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深度剖析中国四代隐身战机J-20（3）
转帖：news.ifeng.com/mil/special/jianershi/
  坚实的航空理论：科学评估的基础
那么是不是不能给战斗机的空战能力打分呢？不是的。现在人们已经发展了不少评估战机能力的方法。这些方法首先根据对未来空战的分析判断，确定诸方面的权重，然后根据对战机气动外形的分析、对工业科研能力的估算，再结合少量的公开数据，战斗机的空战能力评分：对不同战斗机之间相同的项目的一一按同一标准估分，进而量化飞机的作战效能。
　　这里我们就在上一专题对现代空战的分析判断的基础上，用一一评估了世界第四(五)代战斗机的作战能力，评分排序。由于被评估的不少参数并没有确定数据，所以在我们在每一项评估中都给出了所依据的技术评价原理，说明了所采用的评分理由。和缺乏细分分析，没有理论依据的随性打分完全不同。而整个理论介绍和分析对广大对于现代战机技术本质知之不多的读者来说，也具有较强的参考性

升阻比——极为重要的基础性指标
在分析的最开始，我们必须通过分析，确定出战斗机一个极为重要的参数的相对比值——“升阻比”。顾名思义，这是飞机飞行中所获得的升力与阻力的比值。这一数值几乎就等同于空气动力效率，愈大愈好。飞行器的升阻比越大，其空气动力性能越好，对飞行越有利。
　　由于空气动力分析复杂性，我们先给出最终结论表格，再一一解释。F-22、YF-23、歼-20、T-50、F-35这五种典型的现代战斗机的升阻比评估如图，其中的原始增益，是相对常规布局的第三代战机而言的



  加速爬升性能[30%]——与推重比直接相关，也和阻力有关
机动性是一个涵盖范围很广的概念，影响因素也有很多。需要说明的是，这里说飞机机动性，主要是指亚音速机动能力，包括常规机动性、非常规机动和控制性能的集合。超音速机动能力另有权重参数。战斗机的基本的机动性包括加减速性能、转弯、爬升和滚转性能，以及飞机的盘旋性能，其代表指标是爬升率、最大盘旋过载、加速时间和持续盘旋角速度。如果要推估分析，可以以推重比、剩余推力、翼载和升阻比等为参考指标，而这些指标又都大都可以最终推究到发动机推力和气动布局的本源上。
　　爬升率是指飞行器爬升时在单位时间内增加的高度，其计量单位为米／秒。它体现了飞机的垂直机动性。无论是格斗还是拦截，都需要应用飞机的爬升能力，在垂直片面内进行平飞加速、俯冲、跃升、筋斗等。因此爬升率历来都是战斗机最重要的机动性指标之一。爬升率的数值和单位都和“单位重量剩余功率”（SEP，其值等于飞行速度×（发动机可用推力－总阻力）/飞机当时总重）直接相关。SEP 和另一个机动指标——飞机加速性也直接相关。所以，推重比是飞机加速爬升的决定性指标。
　　在绝对数值上，第二代战机的海平面最大爬升率一般在200-250米/秒左右，第三代战机270-300米秒左右，F-22则超过350米/秒。此外，计算爬升率的需要各种飞机处于同等条件。我们在这里使用的是最大非加力推力下的正常飞行爬升率（机内半油，加典型战斗载荷）。具体的推重比（发动机推力/战机重量参数）我们将在后续专题中展开详细讨论，这里先给出数值。减阻增益的估算是指细长的歼-20、YF-23更符合面积律分布要求，短粗的F-22、F-35则压差阻力偏大。不过这并不影响大局。
　　加速爬升性能是飞机机动性的基础性指标，体现了飞机迅速改变自身速度、高度的能力，其占飞机亚音速机动性能的比重我们酌定为30%。【详细】



敏捷机动性能[50%]——鸭式布局占有优势
从放宽静稳定度的第三代战斗机开始，敏捷性这一概念从机动性中衍生、独立出来并得到重视。战斗机的敏捷性是指飞机迅速改变飞行状态的能力，从数学定义上来说，机动性反映的是飞机对其状态的变化率，敏捷性则反映了在单位时间内这一变化率的变化率。它突出了在机动性能的基础上飞机对指令的响应，强调了其时间特性，也被称之为瞬时机动性。而简单地说就是飞机反应敏捷迅速、操控响应性好。这是关于飞机机动性的高级评价，其代表指标是瞬时盘旋角速度。
　　如果一个飞机的盘旋性能非常好，但因为敏捷度低，所以需要5秒钟才能达到最大盘旋角速度，那么它在空战中必然失败，因为对手在其反应过来之前就已经占据优势将其击落了。而在空空导弹技术迅速发展的今天，敏捷性和机动性能更大的意义往往体现于机头指向性——为抢先发射导弹提供保证。
　　敏捷性与飞机的气动布局、静不稳定度、飞行控制系统等有关，特别是与飞机的升阻比有关，鸭式布局在这方面占有优势。
　　当然，敏捷性和机动性必须是完全在飞行员有效控制下的飞行姿态的改变，不可控的或不易控制的瞬变是没有意义的，必须与飞机的操纵品质一起做综合考虑。尤其是一些脱离作战需求，而一味地以表演为目的的敏捷性、机动性展示，是毫无意义的。
　　我们在这里把敏捷性和狭义的机动性——飞机进行盘旋或滚转，改变运动方向或姿态的能力，合称为敏捷机动性。这是飞机机动能力的关键指标，占飞机亚音速机动性能的比重我们酌定为50%。



亚音速机动性能总结——重要性越来越退居后排
正如上一专题所述，在未来空战中，超视距攻击将成为主要的攻击形式，战斗机逐渐由武器向武器投送平台转变，速度、航程、隐身将是未来的主要指标，机动性越来越退居后排。我们最终将亚音速机动性占全机战斗力评估的比重定为10%。
　　虽然不可避免的是仍有30%以上的空战会进入近距格斗空战。但现代格斗导弹的机动性也明显超过了战斗机的机动性，具有优异的机动性能、大角度离轴发射能力和抗干扰能力。同样降低了战机的机动性(狭义)提高需求。
　　不过，再先进的短程空空导弹，也要满足一定的发射条件。飞机具有良好的敏捷性、爬升率仍是快速改变机头指向、完成武器系统的瞄准和射击，从而取得近距格斗空战胜利的重要保障。


    在第四代战斗机已经将超视距空战作为基本战术形式之后，在设计上仍然要求其具备足够的近距格斗能力。航空技术的发展使21世纪的空战战场上仍然无法完全避免近距离格斗，具备在较大离轴角上搜索和攻击能力的全向攻击导弹的普遍装备，使战斗机的占位和机头指向变化速度成为决定胜负的关键。第四代战斗机在保持持续机动能力的前提下，更加强调敏捷性和机头指向能力。

深度剖析中国四代隐身战机J-20（3）
转帖：news.ifeng.com/mil/special/jianershi/
  坚实的航空理论：科学评估的基础
那么是不是不能给战斗机的空战能力打分呢？不是的。现在人们已经发展了不少评估战机能力的方法。这些方法首先根据对未来空战的分析判断，确定诸方面的权重，然后根据对战机气动外形的分析、对工业科研能力的估算，再结合少量的公开数据，战斗机的空战能力评分：对不同战斗机之间相同的项目的一一按同一标准估分，进而量化飞机的作战效能。
　　这里我们就在上一专题对现代空战的分析判断的基础上，用一一评估了世界第四(五)代战斗机的作战能力，评分排序。由于被评估的不少参数并没有确定数据，所以在我们在每一项评估中都给出了所依据的技术评价原理，说明了所采用的评分理由。和缺乏细分分析，没有理论依据的随性打分完全不同。而整个理论介绍和分析对广大对于现代战机技术本质知之不多的读者来说，也具有较强的参考性

升阻比——极为重要的基础性指标
在分析的最开始，我们必须通过分析，确定出战斗机一个极为重要的参数的相对比值——“升阻比”。顾名思义，这是飞机飞行中所获得的升力与阻力的比值。这一数值几乎就等同于空气动力效率，愈大愈好。飞行器的升阻比越大，其空气动力性能越好，对飞行越有利。
　　由于空气动力分析复杂性，我们先给出最终结论表格，再一一解释。F-22、YF-23、歼-20、T-50、F-35这五种典型的现代战斗机的升阻比评估如图，其中的原始增益，是相对常规布局的第三代战机而言的



  加速爬升性能[30%]——与推重比直接相关，也和阻力有关
机动性是一个涵盖范围很广的概念，影响因素也有很多。需要说明的是，这里说飞机机动性，主要是指亚音速机动能力，包括常规机动性、非常规机动和控制性能的集合。超音速机动能力另有权重参数。战斗机的基本的机动性包括加减速性能、转弯、爬升和滚转性能，以及飞机的盘旋性能，其代表指标是爬升率、最大盘旋过载、加速时间和持续盘旋角速度。如果要推估分析，可以以推重比、剩余推力、翼载和升阻比等为参考指标，而这些指标又都大都可以最终推究到发动机推力和气动布局的本源上。
　　爬升率是指飞行器爬升时在单位时间内增加的高度，其计量单位为米／秒。它体现了飞机的垂直机动性。无论是格斗还是拦截，都需要应用飞机的爬升能力，在垂直片面内进行平飞加速、俯冲、跃升、筋斗等。因此爬升率历来都是战斗机最重要的机动性指标之一。爬升率的数值和单位都和“单位重量剩余功率”（SEP，其值等于飞行速度×（发动机可用推力－总阻力）/飞机当时总重）直接相关。SEP 和另一个机动指标——飞机加速性也直接相关。所以，推重比是飞机加速爬升的决定性指标。
　　在绝对数值上，第二代战机的海平面最大爬升率一般在200-250米/秒左右，第三代战机270-300米秒左右，F-22则超过350米/秒。此外，计算爬升率的需要各种飞机处于同等条件。我们在这里使用的是最大非加力推力下的正常飞行爬升率（机内半油，加典型战斗载荷）。具体的推重比（发动机推力/战机重量参数）我们将在后续专题中展开详细讨论，这里先给出数值。减阻增益的估算是指细长的歼-20、YF-23更符合面积律分布要求，短粗的F-22、F-35则压差阻力偏大。不过这并不影响大局。
　　加速爬升性能是飞机机动性的基础性指标，体现了飞机迅速改变自身速度、高度的能力，其占飞机亚音速机动性能的比重我们酌定为30%。【详细】



敏捷机动性能[50%]——鸭式布局占有优势
从放宽静稳定度的第三代战斗机开始，敏捷性这一概念从机动性中衍生、独立出来并得到重视。战斗机的敏捷性是指飞机迅速改变飞行状态的能力，从数学定义上来说，机动性反映的是飞机对其状态的变化率，敏捷性则反映了在单位时间内这一变化率的变化率。它突出了在机动性能的基础上飞机对指令的响应，强调了其时间特性，也被称之为瞬时机动性。而简单地说就是飞机反应敏捷迅速、操控响应性好。这是关于飞机机动性的高级评价，其代表指标是瞬时盘旋角速度。
　　如果一个飞机的盘旋性能非常好，但因为敏捷度低，所以需要5秒钟才能达到最大盘旋角速度，那么它在空战中必然失败，因为对手在其反应过来之前就已经占据优势将其击落了。而在空空导弹技术迅速发展的今天，敏捷性和机动性能更大的意义往往体现于机头指向性——为抢先发射导弹提供保证。
　　敏捷性与飞机的气动布局、静不稳定度、飞行控制系统等有关，特别是与飞机的升阻比有关，鸭式布局在这方面占有优势。
　　当然，敏捷性和机动性必须是完全在飞行员有效控制下的飞行姿态的改变，不可控的或不易控制的瞬变是没有意义的，必须与飞机的操纵品质一起做综合考虑。尤其是一些脱离作战需求，而一味地以表演为目的的敏捷性、机动性展示，是毫无意义的。
　　我们在这里把敏捷性和狭义的机动性——飞机进行盘旋或滚转，改变运动方向或姿态的能力，合称为敏捷机动性。这是飞机机动能力的关键指标，占飞机亚音速机动性能的比重我们酌定为50%。



亚音速机动性能总结——重要性越来越退居后排
正如上一专题所述，在未来空战中，超视距攻击将成为主要的攻击形式，战斗机逐渐由武器向武器投送平台转变，速度、航程、隐身将是未来的主要指标，机动性越来越退居后排。我们最终将亚音速机动性占全机战斗力评估的比重定为10%。
　　虽然不可避免的是仍有30%以上的空战会进入近距格斗空战。但现代格斗导弹的机动性也明显超过了战斗机的机动性，具有优异的机动性能、大角度离轴发射能力和抗干扰能力。同样降低了战机的机动性(狭义)提高需求。
　　不过，再先进的短程空空导弹，也要满足一定的发射条件。飞机具有良好的敏捷性、爬升率仍是快速改变机头指向、完成武器系统的瞄准和射击，从而取得近距格斗空战胜利的重要保障。


    在第四代战斗机已经将超视距空战作为基本战术形式之后，在设计上仍然要求其具备足够的近距格斗能力。航空技术的发展使21世纪的空战战场上仍然无法完全避免近距离格斗，具备在较大离轴角上搜索和攻击能力的全向攻击导弹的普遍装备，使战斗机的占位和机头指向变化速度成为决定胜负的关键。第四代战斗机在保持持续机动能力的前提下，更加强调敏捷性和机头指向能力。