【YY帖】我心目中的到2020年基本可行的我国隐身舰载机

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 14:19:21
背景预测

        随着我国“一带一路”战略的展开,海军需要为经济政治战略报价护航,但F35的逐渐大规模部署,最终可能达到2000多架,对我海外军事力量构成了严重威胁,我海军航空部队和将来海外基地的空防部队迫切需要大量的舰载隐身战斗机与之对抗。尽管我们没有全球部署的需要,但环亚欧非大陆的广袤海洋,也决定了我们的舰载战斗机数量不可能少,应该和F35的数量基本接近。

        按照初步的估算,到2045年开始装备第六代战机,那么这30年时间我们国家经济按从7%到3.5%的速度增长,到时GDP将超过美国30-40%,人均GDP将接近美国的1/3,那么国防预算中人员费用这部分也接近美国的1/3,装备和维护费用基本和美国齐平,甚至稍微超过美国,但这样的经费承受2000架J20这一级别重型战斗机同样是一个巨大的负担,所以中型机应该是更佳的选择。

        这样一款战斗机,应该拥有海基和陆基型号,不仅需要较好的截击性能,也需要一定的对面打击能力,同时还是我们扩充经济联盟时的军事贸易和军事外交的工具,能被友好国家空军作为主战飞机使用。


作战需求

        不低于J20的隐身性能要求,额外降低L波段雷达探测距离50%

        不低于J20的空战性能要求

        内载2近2中、内载1副油箱外挂2副油箱、高高高飞行剖面的最大巡逻半径1100海里

        内载1重型超音速反舰导弹、外挂2副油箱和2近2中、高低高飞行剖面的最大战斗半径600海里

        最大着舰重量大于19吨

        这样一款战斗机,无论是用于本土或海外的国土防空,或是用于海上高速截击,甚至前沿纵深的对海对地打击,都能够胜任,并通过雷达、光电、电战、通讯系统的模块化更换,能适用于从低成本到高性能的广泛要求。

可变后掠前翼的多用途舰载机

可变后掠前翼的多用途舰载机


技术特点

        推重比接近10的100kN高性能矢量推力涡扇发动机是这架飞机设计的前提条件。

        参考法国阵风、我国J20和欧洲台风3种抬式布局后研发出的可变后掠前翼,是该飞机突破亚音速和超音速机动性能的另一关键。

        参考T50战斗机的中央升力体结构、发动机宽间距设计,并在发动机之间布置了一个前后贯通的大型武器舱,保证战机可以挂载重超过1.5吨长超过7米的超音速反舰导弹。


气动设计

        前翼为全差动可变后掠翼,后掠角度42~87度,可在0.5秒之内完成变化,实现了前翼与主翼之间的近、中、远距耦合。近距耦合主要用于低速时的气动增升配平,远距耦合主要用于超音速机动。机头涡、进气涡、边条涡和可变后掠前翼的前翼涡,对飞控的设计构成了巨大的挑战。

        主翼为菱形翼,中等后掠角度,较小的展弦比和机翼相对厚度,保障了飞机的亚音速性能和超音速性能的平衡。主翼上安装有巨大的2段式前缘伸缩襟翼和后缘襟翼,配合前翼增升和一定的飞行迎角,飞机最低降落速度为110节,可携带6吨油弹返航。

        类似于T50的翼身融合中央升力体和双发宽间距布局,既让机身提供部分升力,又保证了足够大的机内容积,使得飞机在拥有8X0.8X0.7的大弹仓同时,还获得了8吨最大内油。双发宽间距带来的横滚惯性大问题由前翼差动解决,进气口能直接看到发动机风扇的问题通过双S进气道来解决。前机身和进气口的设计类似于J20。

        飞机不追求速度和升限的极限性能,但保持了亚音速和超音速飞行时的最佳机动能力,无论是0.55M还是1.3M时,都能获得接近9G的瞬时过载和6G以上的稳定过载。

发动机(YY那个传说中的先进中推)

        采用我国最新一代20公斤级核心机,采用三级风扇、七级高压压气机、短环燃烧室和单级高低压涡轮的整体设计。地面台架数据是中间推力6.6吨,油耗0.54-0.78公斤每十牛小时,加力推力9.8吨,油耗1.62-1.83公斤每十牛小时,涵道比0.5,风扇直径840毫米,最大外径1130毫米,长4.2米,全重1.1吨。矩形俯仰变向矢量喷口,角度-26到9度。


机载武器

        前后武器舱有2种挂载方案,一是前后武器舱合并,可挂载1枚长7.2米以内、重不超过2吨的重型导弹,二是分别挂载1个3.9米长的小型旋转导弹发射架或者1.5吨内置副油箱。小型旋转导弹发射架可3枚或4枚不同类型导弹共架发射,要求导弹长不超过3.7米、直径不超过25厘米、弹翼折叠后翼展小于30厘米、重量不超过300公斤。

        主翼下有6个可拆除挂架,外侧4个最大500公斤,内侧2个最大1500公斤,并可挂副油箱。


基本数据

        机长17.5米,主翼展13.3米,折叠后翼展9.4米,机高4米

        机翼前缘后掠42度,后缘前掠13度,翼面积56平米,展弦比3.4

        空重13吨,战斗起飞17吨,最大起飞29吨,最大内油8吨,最大着舰19吨


作战性能

        战斗推重比1.12,最大起飞推重比0.66

        最大巡航速度1.1M,极限速度1.7M,最小着舰速度110节,实用升限17000米

        海平面60度迎角翻滚角速120度/s

        最大瞬盘角速32度/S (3km高度,0.55M速度),12度/S (8km高度,1.3M速度)

        最大稳盘角速23度/S (3km高度,0.55M速度),8度/S (8km高度,1.3M速度)

        X波段到L波段俯仰60度内RCS 为迎面0.1-0.2平米,侧面0.1-0.4平米,尾部0.1-0.3平米背景预测

        随着我国“一带一路”战略的展开,海军需要为经济政治战略报价护航,但F35的逐渐大规模部署,最终可能达到2000多架,对我海外军事力量构成了严重威胁,我海军航空部队和将来海外基地的空防部队迫切需要大量的舰载隐身战斗机与之对抗。尽管我们没有全球部署的需要,但环亚欧非大陆的广袤海洋,也决定了我们的舰载战斗机数量不可能少,应该和F35的数量基本接近。

        按照初步的估算,到2045年开始装备第六代战机,那么这30年时间我们国家经济按从7%到3.5%的速度增长,到时GDP将超过美国30-40%,人均GDP将接近美国的1/3,那么国防预算中人员费用这部分也接近美国的1/3,装备和维护费用基本和美国齐平,甚至稍微超过美国,但这样的经费承受2000架J20这一级别重型战斗机同样是一个巨大的负担,所以中型机应该是更佳的选择。

        这样一款战斗机,应该拥有海基和陆基型号,不仅需要较好的截击性能,也需要一定的对面打击能力,同时还是我们扩充经济联盟时的军事贸易和军事外交的工具,能被友好国家空军作为主战飞机使用。


作战需求

        不低于J20的隐身性能要求,额外降低L波段雷达探测距离50%

        不低于J20的空战性能要求

        内载2近2中、内载1副油箱外挂2副油箱、高高高飞行剖面的最大巡逻半径1100海里

        内载1重型超音速反舰导弹、外挂2副油箱和2近2中、高低高飞行剖面的最大战斗半径600海里

        最大着舰重量大于19吨

        这样一款战斗机,无论是用于本土或海外的国土防空,或是用于海上高速截击,甚至前沿纵深的对海对地打击,都能够胜任,并通过雷达、光电、电战、通讯系统的模块化更换,能适用于从低成本到高性能的广泛要求。

可变后掠前翼的多用途舰载机

可变后掠前翼的多用途舰载机


技术特点

        推重比接近10的100kN高性能矢量推力涡扇发动机是这架飞机设计的前提条件。

        参考法国阵风、我国J20和欧洲台风3种抬式布局后研发出的可变后掠前翼,是该飞机突破亚音速和超音速机动性能的另一关键。

        参考T50战斗机的中央升力体结构、发动机宽间距设计,并在发动机之间布置了一个前后贯通的大型武器舱,保证战机可以挂载重超过1.5吨长超过7米的超音速反舰导弹。


气动设计

        前翼为全差动可变后掠翼,后掠角度42~87度,可在0.5秒之内完成变化,实现了前翼与主翼之间的近、中、远距耦合。近距耦合主要用于低速时的气动增升配平,远距耦合主要用于超音速机动。机头涡、进气涡、边条涡和可变后掠前翼的前翼涡,对飞控的设计构成了巨大的挑战。

        主翼为菱形翼,中等后掠角度,较小的展弦比和机翼相对厚度,保障了飞机的亚音速性能和超音速性能的平衡。主翼上安装有巨大的2段式前缘伸缩襟翼和后缘襟翼,配合前翼增升和一定的飞行迎角,飞机最低降落速度为110节,可携带6吨油弹返航。

        类似于T50的翼身融合中央升力体和双发宽间距布局,既让机身提供部分升力,又保证了足够大的机内容积,使得飞机在拥有8X0.8X0.7的大弹仓同时,还获得了8吨最大内油。双发宽间距带来的横滚惯性大问题由前翼差动解决,进气口能直接看到发动机风扇的问题通过双S进气道来解决。前机身和进气口的设计类似于J20。

        飞机不追求速度和升限的极限性能,但保持了亚音速和超音速飞行时的最佳机动能力,无论是0.55M还是1.3M时,都能获得接近9G的瞬时过载和6G以上的稳定过载。

发动机(YY那个传说中的先进中推)

        采用我国最新一代20公斤级核心机,采用三级风扇、七级高压压气机、短环燃烧室和单级高低压涡轮的整体设计。地面台架数据是中间推力6.6吨,油耗0.54-0.78公斤每十牛小时,加力推力9.8吨,油耗1.62-1.83公斤每十牛小时,涵道比0.5,风扇直径840毫米,最大外径1130毫米,长4.2米,全重1.1吨。矩形俯仰变向矢量喷口,角度-26到9度。


机载武器

        前后武器舱有2种挂载方案,一是前后武器舱合并,可挂载1枚长7.2米以内、重不超过2吨的重型导弹,二是分别挂载1个3.9米长的小型旋转导弹发射架或者1.5吨内置副油箱。小型旋转导弹发射架可3枚或4枚不同类型导弹共架发射,要求导弹长不超过3.7米、直径不超过25厘米、弹翼折叠后翼展小于30厘米、重量不超过300公斤。

        主翼下有6个可拆除挂架,外侧4个最大500公斤,内侧2个最大1500公斤,并可挂副油箱。


基本数据

        机长17.5米,主翼展13.3米,折叠后翼展9.4米,机高4米

        机翼前缘后掠42度,后缘前掠13度,翼面积56平米,展弦比3.4

        空重13吨,战斗起飞17吨,最大起飞29吨,最大内油8吨,最大着舰19吨


作战性能

        战斗推重比1.12,最大起飞推重比0.66

        最大巡航速度1.1M,极限速度1.7M,最小着舰速度110节,实用升限17000米

        海平面60度迎角翻滚角速120度/s

        最大瞬盘角速32度/S (3km高度,0.55M速度),12度/S (8km高度,1.3M速度)

        最大稳盘角速23度/S (3km高度,0.55M速度),8度/S (8km高度,1.3M速度)

        X波段到L波段俯仰60度内RCS 为迎面0.1-0.2平米,侧面0.1-0.4平米,尾部0.1-0.3平米
楼主设想的不就是带外挂的J-31吗??
采用我国最新一代20公斤级核心机………………
来自:关于超级大本营
来自:关于超级大本营
鸭翼既要在机身平面上前后移动,又要在自身轴线上转动,这个结构估计很复杂吧,会不会导致重心过前?
收起来后当成边条如果不和翼面融合,几乎没有效果,另外,鸭翼的面积和位置在气动上有着非常严格要求,这个不是脑补出来的,你得先研究理论,看看鸭翼到底是怎么回事
万恶的鸭翼,能不提了不?
而且还是可变后掠鸭翼,楼主要起义啊

altaynavy 发表于 2015-3-31 07:26
楼主设想的不就是带外挂的J-31吗??


还真不是。因为31001的气动设计并不突出,将来以31001为基础的海丝带装备数千架,是一件性价比偏低的事情。

在我看来,这架飞机的设计,是以F35的空战设计思想为灵魂、以T50的结构设计为骨架、尽量采用J20已经研发出的电子设备的飞机,突破的是可变后掠前翼,通过前翼的后掠角度改变来兼顾低速稳定性、亚音速机动和超音速机动的需求。

如果要说和31001的相关,一是应该采用31001表现出的翼身一体化结构,二是体量和F35相似、自然也就和31001相似,其他的,无论是作战环境假定、参数设计要求、气动设计、机体结构设计等,都有非常大的区别。
altaynavy 发表于 2015-3-31 07:26
楼主设想的不就是带外挂的J-31吗??


还真不是。因为31001的气动设计并不突出,将来以31001为基础的海丝带装备数千架,是一件性价比偏低的事情。

在我看来,这架飞机的设计,是以F35的空战设计思想为灵魂、以T50的结构设计为骨架、尽量采用J20已经研发出的电子设备的飞机,突破的是可变后掠前翼,通过前翼的后掠角度改变来兼顾低速稳定性、亚音速机动和超音速机动的需求。

如果要说和31001的相关,一是应该采用31001表现出的翼身一体化结构,二是体量和F35相似、自然也就和31001相似,其他的,无论是作战环境假定、参数设计要求、气动设计、机体结构设计等,都有非常大的区别。
北京野人 发表于 2015-3-31 07:40
采用我国最新一代20公斤级核心机………………
发动机是永远的心痛啊,您就别较真儿了,好吗?

我写的参数和技术方案都是照着航展上厂家的广告牌纯YY的。
楼主能做成这样已经难能可贵。
我只是想战争若要对等消耗,那么本来的指导思维就有问题。在目前的国际格局下,针对MD的单从战争看,或许类似电磁炮+探测更划算。除了MD以外的可以另行考虑。
flymonkey 发表于 2015-3-31 07:41
而且鸭翼的作用是俯仰控制,你给整成这种可变翼是几个意思?
为了增大前方RCS?
可变后掠前翼的设计原因是,抬式布局中,前翼主翼之间的近距耦合作用和远距耦合作用差别很大,这一点集中体现在欧洲双风的差别上。

法国阵风采用近距耦合,前翼后掠角度大,前翼展较小,主要解决的是低速稳定性(为了着舰)和亚音速机动性能,从飞行包线上也能看出更突出中低空亚音速特性。

欧洲台风采用远距耦合,前翼后掠角度小,前翼展较大,主要解决的是高亚音速和超音速飞行时的气动配平,从过载极曲线上能看到其超音速的机动性能相当好,基本接近娘娘,这是在推重比远小于娘娘的不足上获得的。但是其亚音速性能并不像其超音速性能那样突出。

那么有什么办法能够同时获得突出的亚音速性能和超音速性能呢?美帝的做法是升级发动机,一力降十会,很成功,可别人学不来,没那本事。我们动力不逆天的情况下,我能想到的就是将前翼可变后掠。

和主翼可变后掠相比,因翼面小得多,所以额外增加的结构死重小、变后掠结构应力集中问题不突出。

当然有得必有失,你说的增大前方RCS是一个,气动设计难度非常大是另一个,内部3轴转动的结构设计难度是第三个。

但总体上我觉得还是利大于弊,值得去想想。
longplayer 发表于 2015-3-31 08:43
收起来后当成边条如果不和翼面融合,几乎没有效果,另外,鸭翼的面积和位置在气动上有着非常严格要求,这个 ...
您说的是,可变后掠前翼,我这是拍脑袋想出来的,真要可行,那还需要设计师们大量的理论研究和风洞试验的,肯定是个相当艰巨的任务。要是能出又暴力又省油的发动机,还是跟随美帝的思路来的稳妥。
我不懂空气动力学的,但是吧,看你的简易图,我有几个地方要说明一下。

鸭翼就别搞可变翼了,除非你的整套系统的材料比现有的全动鸭翼重量更低,或者基本持平。要不然机身的重心怎么平衡?而且这套系统在隐身上的成本会高于歼20的鸭翼。

你的中央弹仓设置问题。。。你的机体承重梁真的是高达尼姆合金?那么细就能保证机体在高G过载的情况下不解体?你的机体结构强度不能支持你不弱于歼20的空战性能。

尺寸更大了,但是阻力也会更大。这在一定程度上抵消了你的内油。除非你的发动机超级省油,超级有力,还能推动这么大尺寸的机体超巡。


发动机宽间距的设计在机动能力上就存在先天不足。增大了飞机横滚的力矩,造成力的分散,降低横滚速度,就算通过矢量技术来弥补也会弱于发动机窄间距的战机。

现在的空气动力学以及发动机可以使固定翼拥有良好的跨音速,超音速能力(就算你的可变翼,也需要NB发动机)
烈焰之翼 发表于 2015-3-31 11:05
我不懂空气动力学的,但是吧,看你的简易图,我有几个地方要说明一下。

鸭翼就别搞可变翼了,除非你的整 ...
感谢您的捧场。

关于可变后掠前翼的问题,我觉得只要不是结构增重过大,那么还是利大于弊的。可变后掠前翼的整套重量肯定要超过目前常见的前翼,所带来的重心偏离,在我看来对放宽静稳定设计来说,应该不是太难的事情。

您说的中央弹仓设计问题,确实是个事情,我想T50到目前都没有公开它的弹仓,并且大量减少购买量应该就是这个问题还没解决好。从结构内部看,如何设计一个结构强度足够大的机背,既能在两肩挂发动机,又要在机腹装一个长长的弹仓,同时还要承受着舰勾的巨大纵向拉力,这是该飞机结构设计上的巨大难点。我想无非就是从材料和空间——垫高机背、把弹仓再往下挪一挪——这2个方面去解决。

您提到了超巡,并不在我设想的作战需求范围内。虽然性能指标上提到了不开加力时最大巡航速度1.1M,但油耗太高、实战价值不大。我所设想的超音速机动性能,是在短时间开加力时能做出多大的过载动作,主要目的不在截击,而是空战格斗。我设想的该飞机是亚音速巡航,最大飞行速度和升限比J10还要低一点。

发动机宽间距的设计在机动能力上是存在先天不足,但通过前翼差动和矢量差动,应该基本能弥补,横滚角速度应该比苏35要好,基本接近发动机窄间距的设计。

正如您所说,“就算你的可变翼,也需要NB发动机”,所以我还是不得不去YY那个雾里看花的国产先进中推,缺了它,这飞机肯定达不到J20的机动能力。
直接从J20衍生出来个舰载型就好了,要不干脆海军航空兵也别折腾了,直接等六代机得了,先用J15各种改,反正又不跟美国搞大洋决战,主要在印度洋和维护海上生命线威慑巡航,足以对付大部分国家。
jackloo 发表于 2015-3-31 10:46
可变后掠前翼的设计原因是,抬式布局中,前翼主翼之间的近距耦合作用和远距耦合作用差别很大,这一点集中 ...
死重太大,机构复杂。。。还不如现在的黑丝设计的巧妙。。。
总之要强调空优, 只要能压制美国的35, 就是我们海上力量追赶美国的一个机会
F35投入太大, 已经难以回头, 中国的机会来了
一带一路,去掉数字后就是.........................{:156:}
lz同志,我有个设想啊,就是以后的六代机装X和L两种波段的火控雷达,当然,L波段的功率肯定得比T50上面那个逗比L阵大得多才行。对空探测的时候,L波段负责大范围搜索,为X波段指示目标,X波段雷达负责凝视发现目标的区域,跟踪,并提供高精度的火控信息。
woodydy 发表于 2015-3-31 12:34
lz同志,我有个设想啊,就是以后的六代机装X和L两种波段的火控雷达,当然,L波段的功率肯定得比T50 ...
嗯。我也是这么想的。

看这里:

http://lt.cjdby.net/thread-1983607-1-1.html
其实我一直在想,3d打印技术发展到后来,会不会出现航母带上战机生产系统,以少量有人机,配合大量现造无人机进行作战
另外,我觉得鸭翼不用做得变后掠角,做成可以收放就是了,这样结构反而简单点
战斗妖精雪风的造型就很不错,虽然能不能飞起来是个问题
jackloo 发表于 2015-3-31 10:46
可变后掠前翼的设计原因是,抬式布局中,前翼主翼之间的近距耦合作用和远距耦合作用差别很大,这一点集中 ...
有什么风洞数据支持你这个想法?还利大于弊,真以为研发战斗机是脑洞大开就可以的?随便找篇战斗机气动设计的论文看看,看得懂里面所有图表,数据和公式再来异想天开。
真不想打击楼主,但是对于连空气动力学基础都没学过的人,说什么设计飞机,到最后都只不过是沦为笑柄,半点讨论价值都没有,真以为会画点线就会设计飞机了?战斗机设计从来都是严格遵循空气动力学和飞机设计原理的来进行的,每一步都必须有大量数据支持,就算没有数据,跟概念设计相关的数学公式和计算结果你必须得写得出来。楼主,你写得出来吗?如果连这些都没有,空口说白话谁不会?

我就问你一项,你能写出你所设计的可变鸭翼每个角度变化所产生的升力吗?
jackloo 发表于 2015-3-31 11:33
感谢您的捧场。

关于可变后掠前翼的问题,我觉得只要不是结构增重过大,那么还是利大于弊的。可变后掠 ...
鸭翼的问题不需要可变翼来解决~~~~

经过优化设计的鸭翼完全可以达到你的要求啊。如果想玩可变翼,在主翼前缘,或者在大边条上之类的进行可动尝试也比较合理。而且空间够用,技术难度低。
racman 发表于 2015-3-31 15:06
真不想打击楼主,但是对于连空气动力学基础都没学过的人,说什么设计飞机,到最后都只不过是沦为笑柄,半点 ...
打击啥的没事,板砖随意,我不介意的。这就是一点我打小就有的爱好,您把这些拿不上台面的东西提高到“沦为笑柄”的高度,只能说您比我都认真了。

被您这一说,我倒有点伤感了。怎么着也是99年南航一系毕业的,可惜不想去江西就留在沿海从事的软件开发行业,学校里学的那些早丢光了,看还能看得懂,可让我自己算已经无能为力了。

您批评得是,现在的我也就只会空口说白话了。
鸭翼的负荷太大了,要后掠,还要操纵。
隔几个月看,还是觉得可行的。自顶。
捧场一下,留下脚印