原标题：旧貌换新颜--新的雏鹰歼20，慢慢走向完美



日前，互联网上开始流传歼20新原型机图片（见上图），这架编号为2011的新歼20灰色空优涂装，据在场人士透露，新版歼20已进行多次试车，或即将进行首飞。
　　毫无疑问，歼20的不断改进和试验使我们越来越强烈地感觉到中国的第五代战斗机正离我们越来越近，这同时也说明我国可能在不远的未来将第一次跻身于世界航空工业的第一方阵，这在我国的历史上是前所未有的。未来歼20的成功，可能成为我国航空发展史上一个新的里程碑。而我们看这次曝光的2011原型机似乎做了以下几种重大改进：

　　一、完善了对地攻击系统
　　从这次曝光的2011原型机（以下简称2011）照片来看，2011在机头下方出现了和F35类似的EOTS光电系统，这种系统的主要用途是对地面目标进行探测、识别、跟踪，因为其安装位置位于机头下部，所以这种光电系统对空探测能力有限。EOTS系统包括第三代的红外凝视系统，可在敌人防区外对目标进行定位、识别、跟踪，另外此系统还集成了红外搜索、自动跟踪等一系列的观瞄装备。此次2011装备了类似系统似乎可以说明歼20应该具备了相应的对地攻击能力。之前的歼20原型机上已经能看见类似F35的EODAS系统的战场感知系统，那么这两种光电系统就将共同构成歼20的战场探测和感知体系。
　　此次2011的改进让我国军迷更加关注歼20的对地攻击能力。的确，如很多媒体所说，在未来很长的一段时间之内，歼20会成为我国唯一装备的第五代战机，现在对于歼31的情况还没有更多的消息，歼31能否与歼20形成高-低搭配现在还是个未知数。所以笔者认为歼20可能最终会作为一种第五代重型通用战斗机列装部队，其战术作用可能和当前的F15E和SU-30系列类似。
　　一直以来，很多网友都热衷于对比歼20和F22的载弹量，一些网站还得出了歼20的载弹量要优于F22的结论，笔者认为其是这样的对比是没有意义的，因为这样的对比方式是建立在三代机作战的逻辑基础之上的。从日前2011试验曝光的照片来看，歼20的作战功能可能和F22有着比较明显地区别，歼20可能更加注重战机的多用途特性，而F22更加偏重于建立区域空中优势，至于对地攻击对于F22来说只能算是一个“副业”。而要分析第五代战机的载弹量，首先应当明确第五代战斗机的作战方式。
　　自1991年F117作为世界上第一种隐形作战飞机参加对地攻击以来，世界军事理论界就开始思考隐形作战飞机的作战方式，因为此类型的作战飞机从气动布局、飞行性能上来说都相当特殊，这也就注定了第五代战斗机的对地作战模式与第三、第四代战机的对地作战模式有着天壤之别。由于隐身的设计需要，第五代战斗机均采用弹仓挂弹，对于航空设计来说，飞机内部的空间寸土寸金，又要安装足够强劲的大功率发动机、还要兼顾到各种航电设备、还要为各种线缆留出相应的空间，如果在这样的设计布局中还要加入大容量的弹仓是非常困难的。所以我们看到现在已经列装的第五代战斗机都不具备非常可观的载弹量，这也是对隐身性能和飞行性能的一种妥协。正是因为隐身战机载弹量小的特点，第五代战机在未来的对地战场上将使用完全不同于之前的战机的作战方式。
　　以歼20为例，笔者认为，歼20在对敌作战中的作用应该是依靠自身的隐身性能对地方防区进行低空突防，打击的目标应该设定为敌方的雷达系统，为后续的机群攻击扫清防空障碍。所以歼20未来的对地武器应该是JDAM一类的精确制导炸弹和类似于“哈姆”一样的高速反辐射导弹，据相关报道可知我国现在已经有上述武器问世。自1991年开始一直到F117退役，这种隐身飞机的出勤率不到美军飞机总出勤率的3%，但却有效地摧毁了60%以上的高价值目标，F117的载弹标准仅仅是两枚2000磅级别的激光制导炸弹，所以我们可以清楚地看到，隐身飞机的对地攻击方式与四代战斗机动辄数吨的炸弹投放攻击方式相比精准、高效了很多。

　　二、气动布局的改进
　　2011原型机的照片中可见2011与之前的歼20原型机在进气道的形状上有很大的区别，进气口的前缘下倾，推测此项改进应该是有利于发动机的进气效率，另外2011原型机的尾部腹鳍面积明显要大于之前的歼20原型机，据称此举有利于战机的侧向隐身，另外在气动布局方面的改进还有垂直尾翼切尖等等，但这也似乎印证了之前很多国家航空专家对于歼20的种种质疑，歼20之前的设计确实有不合理的地方。
　　笔者认为歼20的气动外形设计与我国相对落后的航空材料技术和发动机技术有关。歼20的机身修长，体积可能比F22要大，据国外专家估计，歼20机身使用的复合材料比例比F22和T50等先进战机都要低，所以歼20的空重可能会很大。又因为我国一直以来都没能研制出可靠的高推力发动机，所以最初在测试阶段的歼20安装的可能还是AL31F系列航空发动机，该发动机能够提供的推力有限，而且不具备推力矢量特性，这样就使得歼20的原型机必须装上一对鸭翼来保证飞机的飞行性能，鸭翼可以再飞机进行大过载机动动作时形成额外的升力。前鸭翼布局最初见于SAB37这样的第二、第三代战斗机，由于前置鸭翼可以提供很好的升力补给，所以采用这种无尾三角翼+前置鸭翼布局的战斗机普遍拥有良好的转弯、小半径盘旋以及快速飞行姿态改变等机动性优势。这种布局的劣势是不太有利于飞机的超音速飞行性能，而且对飞行的稳定性会有些微的影响，但最为重要的是这种布局是非常不利于飞机隐身的，对于之前的战斗机来说这种缺陷对作战不会有太大影响，但对于歼20这种强调隐身性能的战斗机来说却会产生极大的影响。
　　飞机的隐身时相对于雷达探测来说的，隐身飞机的隐身性能中很重要的一点就是气动外形隐身，气动外形隐身要求战机在进行外形设计的时候要计算雷达波达到飞机表面后的偏转角度，通过对不同角度雷达波的偏转以降低被地方雷达探测到的概率。这种角度计算需要对弧面曲率有极其强大的运算能力，据笔者所知，俄罗斯在研究T50时就缺乏能够准确计算弧面曲率的数学模型，这也使得T-50的隐形外形设计一波三折，一直到最终面世也没能设计出比较良好的隐身外形，最后只能将其隐身性能降低到“适当的隐身性”这一级别。
　　另外，飞机的隐身设计还要求飞机的气动外形要尽可能具有整体性，这一点是当前歼20设计的软肋，因为前置鸭翼和后三角翼之间形成了一个比较大的雷达波反射夹角，这个夹角对于歼20的隐身性能会产生重大的影响。由于发动机技术的相对落后，俄罗斯的T50也装有一对鸭翼，但是这对鸭翼被设计成与进气道上缘一体化，在平飞和一般飞行姿态下能够不破坏或者尽量少破坏飞机的隐身性能。
　　归根结底，笔者认为歼20的气动设计是对发动机技术的一种无奈妥协，当歼20换装可靠的高性能发动机之后应该会取消鸭翼的设置。
　　三、动力系统的改进
　　此次曝出的2011原型机的照片中显示，似乎2011原型机换装了新的发动机，尾部喷口呈现锯齿状，当前还不清楚此新型发动机的型号，但互联网上有消息指出，由于我国WS-15发动机的研发严重滞后，至今还没有进行过高空测试，所以最初列装部队的歼20可能无法装备我国自主研发的发动机，将使用AL-31FN（一种AL-31F）的改进型。
　　很长时间以来航空发动机一直是中国所有航空迷心中的痛，至今仍是如此，近日还曝出过空军拒绝接收太行发动机的消息。笔者认为，当前歼20的发动机方案最好的选择是购买SU-35装备的AL-35/37系列发动机，由于在此次我国苏35战斗机的采购案中俄方明确规定不允许我国仿制其发动机，且不会单独提供发动机，所以我国只能以高价向俄罗斯单独购买AL-35/37系列发动机。
　　AL-35/37（后替换为117S发动机）系列发动机是俄罗斯为苏-35/37系列研制的推力矢量发动机，单台推力在14.5吨左右，具备推力矢量能力。所谓推力矢量能力指的是发动机喷口可以向某个方向转动，通过转动喷口的方向来改变发动机的推力方向，这样就使得飞机可以做出很多非常规的机动动作。当今世界只有一小部分战斗机具备这种能力，例如“鹞”式战斗机、SU-30MKI、SU-35、F22和T50等。其中F22的发动机喷口属于二元推力矢量发动机，即发动机喷口只能进行上下方向的转动，T50和SU-35的发动机属于多元推力矢量发动机，可360度转动，但就现在的情况看来，这种推力矢量方式非常不利于飞机隐身，而且多元喷口带来的优势可以通过发动机的大推力来弥补。例如欧洲的台风战机和F35都能在不开加力燃烧室的情况下轻松拉出大过载的机动，就是因为这两种战机都装备了推力极其强大的发动机。
　　据称我国自行研制的WS-15也具备多元推力矢量能力，但何时能够装备歼20，现在看来还需要我们耐心等待。
　　万事开头难，这毕竟是我国第一次自行研制第五代战机，在这条漫长的道路上会有无数的艰辛坎坷，对于我们来说，歼20还是一直没有离巢的雏鹰，她还有太多的东西要学习、改进。但笔者相信，终有一天，歼20能够振翅高飞，成为这片天空中的王者，这一天，我们拭目以待！
      源自：战略网          链接：http://mil.ch inaiiss.com/html/20142/19/a67c6d.html

本人转来的一篇文章，部分内容不敢苟同（如去掉鸭翼等），发到本论坛来希望广大军迷朋友来共同探讨一下。

原标题：旧貌换新颜--新的雏鹰歼20，慢慢走向完美



日前，互联网上开始流传歼20新原型机图片（见上图），这架编号为2011的新歼20灰色空优涂装，据在场人士透露，新版歼20已进行多次试车，或即将进行首飞。
　　毫无疑问，歼20的不断改进和试验使我们越来越强烈地感觉到中国的第五代战斗机正离我们越来越近，这同时也说明我国可能在不远的未来将第一次跻身于世界航空工业的第一方阵，这在我国的历史上是前所未有的。未来歼20的成功，可能成为我国航空发展史上一个新的里程碑。而我们看这次曝光的2011原型机似乎做了以下几种重大改进：

　　一、完善了对地攻击系统
　　从这次曝光的2011原型机（以下简称2011）照片来看，2011在机头下方出现了和F35类似的EOTS光电系统，这种系统的主要用途是对地面目标进行探测、识别、跟踪，因为其安装位置位于机头下部，所以这种光电系统对空探测能力有限。EOTS系统包括第三代的红外凝视系统，可在敌人防区外对目标进行定位、识别、跟踪，另外此系统还集成了红外搜索、自动跟踪等一系列的观瞄装备。此次2011装备了类似系统似乎可以说明歼20应该具备了相应的对地攻击能力。之前的歼20原型机上已经能看见类似F35的EODAS系统的战场感知系统，那么这两种光电系统就将共同构成歼20的战场探测和感知体系。
　　此次2011的改进让我国军迷更加关注歼20的对地攻击能力。的确，如很多媒体所说，在未来很长的一段时间之内，歼20会成为我国唯一装备的第五代战机，现在对于歼31的情况还没有更多的消息，歼31能否与歼20形成高-低搭配现在还是个未知数。所以笔者认为歼20可能最终会作为一种第五代重型通用战斗机列装部队，其战术作用可能和当前的F15E和SU-30系列类似。
　　一直以来，很多网友都热衷于对比歼20和F22的载弹量，一些网站还得出了歼20的载弹量要优于F22的结论，笔者认为其是这样的对比是没有意义的，因为这样的对比方式是建立在三代机作战的逻辑基础之上的。从日前2011试验曝光的照片来看，歼20的作战功能可能和F22有着比较明显地区别，歼20可能更加注重战机的多用途特性，而F22更加偏重于建立区域空中优势，至于对地攻击对于F22来说只能算是一个“副业”。而要分析第五代战机的载弹量，首先应当明确第五代战斗机的作战方式。
　　自1991年F117作为世界上第一种隐形作战飞机参加对地攻击以来，世界军事理论界就开始思考隐形作战飞机的作战方式，因为此类型的作战飞机从气动布局、飞行性能上来说都相当特殊，这也就注定了第五代战斗机的对地作战模式与第三、第四代战机的对地作战模式有着天壤之别。由于隐身的设计需要，第五代战斗机均采用弹仓挂弹，对于航空设计来说，飞机内部的空间寸土寸金，又要安装足够强劲的大功率发动机、还要兼顾到各种航电设备、还要为各种线缆留出相应的空间，如果在这样的设计布局中还要加入大容量的弹仓是非常困难的。所以我们看到现在已经列装的第五代战斗机都不具备非常可观的载弹量，这也是对隐身性能和飞行性能的一种妥协。正是因为隐身战机载弹量小的特点，第五代战机在未来的对地战场上将使用完全不同于之前的战机的作战方式。
　　以歼20为例，笔者认为，歼20在对敌作战中的作用应该是依靠自身的隐身性能对地方防区进行低空突防，打击的目标应该设定为敌方的雷达系统，为后续的机群攻击扫清防空障碍。所以歼20未来的对地武器应该是JDAM一类的精确制导炸弹和类似于“哈姆”一样的高速反辐射导弹，据相关报道可知我国现在已经有上述武器问世。自1991年开始一直到F117退役，这种隐身飞机的出勤率不到美军飞机总出勤率的3%，但却有效地摧毁了60%以上的高价值目标，F117的载弹标准仅仅是两枚2000磅级别的激光制导炸弹，所以我们可以清楚地看到，隐身飞机的对地攻击方式与四代战斗机动辄数吨的炸弹投放攻击方式相比精准、高效了很多。

　　二、气动布局的改进
　　2011原型机的照片中可见2011与之前的歼20原型机在进气道的形状上有很大的区别，进气口的前缘下倾，推测此项改进应该是有利于发动机的进气效率，另外2011原型机的尾部腹鳍面积明显要大于之前的歼20原型机，据称此举有利于战机的侧向隐身，另外在气动布局方面的改进还有垂直尾翼切尖等等，但这也似乎印证了之前很多国家航空专家对于歼20的种种质疑，歼20之前的设计确实有不合理的地方。
　　笔者认为歼20的气动外形设计与我国相对落后的航空材料技术和发动机技术有关。歼20的机身修长，体积可能比F22要大，据国外专家估计，歼20机身使用的复合材料比例比F22和T50等先进战机都要低，所以歼20的空重可能会很大。又因为我国一直以来都没能研制出可靠的高推力发动机，所以最初在测试阶段的歼20安装的可能还是AL31F系列航空发动机，该发动机能够提供的推力有限，而且不具备推力矢量特性，这样就使得歼20的原型机必须装上一对鸭翼来保证飞机的飞行性能，鸭翼可以再飞机进行大过载机动动作时形成额外的升力。前鸭翼布局最初见于SAB37这样的第二、第三代战斗机，由于前置鸭翼可以提供很好的升力补给，所以采用这种无尾三角翼+前置鸭翼布局的战斗机普遍拥有良好的转弯、小半径盘旋以及快速飞行姿态改变等机动性优势。这种布局的劣势是不太有利于飞机的超音速飞行性能，而且对飞行的稳定性会有些微的影响，但最为重要的是这种布局是非常不利于飞机隐身的，对于之前的战斗机来说这种缺陷对作战不会有太大影响，但对于歼20这种强调隐身性能的战斗机来说却会产生极大的影响。
　　飞机的隐身时相对于雷达探测来说的，隐身飞机的隐身性能中很重要的一点就是气动外形隐身，气动外形隐身要求战机在进行外形设计的时候要计算雷达波达到飞机表面后的偏转角度，通过对不同角度雷达波的偏转以降低被地方雷达探测到的概率。这种角度计算需要对弧面曲率有极其强大的运算能力，据笔者所知，俄罗斯在研究T50时就缺乏能够准确计算弧面曲率的数学模型，这也使得T-50的隐形外形设计一波三折，一直到最终面世也没能设计出比较良好的隐身外形，最后只能将其隐身性能降低到“适当的隐身性”这一级别。
　　另外，飞机的隐身设计还要求飞机的气动外形要尽可能具有整体性，这一点是当前歼20设计的软肋，因为前置鸭翼和后三角翼之间形成了一个比较大的雷达波反射夹角，这个夹角对于歼20的隐身性能会产生重大的影响。由于发动机技术的相对落后，俄罗斯的T50也装有一对鸭翼，但是这对鸭翼被设计成与进气道上缘一体化，在平飞和一般飞行姿态下能够不破坏或者尽量少破坏飞机的隐身性能。
　　归根结底，笔者认为歼20的气动设计是对发动机技术的一种无奈妥协，当歼20换装可靠的高性能发动机之后应该会取消鸭翼的设置。
　　三、动力系统的改进
　　此次曝出的2011原型机的照片中显示，似乎2011原型机换装了新的发动机，尾部喷口呈现锯齿状，当前还不清楚此新型发动机的型号，但互联网上有消息指出，由于我国WS-15发动机的研发严重滞后，至今还没有进行过高空测试，所以最初列装部队的歼20可能无法装备我国自主研发的发动机，将使用AL-31FN（一种AL-31F）的改进型。
　　很长时间以来航空发动机一直是中国所有航空迷心中的痛，至今仍是如此，近日还曝出过空军拒绝接收太行发动机的消息。笔者认为，当前歼20的发动机方案最好的选择是购买SU-35装备的AL-35/37系列发动机，由于在此次我国苏35战斗机的采购案中俄方明确规定不允许我国仿制其发动机，且不会单独提供发动机，所以我国只能以高价向俄罗斯单独购买AL-35/37系列发动机。
　　AL-35/37（后替换为117S发动机）系列发动机是俄罗斯为苏-35/37系列研制的推力矢量发动机，单台推力在14.5吨左右，具备推力矢量能力。所谓推力矢量能力指的是发动机喷口可以向某个方向转动，通过转动喷口的方向来改变发动机的推力方向，这样就使得飞机可以做出很多非常规的机动动作。当今世界只有一小部分战斗机具备这种能力，例如“鹞”式战斗机、SU-30MKI、SU-35、F22和T50等。其中F22的发动机喷口属于二元推力矢量发动机，即发动机喷口只能进行上下方向的转动，T50和SU-35的发动机属于多元推力矢量发动机，可360度转动，但就现在的情况看来，这种推力矢量方式非常不利于飞机隐身，而且多元喷口带来的优势可以通过发动机的大推力来弥补。例如欧洲的台风战机和F35都能在不开加力燃烧室的情况下轻松拉出大过载的机动，就是因为这两种战机都装备了推力极其强大的发动机。
　　据称我国自行研制的WS-15也具备多元推力矢量能力，但何时能够装备歼20，现在看来还需要我们耐心等待。
　　万事开头难，这毕竟是我国第一次自行研制第五代战机，在这条漫长的道路上会有无数的艰辛坎坷，对于我们来说，歼20还是一直没有离巢的雏鹰，她还有太多的东西要学习、改进。但笔者相信，终有一天，歼20能够振翅高飞，成为这片天空中的王者，这一天，我们拭目以待！
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