四代的一篇文章

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/03 00:37:47
晨枫 2011-01-12 19:14:21

1 月11日一定是一个黄道吉日。去年的反导试验是1月11日,今年的四代首飞也是1月11日。有人说这不是真正的首飞,真正的首飞在此之前已经秘密进行过了。这无关紧要。对于广大军迷来说,这是第一次看到四代飞起来了。对于仇视中国成就的人来说,这也是一个沮丧的日子。四代还只是传说的时候,他们说,这是假的,中国连xxx(选择无奇不有,可以自己填空)都造不出来,怎么可能造出四代?要不拿图来;在四代还只是模糊照片上一团黑影的时候,他们说,这是假的,中国人只有用PS造假图的本事,要不拿出清晰的图来;在四代清晰大图出来的时候,他们说,这是假的,这只是骗领导、骗军迷的木头模型,要不飞一个看看;在四代飞起来的时候,他们说,这是假的,但理由还没有想好,反正是假的。四代不是假的。正在北京访问的盖茨亲自向胡*锦*涛询问此事,胡*锦*涛还需要向盖茨保证这不是针对他的。那些人要说这也是假新闻,那就自己去和盖茨对质吧。

四代首飞成功,但这只是万里长征的第一步。气动设计、结构、飞控、发动机、航电、武器、维修体系……有太多的东西需要在试飞中验证、修改、完善,没有若干年的辛勤,这是下不来的。

这也是人们第一次得以仰视四代。看来最初的推测中,有一些地方需要修正。四代采用的是固定的尖拱边条,而不是可动的平直边条。鸭翼翼根和边条不是在同一水平高度上,鸭翼翼根略为高一点。侧视图中边条和机体结合部的“缝隙”实际上是鸭翼翼根后延的“边条”,其气动作用不很清楚,或许用于压住边条根部涡流,迫使其向外扩散,好取得和鸭翼涡的协调;或许是隐身设计的需要,可以降低鸭翼导致的爬行波或者其他反射。鸭翼位置略高于边条也有利于降低鸭翼和边条的不利互相干扰,提高边条的作用。也可能就是鸭翼结构的自然过渡,一点玄机也没有。

对于中国来说,尖拱边条首先在“枭龙”04号上得到使用。尖拱边条的边条涡作用强烈,但在气动设计上要求较高,否则要弄巧成拙。四代采用尖拱边条,明显意图加强大迎角机动性,在大迎角下提供强大的涡升力,效果远远超过欧洲“台风”的那一对小小的扰流片。

说到大迎角机动性,四代的V形双垂尾面积较小,首飞飞机的发动机型号尚不清楚,但可以肯定没有装备推力转向控制。大迎角下那一对腹鳍可以帮助维持偏航稳定性,但差动鸭翼或许才是奥妙所在,用不对称的涡流产生侧向力,实现没有推力转向控制下的过失速偏航控制。四代最后还是应该装备推力转向控制的,是机动性更上一层楼,但差动鸭翼使推力转向控制从雪中送炭变成锦上添花,凸现了成飞在飞控上的功力。

四代的鸭式越看越有特色。四代不是第一架鸭式飞机。法国“阵风”的鸭翼比较靠后,但后缘和机翼重叠了,是典型的近距耦合鸭翼。欧洲“台风”的鸭翼位置很靠前,鸭翼和机翼之间有明显的距离,属于典型的远距耦合鸭翼。四代的鸭翼位置比较靠后,和座舱的相对位置相当于“阵风”,但鸭翼和机翼之间有明显的距离,所以也是远距耦合鸭翼。鸭翼、机翼位置都很靠后,造成升力中心很靠后的影响,似乎有点不合常理。但四代采用了F-22那样的菱形截面机头,菱形的下V形和侧棱实际上相当于边条的变异,也产生不小的升力,使实际升力中心恢复到正常的位置。F-18采用边条,所以机翼位置特别靠后;F-22的菱形截面机头也相当于边条,机翼位置同样靠后。由于F-22的机翼靠后,后缘为了避免和前进方向垂直而必须前掠,F-22的机翼翼根后缘只能切掉一角,要不然要和平尾的位置打架。苏霍伊T-50也是一样的处理。四代把“平尾”移到了前面,避免了这个问题,也因为机头和边条的涡升力使得鸭翼得以相对后移,以平衡升力分布。但四代的机头涡、鸭翼涡、边条涡、机翼涡、垂尾涡互相之间的交互作用十分复杂,把它们之间理清楚需要深厚的气动功力,成飞敢揽这个瓷器活,想必是手里有金钢钻了。

成飞的四代和洛马的F-22体现出来完全不同的技术路线。F-22在气动设计上有很多新意,如机头涡、加莱特进气口等,但在基本思路上没有跳出F-15超级大改的路子。这是一种依仗强大发动机推力和深厚气动设计功底的简洁路线。相比之下,四代在气动设计上要花哨得多,这一方面是YF-22首飞20多年后气动设计的进步所致,另一方面也是发动机推力不足时的补救办法。工程设计的最高原则是KISS(Keep It Simple,Stupid,意为尽量简单无华),这不仅降低成本,也降低风险,还对设计过程中的不确定性有更好的适应性。但对于技术实力没有那么雄厚的后来者来说,常常需要采用更超前、更带风险的新技术,才能拉平性能差距。不过事情都是相对的。后来者把更超前、更带风险的新技术成熟化之后,可能借此跃上一个新的台阶,具有更高的起点。先行者不能单纯依靠继续深入优化而保持技术优势,最终也必须跳上更高的技术起点。

四代的外形现在比较清楚了,但四代的性能还有很多争议。鸭翼加三角翼有利于面积律的实现,所以阻力较低,加上有利于高速性能的可调进气口,有利于在推力不足的情况下实现超巡,这一点没有太大的争议。法国幻影2000在发动机推力不及F-16的情况下,可以达到更优秀的高空高速性能,也就是借助低阻的大后掠三角翼和可调进气口。如果WS15有足够高的军用推力和足够低的油耗,超巡能力甚至有望超过F-22。这不一定体现在更高的超巡速度,而是更长的超巡时间,或者更远的超巡航程。

四代的机头、边条、鸭翼的涡升力加上大机翼导致的低翼载使四代具有优异的传统机动性,这也没有什么争议。差动鸭翼使四代在没有推力转向控制的情况下就具有良好的制抵航向不可控偏离的能力,从而获得优秀的过失速机动能力。从地面试验图片来看,四代已经具有差动推力的控制能力,加上推力转向控制后,将具有超过 F-22、T-50的过失速机动能力,这也没有问题。远距耦合鸭翼具有高于常规布局的指向能力更是没有问题。

四代性能最大的疑问来自隐身。四代也采用了F-22的连续改变曲率的机身表面设计,在无稳定回波和气动性能只见达到最优平衡。四代的深色涂装应该具有隐身功能。在舱盖和开口设计上,也遵循边缘对齐原则,尽量把雷达回波集中到少数几个特定的次要方向。在这些隐身的一般原则上,四代和F-22相当。

但一般认为,鸭翼不利于隐身。鸭翼和机翼在同一个平面或许有那么一点遮挡作用,但四代的鸭翼实际上略高于机翼,而且是上反的,所以连这点遮挡作用也没有。但另一方面,丝带的差动鸭翼可以补偿V形双垂尾控制作用不足的问题,较小的双垂尾降低了正面的雷达反射面积。四代没有用F-22那样的加莱特进气口,而是独特的DSI和加莱特的混合结构。四代用DSI处理边界层分离问题,同时兼顾进气道无雷达直视的问题,加上弯曲的进气道,进气道隐身应该超过F-22,何况F-22的进气口还有十分不利于隐身的边界层分离隔道。综合起来,四代的正面隐身应该至少和F-22相当,或许还略为好一点。晨枫 2011-01-12 19:14:21

1 月11日一定是一个黄道吉日。去年的反导试验是1月11日,今年的四代首飞也是1月11日。有人说这不是真正的首飞,真正的首飞在此之前已经秘密进行过了。这无关紧要。对于广大军迷来说,这是第一次看到四代飞起来了。对于仇视中国成就的人来说,这也是一个沮丧的日子。四代还只是传说的时候,他们说,这是假的,中国连xxx(选择无奇不有,可以自己填空)都造不出来,怎么可能造出四代?要不拿图来;在四代还只是模糊照片上一团黑影的时候,他们说,这是假的,中国人只有用PS造假图的本事,要不拿出清晰的图来;在四代清晰大图出来的时候,他们说,这是假的,这只是骗领导、骗军迷的木头模型,要不飞一个看看;在四代飞起来的时候,他们说,这是假的,但理由还没有想好,反正是假的。四代不是假的。正在北京访问的盖茨亲自向胡*锦*涛询问此事,胡*锦*涛还需要向盖茨保证这不是针对他的。那些人要说这也是假新闻,那就自己去和盖茨对质吧。

四代首飞成功,但这只是万里长征的第一步。气动设计、结构、飞控、发动机、航电、武器、维修体系……有太多的东西需要在试飞中验证、修改、完善,没有若干年的辛勤,这是下不来的。

这也是人们第一次得以仰视四代。看来最初的推测中,有一些地方需要修正。四代采用的是固定的尖拱边条,而不是可动的平直边条。鸭翼翼根和边条不是在同一水平高度上,鸭翼翼根略为高一点。侧视图中边条和机体结合部的“缝隙”实际上是鸭翼翼根后延的“边条”,其气动作用不很清楚,或许用于压住边条根部涡流,迫使其向外扩散,好取得和鸭翼涡的协调;或许是隐身设计的需要,可以降低鸭翼导致的爬行波或者其他反射。鸭翼位置略高于边条也有利于降低鸭翼和边条的不利互相干扰,提高边条的作用。也可能就是鸭翼结构的自然过渡,一点玄机也没有。

对于中国来说,尖拱边条首先在“枭龙”04号上得到使用。尖拱边条的边条涡作用强烈,但在气动设计上要求较高,否则要弄巧成拙。四代采用尖拱边条,明显意图加强大迎角机动性,在大迎角下提供强大的涡升力,效果远远超过欧洲“台风”的那一对小小的扰流片。

说到大迎角机动性,四代的V形双垂尾面积较小,首飞飞机的发动机型号尚不清楚,但可以肯定没有装备推力转向控制。大迎角下那一对腹鳍可以帮助维持偏航稳定性,但差动鸭翼或许才是奥妙所在,用不对称的涡流产生侧向力,实现没有推力转向控制下的过失速偏航控制。四代最后还是应该装备推力转向控制的,是机动性更上一层楼,但差动鸭翼使推力转向控制从雪中送炭变成锦上添花,凸现了成飞在飞控上的功力。

四代的鸭式越看越有特色。四代不是第一架鸭式飞机。法国“阵风”的鸭翼比较靠后,但后缘和机翼重叠了,是典型的近距耦合鸭翼。欧洲“台风”的鸭翼位置很靠前,鸭翼和机翼之间有明显的距离,属于典型的远距耦合鸭翼。四代的鸭翼位置比较靠后,和座舱的相对位置相当于“阵风”,但鸭翼和机翼之间有明显的距离,所以也是远距耦合鸭翼。鸭翼、机翼位置都很靠后,造成升力中心很靠后的影响,似乎有点不合常理。但四代采用了F-22那样的菱形截面机头,菱形的下V形和侧棱实际上相当于边条的变异,也产生不小的升力,使实际升力中心恢复到正常的位置。F-18采用边条,所以机翼位置特别靠后;F-22的菱形截面机头也相当于边条,机翼位置同样靠后。由于F-22的机翼靠后,后缘为了避免和前进方向垂直而必须前掠,F-22的机翼翼根后缘只能切掉一角,要不然要和平尾的位置打架。苏霍伊T-50也是一样的处理。四代把“平尾”移到了前面,避免了这个问题,也因为机头和边条的涡升力使得鸭翼得以相对后移,以平衡升力分布。但四代的机头涡、鸭翼涡、边条涡、机翼涡、垂尾涡互相之间的交互作用十分复杂,把它们之间理清楚需要深厚的气动功力,成飞敢揽这个瓷器活,想必是手里有金钢钻了。

成飞的四代和洛马的F-22体现出来完全不同的技术路线。F-22在气动设计上有很多新意,如机头涡、加莱特进气口等,但在基本思路上没有跳出F-15超级大改的路子。这是一种依仗强大发动机推力和深厚气动设计功底的简洁路线。相比之下,四代在气动设计上要花哨得多,这一方面是YF-22首飞20多年后气动设计的进步所致,另一方面也是发动机推力不足时的补救办法。工程设计的最高原则是KISS(Keep It Simple,Stupid,意为尽量简单无华),这不仅降低成本,也降低风险,还对设计过程中的不确定性有更好的适应性。但对于技术实力没有那么雄厚的后来者来说,常常需要采用更超前、更带风险的新技术,才能拉平性能差距。不过事情都是相对的。后来者把更超前、更带风险的新技术成熟化之后,可能借此跃上一个新的台阶,具有更高的起点。先行者不能单纯依靠继续深入优化而保持技术优势,最终也必须跳上更高的技术起点。

四代的外形现在比较清楚了,但四代的性能还有很多争议。鸭翼加三角翼有利于面积律的实现,所以阻力较低,加上有利于高速性能的可调进气口,有利于在推力不足的情况下实现超巡,这一点没有太大的争议。法国幻影2000在发动机推力不及F-16的情况下,可以达到更优秀的高空高速性能,也就是借助低阻的大后掠三角翼和可调进气口。如果WS15有足够高的军用推力和足够低的油耗,超巡能力甚至有望超过F-22。这不一定体现在更高的超巡速度,而是更长的超巡时间,或者更远的超巡航程。

四代的机头、边条、鸭翼的涡升力加上大机翼导致的低翼载使四代具有优异的传统机动性,这也没有什么争议。差动鸭翼使四代在没有推力转向控制的情况下就具有良好的制抵航向不可控偏离的能力,从而获得优秀的过失速机动能力。从地面试验图片来看,四代已经具有差动推力的控制能力,加上推力转向控制后,将具有超过 F-22、T-50的过失速机动能力,这也没有问题。远距耦合鸭翼具有高于常规布局的指向能力更是没有问题。

四代性能最大的疑问来自隐身。四代也采用了F-22的连续改变曲率的机身表面设计,在无稳定回波和气动性能只见达到最优平衡。四代的深色涂装应该具有隐身功能。在舱盖和开口设计上,也遵循边缘对齐原则,尽量把雷达回波集中到少数几个特定的次要方向。在这些隐身的一般原则上,四代和F-22相当。

但一般认为,鸭翼不利于隐身。鸭翼和机翼在同一个平面或许有那么一点遮挡作用,但四代的鸭翼实际上略高于机翼,而且是上反的,所以连这点遮挡作用也没有。但另一方面,丝带的差动鸭翼可以补偿V形双垂尾控制作用不足的问题,较小的双垂尾降低了正面的雷达反射面积。四代没有用F-22那样的加莱特进气口,而是独特的DSI和加莱特的混合结构。四代用DSI处理边界层分离问题,同时兼顾进气道无雷达直视的问题,加上弯曲的进气道,进气道隐身应该超过F-22,何况F-22的进气口还有十分不利于隐身的边界层分离隔道。综合起来,四代的正面隐身应该至少和F-22相当,或许还略为好一点。
四代比F-22要长,还有一对腹鳍,但垂尾面积要小得多,四代和F-22的侧面雷达反射面积或许相当,或许四代略逊。但四代的机尾方向的隐身做得不好,圆形发动机喷口显然不及扁矩形喷口的隐身性能好,圆形造成稳定回波,不利于隐身。四代的喷口也没有F-35那样的显著的锯齿形修形。锯齿形喷口有一定的推力损失,水管喷水的时候,喷口圆整的时候压力最大,由缺口的时候,水柱容易变形,造成压力损失。发动机也是一样的。不过从红外隐身的角度来说,这样的水柱变形有利于加速炽热喷流和环境空气的混合,降低红外特征,是有利于红外隐身的。加强混合也有利于对喷流减速,降低噪声,民航客机发动机就常用锯齿形喷口降噪。扁矩形喷口不仅有利于降温降噪,还有利于机尾减阻。渐趋扁平的机尾减少机尾涡流,民航机和苏-27的尾锥是异曲同工,突然截断的圆形喷口的减阻效果就要差一点。总地推测起来,四代的前向隐身超过F-22,侧向隐身和F-22相当,后向隐身不如F-22,符合注重国土防空的要求,但离攻势制空的全向隐身还有一点差距。

四代的机身容积非常之大,但照片上无法判断机内武器舱的位置和大小,航炮位置也同样难以判断。这可能是照片的清晰度或者角度、光线关系,也可能这只是一架技术验证机,只需要预留空间和结构上的接口,而不必实际实现。四代上还有太多技术验证机的痕迹。理想情况下,四代应该采用扁矩形二维推力转向,取消腹鳍,具有大型机内武器舱和航炮,具有空中加油能力。

四代的首飞视频里看不到多少机动动作,作为首飞,这是可以理解的。在视频里,四代在没有打开加力的情况下,就用和歼-10双座相当的滑跑距离起飞离地,离地后的姿态相对较平,不像战斗机,倒像民航机。首飞起飞本来也没有必要拉太大的迎角,或者做多少复杂的机动。但四代的首飞起飞证明了四代升力巨大,这是优异机动性的前提。

四代对中国空军的作用超过了一架战斗机,这已经是准战略武器了,对于潜在的台海战争有着特殊的意义。孙子曰:不战而屈人之兵,善之善者也。台湾问题是中国人之间的问题。两岸中国人的首要任务都是和平与建设,不是战争,更不是中国人之间的战争。但要是台独不可逆转地使祖国和平统一不再成为可能,那台海就难免一战。在四代出现之后,台海战局将大为改观。在地地导弹全面攻击台岛节点的同时,四代前出打掉台湾的预警机、反潜巡逻机这样的“软目标”,台湾对海空战局就又瞎又残,没有还手之地了。在对美国航母的反介入作战中,航母起飞的预警机、加油机、反潜巡逻机也同样是软目标,F-18E没有隐身屏障,F-35C则空战载弹不足,过载能力只有7.5g,推重比则只有可怜的0.75,和F-104相当,一旦卷入和四代的格斗,将严重处于下风。加上潜艇、东风21D的威胁,美国航母需要不惜死战才敢进入中国沿海1000公里的范围。美国空军有F-22,情况要好很多,但F-22的支援体系(预警机、加油机)也同样受到四代的威胁。美国空军的典型作战方式是用预警机和加油机在战区边缘徘徊,预警机提供情报支援,加油机则随时为战斗机加油,延长战斗机在战区的滞留时间,省却了往返的时间,实际上相当于增加了可部署战斗机的数量。但在隐身的四代随时可能掏老窝的情况下,支援体系只有后撤,并部署额外警卫力量,一方面降低美国空军的作战效能,另一方面分散美国空军有限的兵力,达到不战而降低中国空军压力的作用。

四代的征途才刚刚开始。随着更多信息得到公开,相信还会有更多的惊喜。希望不久的将来就可以《续谈四代》。
  这是成飞献给中国人民的成人礼

  关于四代,国内外的传说也有好多年了。开始的时候,人们都是将信将疑。这也难怪,歼-10折腾了18年才终成正果,四代在西方也是顶级技术,中国航空技术已经那么先进了吗?人们的怀疑是可以理解的,中国航空的飞速进步也是可以理解的。工程技术和科学发明不一样,不是靠灵机一动,而是靠扎实、持续的不断进步。绵阳的风洞群和中国自己研制的超级计算机提供了客观条件,歼-10训练了一支精干的队伍,枭龙和一系列项目不仅练手,而且可以渐进地尝试新技术、新材料、新概念。美国航空在40-50年代的爆炸性发展也是这样的,在战时建立了完整的科研、试验和生产体系,战后迅速研制了一系列飞机(包括研究性飞机),交替前进,大步快跑。中国航空已经进入质变,进入跨越式增长期,我在10年前就壮着胆子说过这话,当时没人相信。现在看来,没有蒙错。

  回到四代。快两年前,四代已经风传得沸沸扬扬,但四代的基本气动布局都还争不清楚。确实,F-22采用常规布局,YF-23也是V形尾翼的先进常规,F- 35依然是常规。俄罗斯的
T-50还尤抱琵琶半遮面,后来也知道依然是常规布局。另一方面,沈飞对三翼面情有独钟,成飞在歼-10上对鸭式取得了很多经验,珠海航展上又冒出来一个前掠翼的“暗箭”,四代到底会是什么样子的呢?现在知道了,是鸭式。这既在意料之外,又在情理之中。我在DIY设计中国第四代战斗机里对几种气动布局作了比较,按照隐身、超巡、超机动、设计和工艺难度分别打分,然后加权综合,最后得出结论,四代最可能的气动布局依次为:鸭式〉常规〉先进常规〉三翼面〉前掠翼。在对隐身、超巡、超机动、设计和工艺难度加权调整后,可以作灵敏度分析,避免加权选取不当造成结果的偏差,,最后结论,不管空优为主,防空为主,空地兼优,技术有限,财力有限,或者数量优先,鸭式都是最优选择,常规紧随第二,三翼面只有在技术限制成为瓶颈的时候才跃居第三,否则是先进常规第三,前掠翼总是敬陪末座。看来在鸭式的问题上,又蒙对了。
  四代和F-22、T-50、米格I.42、YF-23的比较,谁能比出四代是抄袭的,那……该回娘肚子里去重新长一副眼睛了

  回到鸭式。鸭式对于超巡十分有利,对于超机动也同样有利。无尾三角翼有利于实现面积律,这是人们早已熟知的。另一方面,由于隐身的需要,机翼后缘不应该是平直的,机翼后缘都带有前掠可以在相同翼展情况下增加翼面积,降低翼载,并增加翼根长度,改善翼根受力情况,但这使得翼根后缘十分靠后,常规平尾的位置很难安排,F-22和T-50都只得在机翼后缘斜切一角,才能挤进平尾。由于平尾和重心的距离很近,力臂较短,只有用较大的平尾面积才能管用。T-50的平尾面积缩小,但如果力臂可以拉长的话,本来可以进一步缩小的。但采用鸭式布局的话,鸭翼在机翼前方,不和后延的翼根冲突,比较好解决。四代的鸭翼相对主翼的位置比歼-10进一步靠前,增大了力臂,增强了效用,所以较小的鸭翼就可以达到很大的作用。

  四代这样的远距耦合鸭翼的优点早已为人们所熟知,但为什么在战斗机上只有欧洲“台风”才使用呢?因为鸭翼可以有两个作用:配平和涡升力。远距耦合鸭翼有利于配平,但不利于产生涡升力。配平力矩强有利于加速改变机头指向,涡升力强有利于稳定盘旋,两者各有各的用处,但通过鸭翼的位置很难兼顾两者要求。另一方面就是飞行员的世界,远距耦合鸭翼常常遮挡了飞行员侧下方的视界,十分不利于空战格斗,欧洲“台风”就有这个问题。但四代的长度很长,鸭翼在飞行员肩膀后的进气口上唇,对空战视界的影响很小,那个角度就是不看到鸭翼,看到的也是机翼。

  根据测算,四代的机身长度达到21.30米,比F-22的18.92米和T-50的20.40米都要长,和米格I.42的21.60米差不多。四代的进气口在机身两侧,机体本身较宽大,而机尾喷口是紧密并排的,所以可以肯定四代的进气道有相当程度的弯曲。加上DSI的有限遮挡,发动机正面不暴露在直射雷达之下是可以肯定的。四代机身为什么那么长现在还不清楚,有几个猜想:

  1、 机内武器舱布置的需要

  2、 进气道设计需要

  3、 翼面积和远距耦合鸭翼的需要

  现在还不清楚四代的机内武器舱的大小和分布,但有了那么长达的机体,机内武器舱的空间应该比较充裕。F-22也是弯曲进气道,但F-22的总厂要短很多,这可能是因为美国的进气道设计水平和发动机长度的关系,也可能是F-22采用固定进气道,而四代采用可调进气道。

  比较进气口之间的间距,再比较发动机喷口之间的间距,不难看出,四代采用了弯曲进气道,弯曲进气道天然提供了机内武器舱的空间,只是还不清楚四代的机内武器舱的具体布置方式

  四代采用了DSI,用三维复杂曲面的鼓包把进气中的附面层迎面剖开,然后用压力梯度顶到进气口的两角泄放。不过四代的DSI有三个特别的地方,一是不对称,鼓包的位置偏上,而不像常规DSI的对称设计,这可能是照片不清晰造成的错觉;二是进气口侧唇口带有后掠,这是世界上已知DSI中绝无仅有的;三是四代的进气口是可调的,这也是第五代(是不是四代该改称五代了?要不这也太别扭了)战斗机中唯一采用可调进气口的。

  成飞一定是世界上DSI经验最丰富的飞机公司了,一口气设计了三架DSI战斗机:枭龙04、歼-10B、四代。相比之下,洛克希德-马丁只有F-35,研究机不能算。成飞在四代上采用这样特别的DSI,是有道理的。进气口设计需要做3件事情:

  1、 分离附面层,保证干净气流进入进气道
  2、 在大迎角下也保证正常进气

  3、 在超音速飞行时把进气气流减速到亚音速,并增加压力,也就是所谓的总压恢复

  四代DSI恰好在这三个方面都用最小的折衷做到了。DSI本来就是用来分离附面层的,DSI的附面层分离效果好,阻力小,总压恢复好,但DSI只能对一个有限的速度范围优化,很难做到对很大的速度范围都高度有效。另外,DSI的鼓包设计本来就相当复杂,需要考虑三维流场和压力分布。为了隐身,四代的机头是菱形截面,进气口是像V形一样向两侧倾斜,在大迎角下流场更加复杂。为了改善大迎角下进气口对空气的“捕捉”效果,进气口像F-15一样带一点后掠。为了不给DSI设计带来太大的困扰,后掠没有F-15那么大。但V形机头下半部的前机身预压缩能力不足了进气口后掠不足的缺憾。另外,正因为进气口后掠,下唇位置靠后,所以鼓包位置偏上,和鼓包剖开造成两撇“胡须”的下一半的位置正好对上。
  四代之前,所有隐身战斗机都采用固定进气口。固定进气口简单,没有可动部件,雷达反射特征小。从F-22开始,固定进气口几乎成为隐身战斗机的固有特征,F-35、T-50都是固定进气口。但固定进气口只能对较小的马赫数范围优化,F-16采用固定进气口之后,尽管推重比比F-104增加了40%,但最大速度相当,部分原因就是因为F-16的固定进气口是为跨音速格斗而不是最高速度而优化的,而F-104的进气口是可以通过半锥可调,所以在更大速度范围内保持最优。在超音速飞行时,进气口的唇口也造成激波,激波的锋面好比气帘,气流通过激波锋面的时候得到减速。可调进气口可以在不同速度下有效地控制激波的形状和位置,使气流达到发动机正面的时候为最优速度、最高压力。不可调进气口只能在设计速度做到这一点,在其他速度下,要么气流速度依然过高,发动机前面几级压缩机非但起不到压缩机的作用,反而变成风车,使气流减速到亚音速;或者速度过低,大大增加压缩机的负担。

  F-22采用加莱特进气口,也称双斜切双压缩面进气口,或者斜切菱形进气口,不同的说法,都是一个意思。这个设计比DSI超音速性能好,适应的速度范围更大,但毕竟还是固定进气口,最终逃不过固定进气口的限制。好在F-22有两台变态的发动机,超巡没有问题。T-50的超巡性能现在不清楚,T-50的进气口和F-22有所不同,但大路子相似。F-35采用DSI,只有一台发动机,尽管推力变态,还是力不从心,最高速度只有M1.6,超巡就免提了。四代要做到超巡,但中国没有F-22这样变态的发动机,只有用可调进气口来帮忙,达到足够的超巡性能。四代的进气口上唇可以下垂,像F-15一样,这就是可调进气口。和F-15不同的是,F-15的可调进气口是暴露在外的,而四代的可调进气口是包拢在进气口结构内的。四代这样做当然是出于隐身的考虑,但可能造成进气口唇口较厚、阻力增加的问题。工程设计本来就是得失权衡的过程,只要最终结果得大于失,这就是值得的。不过四代的进气口上唇下垂如何避免和DSI的鼓包打架,这还是一个有趣的问题,有待更多的细节图片才能解惑。活动上唇和固定外壳之间不可避免的间隙里,如何避免杂物和尘土嵌进去,造成可调上唇动作受阻,这也是一个具体的工程问题。四代的进气口可算是DSI、加莱特和F-15那样的可调锲形的结合体,这也给了四代正面大青蛙一样的特征。

  有的示意图上,四代的鸭翼是箭形的,但从正面照片来看,鸭翼是梯形的。按照尽量减少边缘角度的edge alighnment原则,机翼形状应该和鸭翼一致,机翼、鸭翼前后缘对齐。如果最后证明鸭翼不是梯形而是箭形的,那也无妨,鸭翼和机翼的前后缘不一定需要左面对左面,左面对右面也是可以的。机翼采用M形或W形虽然也符合edge alighnment原则,但增加了内角和凸角,增加后向雷达反射特征,能避免最好避免,只有在前掠后缘导致翼根长于机体长度的时候才不得已而为之。双垂尾的形状估计了鸭翼一致,有利于边缘对齐。垂尾翼尖斜切一刀,估计机翼、鸭翼也有同样角度的斜切一刀。米格战斗机的垂尾经常有这么一刀,F-15的翼尖也是这个样子,这是为了躲开翼尖涡流造成的额外阻力。

  四代的鸭翼是全动的,四代的双垂尾也是全动的。已知战斗机中,只有T-50是全动垂尾,F-22和F-35都是常规的固定垂尾加可动舵面。全动垂尾和全动平尾一样,都是飞控要求和水平提高的结果。传统的横向稳定的飞机设计中,后机身的水平方向投影面积应该大于前机身,这样飞机就像风向标一样,在横向是自然稳定的。后机身是指整机重心以后的部分。现代战斗机的发动机占了飞机重量的不小的一部分,飞机重心越来越靠后,所以机翼也靠后,造成F-18这样机头像仙鹤一样长长地伸在前面的样子。但这样,后机身的投影面积就越来越依靠垂尾,一个垂尾不够,有时还需两个垂尾。双垂尾还有额外的好处,可以把舵面差动动作(也就是同时向外,或者同时向里),充当减速板使用。像F-18那样的外倾双垂尾的舵
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  四代之前,所有隐身战斗机都采用固定进气口。固定进气口简单,没有可动部件,雷达反射特征小。从F-22开始,固定进气口几乎成为隐身战斗机的固有特征,F-35、T-50都是固定进气口。但固定进气口只能对较小的马赫数范围优化,F-16采用固定进气口之后,尽管推重比比F-104增加了40%,但最大速度相当,部分原因就是因为F-16的固定进气口是为跨音速格斗而不是最高速度而优化的,而F-104的进气口是可以通过半锥可调,所以在更大速度范围内保持最优。在超音速飞行时,进气口的唇口也造成激波,激波的锋面好比气帘,气流通过激波锋面的时候得到减速。可调进气口可以在不同速度下有效地控制激波的形状和位置,使气流达到发动机正面的时候为最优速度、最高压力。不可调进气口只能在设计速度做到这一点,在其他速度下,要么气流速度依然过高,发动机前面几级压缩机非但起不到压缩机的作用,反而变成风车,使气流减速到亚音速;或者速度过低,大大增加压缩机的负担。

  F-22采用加莱特进气口,也称双斜切双压缩面进气口,或者斜切菱形进气口,不同的说法,都是一个意思。这个设计比DSI超音速性能好,适应的速度范围更大,但毕竟还是固定进气口,最终逃不过固定进气口的限制。好在F-22有两台变态的发动机,超巡没有问题。T-50的超巡性能现在不清楚,T-50的进气口和F-22有所不同,但大路子相似。F-35采用DSI,只有一台发动机,尽管推力变态,还是力不从心,最高速度只有M1.6,超巡就免提了。四代要做到超巡,但中国没有F-22这样变态的发动机,只有用可调进气口来帮忙,达到足够的超巡性能。四代的进气口上唇可以下垂,像F-15一样,这就是可调进气口。和F-15不同的是,F-15的可调进气口是暴露在外的,而四代的可调进气口是包拢在进气口结构内的。四代这样做当然是出于隐身的考虑,但可能造成进气口唇口较厚、阻力增加的问题。工程设计本来就是得失权衡的过程,只要最终结果得大于失,这就是值得的。不过四代的进气口上唇下垂如何避免和DSI的鼓包打架,这还是一个有趣的问题,有待更多的细节图片才能解惑。活动上唇和固定外壳之间不可避免的间隙里,如何避免杂物和尘土嵌进去,造成可调上唇动作受阻,这也是一个具体的工程问题。四代的进气口可算是DSI、加莱特和F-15那样的可调锲形的结合体,这也给了四代正面大青蛙一样的特征。

  有的示意图上,四代的鸭翼是箭形的,但从正面照片来看,鸭翼是梯形的。按照尽量减少边缘角度的edge alighnment原则,机翼形状应该和鸭翼一致,机翼、鸭翼前后缘对齐。如果最后证明鸭翼不是梯形而是箭形的,那也无妨,鸭翼和机翼的前后缘不一定需要左面对左面,左面对右面也是可以的。机翼采用M形或W形虽然也符合edge alighnment原则,但增加了内角和凸角,增加后向雷达反射特征,能避免最好避免,只有在前掠后缘导致翼根长于机体长度的时候才不得已而为之。双垂尾的形状估计了鸭翼一致,有利于边缘对齐。垂尾翼尖斜切一刀,估计机翼、鸭翼也有同样角度的斜切一刀。米格战斗机的垂尾经常有这么一刀,F-15的翼尖也是这个样子,这是为了躲开翼尖涡流造成的额外阻力。

  四代的鸭翼是全动的,四代的双垂尾也是全动的。已知战斗机中,只有T-50是全动垂尾,F-22和F-35都是常规的固定垂尾加可动舵面。全动垂尾和全动平尾一样,都是飞控要求和水平提高的结果。传统的横向稳定的飞机设计中,后机身的水平方向投影面积应该大于前机身,这样飞机就像风向标一样,在横向是自然稳定的。后机身是指整机重心以后的部分。现代战斗机的发动机占了飞机重量的不小的一部分,飞机重心越来越靠后,所以机翼也靠后,造成F-18这样机头像仙鹤一样长长地伸在前面的样子。但这样,后机身的投影面积就越来越依靠垂尾,一个垂尾不够,有时还需两个垂尾。双垂尾还有额外的好处,可以把舵面差动动作(也就是同时向外,或者同时向里),充当减速板使用。像F-18那样的外倾双垂尾的舵面差动动作的话,还可以产生额外的压尾力矩,帮助飞机及早抬头,缩短起飞距离。外倾的双垂尾还有降低侧面雷达反射面积的的好处。对于远处照射过来的雷达,入射角基本上可以等同于水平入射,直立的垂尾像镜子一样反射,外倾的垂尾就明显降低了雷达反射特征。不过外倾的双垂尾在飞控上比较别扭,不光产生偏航力矩,还产生滚转力矩,要达到飞行员的无忧虑操作,需要较高的飞控水平。四代比这还进了一步,采用了全动垂尾。全动垂尾变被动的自然稳定为用主动控制达到方向稳定,好处是可以用较小的垂尾,重量和阻力都较小,雷达反射面积也小,坏处是对飞控要求进一步提高。四代采用这样极端的技术,说明了成飞对先进飞控的信心。

  

  欧洲“台风”是另一种采用远距耦合鸭翼的战斗机,但鸭翼对飞行员视界有遮挡,而且必须另加一对扰流片才成产生涡升力

沙..沙..沙...发
  四代之前,所有隐身战斗机都采用固定进气口。固定进气口简单,没有可动部件,雷达反射特征小。从F-22开始,固定进气口几乎成为隐身战斗机的固有特征,F-35、T-50都是固定进气口。但固定进气口只能对较小的马赫数范围优化,F-16采用固定进气口之后,尽管推重比比F-104增加了40%,但最大速度相当,部分原因就是因为F-16的固定进气口是为跨音速格斗而不是最高速度而优化的,而F-104的进气口是可以通过半锥可调,所以在更大速度范围内保持最优。在超音速飞行时,进气口的唇口也造成激波,激波的锋面好比气帘,气流通过激波锋面的时候得到减速。可调进气口可以在不同速度下有效地控制激波的形状和位置,使气流达到发动机正面的时候为最优速度、最高压力。不可调进气口只能在设计速度做到这一点,在其他速度下,要么气流速度依然过高,发动机前面几级压缩机非但起不到压缩机的作用,反而变成风车,使气流减速到亚音速;或者速度过低,大大增加压缩机的负担。

  F-22采用加莱特进气口,也称双斜切双压缩面进气口,或者斜切菱形进气口,不同的说法,都是一个意思。这个设计比DSI超音速性能好,适应的速度范围更大,但毕竟还是固定进气口,最终逃不过固定进气口的限制。好在F-22有两台变态的发动机,超巡没有问题。T-50的超巡性能现在不清楚,T-50的进气口和F-22有所不同,但大路子相似。F-35采用DSI,只有一台发动机,尽管推力变态,还是力不从心,最高速度只有M1.6,超巡就免提了。四代要做到超巡,但中国没有F-22这样变态的发动机,只有用可调进气口来帮忙,达到足够的超巡性能。四代的进气口上唇可以下垂,像F-15一样,这就是可调进气口。和F-15不同的是,F-15的可调进气口是暴露在外的,而四代的可调进气口是包拢在进气口结构内的。四代这样做当然是出于隐身的考虑,但可能造成进气口唇口较厚、阻力增加的问题。工程设计本来就是得失权衡的过程,只要最终结果得大于失,这就是值得的。不过四代的进气口上唇下垂如何避免和DSI的鼓包打架,这还是一个有趣的问题,有待更多的细节图片才能解惑。活动上唇和固定外壳之间不可避免的间隙里,如何避免杂物和尘土嵌进去,造成可调上唇动作受阻,这也是一个具体的工程问题。四代的进气口可算是DSI、加莱特和F-15那样的可调锲形的结合体,这也给了四代正面大青蛙一样的特征。

  有的示意图上,四代的鸭翼是箭形的,但从正面照片来看,鸭翼是梯形的。按照尽量减少边缘角度的edge alighnment原则,机翼形状应该和鸭翼一致,机翼、鸭翼前后缘对齐。如果最后证明鸭翼不是梯形而是箭形的,那也无妨,鸭翼和机翼的前后缘不一定需要左面对左面,左面对右面也是可以的。机翼采用M形或W形虽然也符合edge alighnment原则,但增加了内角和凸角,增加后向雷达反射特征,能避免最好避免,只有在前掠后缘导致翼根长于机体长度的时候才不得已而为之。双垂尾的形状估计了鸭翼一致,有利于边缘对齐。垂尾翼尖斜切一刀,估计机翼、鸭翼也有同样角度的斜切一刀。米格战斗机的垂尾经常有这么一刀,F-15的翼尖也是这个样子,这是为了躲开翼尖涡流造成的额外阻力。

  四代的鸭翼是全动的,四代的双垂尾也是全动的。已知战斗机中,只有T-50是全动垂尾,F-22和F-35都是常规的固定垂尾加可动舵面。全动垂尾和全动平尾一样,都是飞控要求和水平提高的结果。传统的横向稳定的飞机设计中,后机身的水平方向投影面积应该大于前机身,这样飞机就像风向标一样,在横向是自然稳定的。后机身是指整机重心以后的部分。现代战斗机的发动机占了飞机重量的不小的一部分,飞机重心越来越靠后,所以机翼也靠后,造成F-18这样机头像仙鹤一样长长地伸在前面的样子。但这样,后机身的投影面积就越来越依靠垂尾,一个垂尾不够,有时还需两个垂尾。双垂尾还有额外的好处,可以把舵面差动动作(也就是同时向外,或者同时向里),充当减速板使用。像F-18那样的外倾双垂尾的舵
太长了,慢慢看
  四代则用可动边条控制涡升力的走向和强度,这是另一个世界首创

  但四代飞控之变态不在于此,而在于可动边条。在众多侧视图中,不大为人注意的是鸭翼和机翼之间的边条,有一条清晰可见的缝线,这只能是可动边条。四代的远距耦合鸭翼注重配平作用,有助于敏捷的机头指向,但对于稳定盘旋所需要的涡升力没有太大的帮助。欧洲“台风”在鸭翼和机翼之间增设了一对小小的扰流片,用于产生涡升力。四代大大地进了一步,鸭翼和机翼之间的边条是可动的。由于和机翼在同一水平面上的缘故,四代的鸭翼略带上反。一般说上反翼增强横滚的稳定性,用于自然稳定性不足的下单翼。四代鸭翼相当于上单翼,上单翼用上反十分罕见,对敏捷性是负面影响,但鸭翼面积太小,这点影响可以忽略不计。但鸭翼略带上反,减少对边条的遮挡,可以增强边条的作用。四代的边条是小小的,比较狭窄,毕竟在鸭翼后面,太宽大了没用。但这不等于边条就无所作为,尤其是边条可以可控下垂。可动边条可以强化涡升力,并且可以控制涡流走向。米格-29K也采用了类似的技术米格-29K也采用了类似的技术,不完全一样,但思路相近。米格-29K的大边条下有一对可以在起飞着陆是放下的扰流片,这一对扰流片大大增强了涡升力,所以不需要苏-33那样的鸭翼就可以实现航母上的滑跃起飞。不同的是,米格-29K的扰流片只在起飞、着陆时使用,对机动飞行没有助益,四代的可动边条在所有时候都可以发挥作用,这就是全新设计和改进设计的差别,也是飞控的差别。
  四代比较引人注意的“倒退”是那一对腹鳍。在传统设计中,腹鳍是后机身投影面积的一部分,是为了降低过高的垂尾用的,在大迎角垂尾受到机体遮挡时,腹鳍的方向稳定作用也比垂尾更显著。但四代采用全动垂尾的目的就是用主动控制代替被动的自然稳定性,在用腹鳍在道理上说不通。即使在大迎角垂尾作用受到削弱时,也可以通过副翼和襟翼的差动动作造成不对称阻力,达成偏航控制。B-2和YF-23就是这样控制的。事实上,所有第五代战斗机中,四代(又别扭了不是?)是唯一采用腹鳍的,F-22、F-35、T-50都没有采用腹鳍。T-50或许可以用推力转向补充大迎角方向稳定性的主动控制,F-22、F-35可没有这样的能力,F-22的推力转向只能上下动,不能左右动。事实上,在西方的第四代和四代半战斗机中,只有F-14和F-16采用腹鳍,F-15、F- 18、“鹰狮”、“台风”、“阵风”都没有腹鳍。苏联第四代的苏-27有腹鳍,米格-29也没有。那为什么四代回到已经“过时”而且和主动控制思路相悖的腹鳍呢?有可能这是米格I.42的影响,这是可动腹鳍,用于大迎角时的主动控制,或者这只是四代技术验证机阶段的过渡措施,作为减小面积垂尾的保险。
  四代采用毫无隐身修形的圆喷口,和其他设计细节上高度重视隐身很不一致,只能认为是技术验证机的原因

  和F-22、T-50一样,四代是双发的。现代战斗机已经很少用双发作为弥补发动机可靠性不足的手段了,采用双发大多是因为单发推力不足,四代也是这样的情况。这样的重型战斗机只有双发才推得动。现在还不清楚四代采用的是什么发动机,按照惯例,非加力情况下的推重比应该达到0.7以上,才能保证M1.5以上的超巡。四代的正常起飞重量数据没有公布,需要多少推力才能达到这个0.7无从估算。事实上作为一号机,采用现成的发动机也不奇怪,推力不足不足以达到超巡,那也不要紧,有太多的性能需要测试,等发动机到位了再测试超巡也不迟。另外,发动机喷口不像F-22的二维,甚至是否有推力转向也不清楚。可以确定的是,没有F-35那样的锯齿形喷口。也就是说,没有对隐身有任何考虑。考虑到四代对隐身的精细考虑,发动机喷口这样明显的忽略很不可思议,只能认为这是测试平台,离生产型还有距离。
    关于四代,有太多的东西都不知道,连飞机型号都不知道。有人根据机号2001认为四代型号为歼-20,歼-11之后还没有多少正式的型号,一下子跳到20 有点突兀,但也并非不可能。四代对歼-10是一个飞跃,用歼-20强调这个飞跃不是不可以。另外,歼-20在数字上和F-22比较接近,在心理上容易形成和F-22是同一代战斗机的印象,事实上四代也确实是瞄准F-22的。四代的发动机、飞控、火控、座舱、通信/数据链、武器,还有基本的重量、载油量、载弹量、翼展、翼面积,这些数据都不知道,现在能看到的只是地面的角度,飞起来后会能看到更多的东西。还有一些看到了也不清楚的东西,如机翼下两对鼓包,这可能是控制面的作动器,但作动器的整流罩用不了那么大,更用不了那么长,可能这里面包含电子对抗设备,或者是非隐身出击时的外挂挂架。

  事实上,现在展示的就是技术验证机也说不定,离最终的量产战斗机有距离也不奇怪。值得注意的是,四代应该是隐身、超巡、超机动的有机结合。现在还不清楚四代在这些关键性能上达到了什么样的水平,但可以确定的是,四代的隐身应该达到了相当高的水平。四代是美国之外世界上第一个采用整体式座舱盖的战斗机。整体式座舱盖在技术上要求相当高,不仅要有足够的强度承受气动压力和鸟撞,还要保证足够的透明度和无光学畸变,否则飞行员像老鹰一样锐利的视力就像戴上了地摊上的廉价塑料眼镜一样,在空战中要错失战机。采用整体式座舱盖可以改善飞行员的视界,但整体式风挡(如歼-10)或者框架式座舱盖(如F-35)的视界在实用中和整体式座舱盖没有原则性的差别,采用整体式座舱盖的最大理由是消除风挡框架造成的雷达反射。隐身是一个系统工程,当隐身处理已经需要用整体式座舱盖的时候,全机隐身的水平已经达到了不采用整体式座舱盖就会实质性地影响全机隐身的程度了。换句话说,整体式风挡或者框架式座舱盖的雷达反射特征已经和全机其余部分的雷达反射特征可以相提并论了。这是很高的水平了。F-35、F-18E都没有采用整体式座舱盖,


  成飞是造歼-7开始的,几十年来,风挡是陈旧的多框式,在航空工业整体稚嫩时,整体风挡还是根本顾不上的奢侈
  歼-10进了一大步,采用整体风挡;四代跳上有一个台阶,采用整体式座舱盖;这里面所代表的不仅仅是一个技术细节,也是中国航空整体水平的飞跃

  四代是中国航空冲击世界最高水平的尝试。短短20年前,中国航空连整体式风挡都无力制造。20年后,中国最先进的战斗机已经到了需要整体式座舱盖才能维持全机隐身。这是非常了不起的进步。西方称F-35为袖珍F-22,成T-50为“猛禽斯基”。现在四代出现了,世界上肯定还有人要把四代和西方或者俄罗斯已有的战斗机联系起来,但只要对航空有一丝一毫理解的人,怕也难说四代抄袭F-22。四代的隐身设计上显然采用了从F-22开始的设计原则,但四代和F- 22的相像不超过范冰冰和芙蓉姐姐的相像。四代和F-22四代不光对中国航空是一个里程碑,对世界航空也如此,四代对美国、俄罗斯、欧洲、日本、韩国、印度甚至台海的影响都可以大书特书,但这是另外一个话题了。



四代的意义


晨枫 2011-01-06 16:43:02

虽然官方还羞羞答答,但四代已经明确无误地展示在世人面前了。这些天来,成飞的爬墙党、卧草党们顶着南国和煦的冬日阳光,背负着难耐的饥渴和激动,向涕泗横流的全国军迷们献上了一张又一张四代的靓相。当然四代不只是一个令人激动的事情,四代的意义重大。

新中国一建立,就在苏联的帮助下建立了现代航空工业,开始追赶世界航空先进水平的苦旅。然而,50-60年代的中国航空没有脱离组装的水平,这是由历史和现实决定的。强-5是中国航空试图独立的一个可贵尝试,歼-8的艰难历程则凸现了工业、科研基础缺失的严重限制。在独立发展航空科技的动力和国际合作的催化剂作用下,中国航空一直坚持不懈,歼-10经历了18年的雕琢,终于写就了中国航空的出师表。通过这一努力,中国航空打造了一个精干的团队,组建了一个完整的科研和支援体系。对军工体系重要性的认识并不是中国独有的。日本不惜工本,用天价养起一个军工体系。韩国在经济发达后,也试图建立独立完整的军工体系。台湾在小蒋时代也试过,印度从拉吉夫甘地时代就在试,一直试到现在,还将继续试下去。据说台湾有人对四代有这样的评论:“这就是不同的做法,有钱有胆的直接上如老共;缺钱缺胆但技术够的就搞实验机如日本心神;缺钱缺技术有胆的就像南韩打嘴炮KF-X,然后期待大家加入让嘴炮变真炮;钱与技术与胆识都缺的就像台湾......”这倒是事实,就是还应该加上缺钱缺技术有胆的印度打嘴跑AMCA。日本、韩国、台湾、印度都是先有这个那个,最后才是有胆;中国是先有胆,然后才有这个那个。这就是不同!有了这个不同,体系的意义就不一样,眼界、手笔都不一样。

然而,不可否认的是,歼-10在追赶的目标是西方在70年代开始研制、80年代开始使用的第三代战斗机。歼-10问世的时候,以隐身、超巡、超机动为特征的第四代战斗机已经在西方投入使用,歼-10尽管和现役西方主力战斗机依然可以相提并论,但落后于西方航空技术
的前沿,这也是不可否认的。中国起步晚,基础弱,追赶是需要一个过程的,这个落后不是对中国航空的谴责,而是在肯定进步的同时,认识差距。这个差距在中国四代上得到了很大程度的弥补,尽管四代的真实技术高度现在还有太多的关键细节处于保密之中,难以直接比较。四代是第一种中国可以正视世界而宣称达到世界先进水平的战斗机,不需要文字游戏。诚然,F-22的技术验证机YF-22在1990年就首飞了,但F-22至今依然代表着西方战斗机的最高水平,在可预见的将来依然如此。无人战斗机是未来战术航空的一个重要动向,但无人机不可能取代有人战斗机,这是由人类智能和人工智能的本质差别决定的。何况中国在无人机领域也取得了长足的进步。

歼-10用了18年才终成正果。四代的研制不是现在才开始的。歼-10从首飞到装备用了8年,四代还没有开始首飞,最终装备的时间现在还不知道。空军副司令何为荣说2017-2019年间,如果2011年开始试飞,这个时间比歼-10快了一点,但考虑到技术积累的增加,这个时间还是可能的。西方经常用 YF-22首飞到F-22装备用了15年时间为例,声称中国四代需要至少2025年才能装备。这个比较不合理。YF-22在1990年首飞,这正是苏联解体、冷战红利的年代,苏联威胁突然消失,第三代战斗机的寿命“自然延长”了很多年,第四代战斗机(现在西方也追随俄罗斯,改称第五代,但中国仍称第四代,为了避免混淆,这里沿用西方旧标)的迫切性极大地降低,另外,美国在冷战年代放松了民用技术的研发,使欧洲和日本在很多重要经济领域得以领先,冷战结束后,美国开始经济和科技转型,所以F-22的研发放慢,装备更是放慢。如果美国继续冷战时代的高速军备研制节奏,F-22本可以早得多就开始装备的,按计划在90年代中后期开始装备也不奇怪。中国的情况不一样。中国并不处在军备竞赛中,歼-10、歼-11使中国的空中压力有所降低,但F-22部署在太平洋和F-35的即将部署,使中国只有及早部署四代才能根本缓解空中压力。歼-10的研制经验在客观上打下了更进一步的技术基础,四代使中国航空站在了世界航空先进水平的门槛上,高速增长的国内经济更是提供了可观的物质条件,中国没有理由放慢前进的脚步。

四代是重型战斗机,所以也称重四,这是为攻势制空而设计的。中国空军提出“攻势空军”的口号已经快二十年了,歼-11是第一种能使中国空军不光可以谈而且可以做攻势空军的重型战斗机。但歼-11的基本设计苏-27已经是30年的老技术了,只要有办法,中国空军不能靠歼-11再打30年的天下,这办法就是四代。四代将是中国空军的尖刀,其优秀的隐身、超巡、超机动、长航程将可以有效地将争夺空优的战线向远离中国边境的方向推,配合打击预警机、加油机等节点的战术,可以有效地抵御来自美国的空中压力。但红花还要绿叶扶,四代的成本高,使用维修复杂,还需要相对低成本的战斗机辅佐。歼-10虽然基本技术不及四代,也落后于即将装备但严重落后于进度的F-35,但经过局部隐身修形的歼-10B在中国周边的未来空中战场上依然具有足够的生命力。歼-10刚新近装备不久,已经有了相当大的装备数量,还有很长的使用寿命。这决定了四代的高低搭配中,歼-10及其改进型将在很长一段时间里占据低端的位置。另一方面,中四或者轻四如果采用机内武器舱的话,大小和重量不会轻于苏-27这一代的重型战斗机,成本只会更高。同时或者在短时间内相继展开重四和中四的研制和装备将超过中国的承受能力。换句话说,中国空军里将在很长一段时间内没有对中四或者轻四的迫切性。当然,重四大规模装备完成时,早期歼-10也接近撤装,那个时候全面展开中四工作,不仅在经济上容易承受,技术上可以融合重四的经验,在时机上也比较合理。歼-11也有很长的使用寿命,作为重型战斗机,双座歼-11有很大的改装余地,可以改作重型战斗轰炸机,兼具优秀的空战能力和对地攻击所需的载弹量和航程,这本来就是中国空军欠缺的。
四代是中国航空科技的里程碑。在隐身战斗机中,四代是唯一采用鸭式布局的,这是成飞从歼-10时代开始的技术传统,有可能成为成飞的招牌风格。鸭式和常规布局各有优劣,没有绝对的好坏。采用鸭式布局是对设计要求和可用技术手段综合考虑的结果,而不是说美国和俄罗斯的四代没有采用鸭式,中国四代就不应该采用鸭式。四代显示了中国航空对自身技术的信心和独立技术路线的诞生,其意义远远超过具体技术,重要性怎么说也不过分。在更广泛的意义上,四代指出了“中国制造”到“中国创造”转型的路线图:扎实苦干,大胆创新。对于西方的领先:一要认真学习,二不畏惧超越。科技成就是干出来的,外国人可以干出来,中国人也可以,四代已经是一个榜样了。四代还可以激发中国人学习先进科技、大胆创新,全世界可能都找不到那么多对涡升力、差动鸭翼、主动电扫雷达那么如数家珍的军事科技爱好者。在英语世界里,像样的航空科普杂志屈指可数,舰船、兵器和一般军事杂志更加凤毛麟角,这和中国的情况恰成对比。四代和中国航空的进一步成就只会加强这种对比。巨大的军事科技爱好者群是有规模的专业人士的基础,中国乒乓球的世界霸主地位不是偶然的,中国冰球的惨淡状况也不是偶然的,这不是国家投资就能改变的问题。四代对中国科技的拉动将不限于实物和相关科技,而且波及心理作用:“中国人也是可以占据世界科技前沿的”。

四代的意义不限于国内。航空作为高投入产业,在世界上已经成为“贵族”产业。50年前,美国、苏联、英国、法国、德国、加拿大、瑞典、荷兰、意大利、波兰、捷克都具有不同规模的航空产业;30年前,日本、西班牙等发达国家进军航空,巴西、印尼等第三世界国家也加入了航空国家的行列。今天,只有美国、俄罗斯还具有完整的航空工业,主要欧洲国家必须联手合作才能共同维持完整的航空工业,其他国家则在很大程度上成为美、俄、欧洲航空工业体系里的配角,只有中国异军突起。

中国航空也曾经是苏联航空的一个延伸。中国航空并不为苏联航空打工,但长期以来,中国航空的技术、产品无疑源于苏联。如果说歼-10、ARJ-21奏起了序曲的话,四代则是中国航空的成人礼。这个成人礼意义非凡。

俄罗斯曾经是世界航空科技的一极,从米格-15到苏-27,苏联航空一直代表了美国以外世界航空的最高水平。但苏联解体后,继续苏联航空衣钵的俄罗斯航空科技体系实质上濒于瓦解,缺乏资金,缺乏项目,人才流失,胆识流失,以至于从90年代初就开始的第五代战斗机研制 几起几落,至今超不过技术验证机的层次。T-50最后的命运是不是会好于米格I.42或者苏霍伊S-37,现在还远没有到下定论的时候。更糟糕的是,T- 50在设计思想上没有超过苏-27大改的境界,技术上的胆识甚至不及米格I.42或者苏霍伊S-37。考虑到俄罗斯经济离中国这样的高速、稳定发展还有很大的距离,如果这就是俄罗斯航空的最高水平,俄罗斯航空从此被中国甩在后面几乎是一个没有悬念的事情。和苏联经济杀鸡取卵的自我掠夺式发展道路截然相反的是,中国经济走的养鸡生蛋的可持续发展道路。这个差别可能使中俄航空科技比较优势的逆转永久化。

这和在具体技术上俄罗斯航空依然有值得中国学习的地方不矛盾。歼-10依然在使用俄罗斯的AL-31,四代使用什么发动机还不知道。留里卡AL-31是俄罗斯的第一代涡扇发动机,同时代的还有克利莫夫RD-33、索洛维耶夫D-30。40年后,俄罗斯的涡扇停留在同一基本技术水平,什么时候才能跃进到下一个境界还说不定,这中间在不小程度上是由于苏联解体后的这20年里俄罗斯航发科研停滞的原因,和苏联时代就开始的急功近利、追求速效的技术路线也不无关系。不算流产的WS6的话,“太行”是中国第一代涡扇。和留里卡当年需要及早推出AL-31装备苏-27的紧迫不一样的是,中国现在并没有特别急切的需要,必须使“太行”
马上成为歼-10、歼-11的主力发动机,而是不至少达到通用电气F110的水平不必急于大规模装备,而F110是通用电气的第二代涡扇(F100也是普惠的第二代涡扇,第一代是TF30)。参照中国在战斗机气动、材料、制造的发展速度,中国的第二代涡扇WS15在技术水平上超过俄罗斯不是不可思议的事情。航发的先进材料、制造当然充满挑战,但先进气动和飞控何尝不是?差别在于后者的成就容易看见,容易认可,而前者相对来说“看不见摸不着”,人们有更多的疑虑是自然的。假以时日,四代和WS15的先进技术得以部分“下放”,“枭龙”、“天山”那样的低成本技术也能获益,中国战斗机的低成本和高性能将进一步压缩俄罗斯航空的生存空间,加速中俄航空的两极分化。

欧洲在历史上代表了先进技术,但二战后,欧洲航空的实力大受打击,从单个国家(如英国、德国,在一战时期还要加上法国)对美国的优势滑落到联合起来都维持不了对美国的均势。在战斗机领域,欧洲已经放弃了和美国形成均势的企图,但被中国赶超还是一个性质完全不同的问题。欧洲经济依然发达,欧洲的航空科技依然有足够的实力,只要有足够的政治决心,欧洲是有能力研制四代的。但在深重的经济和社会危机重压下,欧洲并没有胃口研制四代,正在研制中的无人作战飞机不能取代四代,只是四代的补充。更重要的是,欧洲已经丧失了全球争霸的雄心,欧洲无意挑战美国的霸主地位,也没有胃口远涉重洋来找中国的麻烦,传统威胁俄罗斯则已经滑落到二流帝国,欧洲实际上没有足够的动力研制四代。在“鹰狮”之后,瑞典航空已经放弃在未来独立研制有人战斗机的努力了。法国航空在“阵风”上没有得到预期的回报,反而被压得举步维艰,也讨论放弃未来的独立研制已经十几年了。欧洲合作从来就是一个说易行难的事情,“阵风”、“台风”分道扬镳就是英法无法解决分歧的结果,空客也是英国退出后霍克-西德里自费留下然后英国作为二等伙伴重新加入的。欧洲四代连纸面上的东西都没有,成为现实还遥遥无期。在高投入、高风险的产业上,大国可以“独裁”,多国合作则永远面临巨大的政治决心的问题,这一点上,多国合作永远比不上大国单干。问题是,逆水行舟,不进则退。欧洲一旦松懈,再度追赶就不容易,动力不足的追赶更加吃力。只要世界政治、军事大势没有更变改变,欧洲和中国的安全利益没有正面冲突的危险,中国经济继续高速发展,欧洲继续深陷经济低速增长的困境,中欧之间战斗机技术的差距也将越拉越大。

在中国周边国家中,日本、韩国、印度也有很旺盛的航空雄心。日本长期是世界第二经济大国,拥有大量先进科技;韩国是后起之秀,在雄心上甚至超过日本;印度的独特文化和与中国攀比的心态使印度也在航空产业上雄心勃勃。由于不同的原因,日本、韩国、印度都没有成功地建立起一个可持续发展的航空工业,四代战斗机的研制都没有超过纸面阶段。日本计划在2014年首飞ATD-X技术验证机,也称“心神”,但这架飞机的最大起飞重量只有8吨,还是双发,没有足够的搭载航电和机内武器的空间,基本上没有发展成为战斗机的任何余地。除了能验证一些隐身技术和基本气动性能,也难以做到超巡。即使ATF-X在短时间内就获得完全的成功,放大成具有实用价值的战斗机需要把最大起飞重量增加到至少30吨,这已经是完全不同的飞机了。就公开信息来看,日本还根本没有这样的计划,离实现就更遥远了。印度已经启动了AMCA计划,打算研制正常起飞重量20吨的双发中四。就已经公开的信息而言,印度的计划比日本更加具体,但AMCA的问题更多,但这是另一个话题了。韩国的KF-X就更加悲剧了,起点还不如日本、印度,什么时候能成为现实就难说了。四代的出现既可以刺激这些周边国家追赶中国的雄心,也可以逼迫他们承认现实。追赶是要有实力的,这不是一般科技实力,而是和航空有关的科研体系,包括风洞群、超级计算机、科研院所和从主机到配件的厂家,这些是周边国家严重缺乏的,所以追赶在客观上就缺乏条件。主观上,90年代以来,中国的军费开支虽GDP高速增长,但在GDP的比重中实际上是有所下降的,
军费占GDP的比例更是不到美国的一半。换句话说,要搞军备竞赛的话,中国的潜力是世界上其他国家难以相比的,周边国家更加如此。那周边国家会承认现实、放弃军备竞赛吗?在中国形成压倒优势之前,周边国家还不会放弃幻想,某种形式的军备竞赛还会继续。但日本、韩国、印度在短时间内填补四代的差距很难,美国拒绝出口F-22,F-35则欺负歼-10、歼-11都费劲,周边国家如何搞军备竞赛,还拭目以待。

四代对台湾问题也有重大意义。台独最猖獗的时候是台湾自以为拥有台海空中优势的90年代。那个时候,歼-7、歼-8代表了大陆空军具有实战规模的最高水平,而台湾的IDF、F-16、幻影2000正在源源列装,差距是触目惊心的。但台海空优早已改观,歼-10、歼-11至少拉平了两岸空军的技术水平,四代则决定性地把天平一脚踢翻,加上导弹优势,台湾空军已经没法打了,再买F-16C也不管用。要是美国决定出售F-35的话,也一样于事无补。大陆军力的绝对优势对台海是一个稳定因素。只有杜绝了台独的幻想,两岸才有和平的基础。

对于东南亚国家,四代的作用也是一样。中国从来主张和平相处,共同发展。四代的绝对优势有利于促使一些国家放弃幻想,共谋和平与发展。中国的国策从来就是共赢,但有些国家总想挖中国的墙角。四代可以“劝说”这些国家心思不要再活络了。

除了F-22,世界上在可预见的将来没有可以压得住四代的战斗机,就是F-22到底是否比四代更强也是一个可以争议的事情。另一方面,美国关闭了F-22 的生产线,拒绝向任何盟国出售F-22,这里面可能有美国自己也缺乏对付F-22这一级战斗机的有效手段的原因,无法将如此国之重器托付给任何不受 100%美国控制的国家。唯一和四代具有可比性的战斗机是F-35,但缺乏超巡、超机动的F-35只能依靠体系和四代对抗,而中国在体系建设方面正在取得迅速的进步,F-35依靠体系和四代对抗的窗口也在迅速关闭。这一切指向一个有趣的事实:不管在战略层面还是战术还是战斗层面,任何美国盟国都将无力单挑中国;作为配角,任何美国盟国也只能作为次要的配角,连打急先锋的资格也没有了。这和三代的情况不同,荷兰的F-16、澳大利亚的F-18还是可以和苏联的米格-29、中国的苏-27打一打的。四代取消了这些“二流空军”的参赛资格。这不是说四代出现之前的中国空军也没有和美国打一打的资格。中国毕竟是大国,第一有用血肉之躯和对手死磕的身架,第二有用体系对抗来弥补的能力,这些是“二流空军”所不具备的。

四代是昂贵的先进装备,但四代带来的和平与发展的红利远远超过了投入。先进军事技术的发展不是为了争霸世界,而是为了保卫和促使和平。这才是发展的正道。
LZ,没附链接要杯具的。。。。。
新冷战的开始啊,铁幕已经拉开
90年代以来,中国的军费开支虽GDP高速增长,但在GDP的比重中实际上是有所下降的,军费占GDP的比例更是不到美国的一半。换句话说,要搞军备竞赛的话,中国的潜力是世界上其他国家难以相比的,周边国家更加如此。那周边国家会承认现实、放弃军备竞赛吗?在中国形成压倒优势之前,周边国家还不会放弃幻想,某种形式的军备竞赛还会继续。但日本、韩国、印度在短时间内填补四代的差距很难,美国拒绝出口F-22,F-35则欺负歼-10、歼-11都费劲,周边国家如何搞军备竞赛,还拭目以待。

四代对台湾问题也有重大意义。台独最猖獗的时候是台湾自以为拥有台海空中优势的90年代。那个时候,歼-7、歼-8代表了大陆空军具有实战规模的最高水平,而台湾的IDF、F-16、幻影2000正在源源列装,差距是触目惊心的。但台海空优早已改观,歼-10、歼-11至少拉平了两岸空军的技术水平,四代则决定性地把天平一脚踢翻,加上导弹优势,台湾空军已经没法打了,再买F-16C也不管用。要是美国决定出售F-35的话,也一样于事无补。大陆军力的绝对优势对台海是一个稳定因素。只有杜绝了台独的幻想,两岸才有和平的基础。

对于东南亚国家,四代的作用也是一样。中国从来主张和平相处,共同发展。四代的绝对优势有利于促使一些国家放弃幻想,共谋和平与发展。中国的国策从来就是共赢,但有些国家总想挖中国的墙角。四代可以“劝说”这些国家心思不要再活络了。

除了F-22,世界上在可预见的将来没有可以压得住四代的战斗机,就是F-22到底是否比四代更强也是一个可以争议的事情。另一方面,美国关闭了F-22 的生产线,拒绝向任何盟国出售F-22,这里面可能有美国自己也缺乏对付F-22这一级战斗机的有效手段的原因,无法将如此国之重器托付给任何不受 100%美国控制的国家。唯一和四代具有可比性的战斗机是F-35,但缺乏超巡、超机动的F-35只能依靠体系和四代对抗,而中国在体系建设方面正在取得迅速的进步,F-35依靠体系和四代对抗的窗口也在迅速关闭。这一切指向一个有趣的事实:不管在战略层面还是战术还是战斗层面,任何美国盟国都将无力单挑中国;作为配角,任何美国盟国也只能作为次要的配角,连打急先锋的资格也没有了。这和三代的情况不同,荷兰的F-16、澳大利亚的F-18还是可以和苏联的米格-29、中国的苏-27打一打的。四代取消了这些“二流空军”的参赛资格。这不是说四代出现之前的中国空军也没有和美国打一打的资格。中国毕竟是大国,第一有用血肉之躯和对手死磕的身架,第二有用体系对抗来弥补的能力,这些是“二流空军”所不具备的。

四代是昂贵的先进装备,但四代带来的和平与发展的红利远远超过了投入。先进军事技术的发展不是为了争霸世界,而是为了保卫和促使和平。这才是发展的正道。
不错的分析文章是一定要进来顶下的
开始气动把我忽悠的一愣一愣的,后来再看到发动机的论述,才知道您也是个小白。
先留名
学术论文,值的看看。