也谈正确认识T-50(完毕,欢迎拍砖)

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 23:51:37


(已经写完,供参考)
一、应该放平心态来看T-50

去年T-50首飞,引起一个高潮,国人评价中,欣赏者少儿批评者多,尤其是针对其隐形设计方面的批评较多。

随着J-20的首飞,很显然国内很多人拿T-50与J-20相比,直接认为J-20把T-50给比下去了,更加看不起T-50。当然,咱们也知道,世界上也都很关心J-20,其中很大一部分人是俄罗斯人,所以俄罗斯人也做了J-20与T-50的对比,只是鄙人不太能看懂俄文,不能了解第一手信息,但通过一些翻译过来的信息了解到,不少俄罗斯人对J-20和T-50看法与我们完全相反,甚至许多人说我们抄这个那个的,当然也有持客观立场的,但架不住各个国家军事爱好者的“护犊”心理,反正“自己的孩子就是最好的”。

那么,究竟应该怎么看待T-50,T-50有没有我们说的那么不堪,或者说有没有部分俄罗斯人眼中看的那么神奇?只有放平心态,看到他人的长处,才能看到别人长处,对我们自身发展也有好处。

所以,个人提出一点看法,同时结合J-20、F-22看看T-50的设计思路,供大家参考。

二、T-50设计思路初探
2.1、设计需求的个人看法(无奈地走法国人思路)
所有飞机设计都是从需求开始的,什么样的需求导致什么样的结果,俺在这里先不谈F-22所提出的4S需求,因为那基本等同于共性需求,这里需要探讨的是个性需求,即俄罗斯人对T-50提出的非4S需求以外的东西是什么?当然俄罗斯人没有公开,只能来根据历史发展和国力变化并T-50设计特点来推测。

先看历史发展和国力变化对战斗机设计的限制和要求。

谈历史不得不看原苏联,原苏联和以其为核心的华约集团,通过执行计划经济,实质上组成了一种人为的国家间分工:原苏联几乎以军事工业为重,其他国家则提供非军事工业的支持。在这种情况下,原苏联的军事工业的投入占国民经济的比重、投入的人员和资金是相当大(但把华约当做一个超级国家来看,军事投入并不见得非常大),军事方面的各个领域都有让人惊叹的设想和产品,航空方面也是如此,其型号的繁杂与产量,一点不比美国少多少。如果不是那样的国家间的分工体系,根本无法想象原苏联能够在与老美的竞争中维持多年。但是,毕竟这种国家间分工和国家内部经济活动是不符合经济规律的,典型的计划经济投资的特点是政府主导,而政府主导的结果就是投资效率低,经济上实际上难以维持,最后经济出现麻烦,而原苏联在经济调整方面动手太晚,转向时又想法太过激进,最后是一散了之。

原苏联的轰然倒塌后,以前的华约国家间的计划经济分工体系也完全破坏,各个国家都在自身调整,俄罗斯也经过了痛苦的经济转型,所谓“休克”疗法使得国民经济一度处于崩溃边缘。究其原因,是因为维持超越自身需要的巨大军工体系和缺失的其他产业体系不健全(尤其是轻工业体系的缺乏),使得不得不压缩军工体系,发展其他不可或缺的产业体系,这期间必然面对众多军工体系的崩溃和消失(譬如米格和逐渐沉寂的其他航空研究机构)及而发展其他产业(不过俄罗斯短期内只能产生以原材料尤其是能源为大头的产业)。

在这些变化中,俄罗斯人的心态也走了一个巨大的弯:早期的极力维持超级大国的心态,后来无奈地接受北约东扩而认识到自身的地位下降。虽然俄罗斯人时不时想重振大国雄风,但在有限的经济实力跟前,也不得不选择实用主义至上:建立符合自身经济实力相当的军事体系。所以我们看到俄罗斯人在消减核武器,而且有时还感觉俄罗斯人是不是上了美国人的当,消减的比美国人的比例有时候还大,其实站在俄罗斯人的角度来想想,维持这些东西需要真金白银,而拿超越确保自身安全需要的东西实在是浪费,所以消减不光是美国人的需要,更多还是俄罗斯人自身的需要。

那么,在这种有限经济实力的大背景下又期望能够维持大国地位需求,其对四代机的要求会怎样?说实话这实在是一种非常矛盾的东西,我们能看到的最直接和最现实的例子就是法国:想维护独立于北约、华约的独立大国地位,却没有足够的经济实力,其空军飞机就是典型的多用途,以前的幻影2000如此,当前的阵风更能说明问题(将多功能进一步推进到海空通用)。

在当今世界中,逐渐出现了中、美在第一集团,俄、日、德、法、英、印、巴西在第二集团的经济态势,在军事方面则出现的是美第一、中追赶、俄罗斯努力维持不被落下、其他国家退出竞争的态势,很显然,俄罗斯要在有限的经济情况下维持不被落下,其面临的情况与法国极为类似,只不过变成了一个大号的法国。那么,其四代研制毫无疑问是强调压缩型号来减少投资,通过多用途来满足多方面的要求。

那么,都有哪些多用途呢?实际上当前战斗机和攻击机越来越合二为一,所以他们一定是在这方面会多用途。另外,俄罗斯还会发展航母(就像法国人一样),那么估计他们飞机也有可上航母的多用途需求。

除了多用途需求外,由于俄罗斯国土的广袤以及西伯利亚和北冰洋一带的地广人稀,所以飞机一定有航程远的需求,那么这个飞机一定是重型的,因为只有这样才能通过覆盖面积更大的飞机来减少机场和维护体系数量的要求——假如不是重型而是中型,那意味着更多的飞行员、更多的机场、更多的维护支持体系,这实际上在投资收益方面并不划算。

这些方面实际上在T-50上也得到了部分验证:整体布局和弹舱设计更容易实现战斗与攻击安排和上舰、整体尺寸比F-22更大满足大航程的需求。

(已经写完,供参考)
一、应该放平心态来看T-50

去年T-50首飞,引起一个高潮,国人评价中,欣赏者少儿批评者多,尤其是针对其隐形设计方面的批评较多。

随着J-20的首飞,很显然国内很多人拿T-50与J-20相比,直接认为J-20把T-50给比下去了,更加看不起T-50。当然,咱们也知道,世界上也都很关心J-20,其中很大一部分人是俄罗斯人,所以俄罗斯人也做了J-20与T-50的对比,只是鄙人不太能看懂俄文,不能了解第一手信息,但通过一些翻译过来的信息了解到,不少俄罗斯人对J-20和T-50看法与我们完全相反,甚至许多人说我们抄这个那个的,当然也有持客观立场的,但架不住各个国家军事爱好者的“护犊”心理,反正“自己的孩子就是最好的”。

那么,究竟应该怎么看待T-50,T-50有没有我们说的那么不堪,或者说有没有部分俄罗斯人眼中看的那么神奇?只有放平心态,看到他人的长处,才能看到别人长处,对我们自身发展也有好处。

所以,个人提出一点看法,同时结合J-20、F-22看看T-50的设计思路,供大家参考。

二、T-50设计思路初探
2.1、设计需求的个人看法(无奈地走法国人思路)
所有飞机设计都是从需求开始的,什么样的需求导致什么样的结果,俺在这里先不谈F-22所提出的4S需求,因为那基本等同于共性需求,这里需要探讨的是个性需求,即俄罗斯人对T-50提出的非4S需求以外的东西是什么?当然俄罗斯人没有公开,只能来根据历史发展和国力变化并T-50设计特点来推测。

先看历史发展和国力变化对战斗机设计的限制和要求。

谈历史不得不看原苏联,原苏联和以其为核心的华约集团,通过执行计划经济,实质上组成了一种人为的国家间分工:原苏联几乎以军事工业为重,其他国家则提供非军事工业的支持。在这种情况下,原苏联的军事工业的投入占国民经济的比重、投入的人员和资金是相当大(但把华约当做一个超级国家来看,军事投入并不见得非常大),军事方面的各个领域都有让人惊叹的设想和产品,航空方面也是如此,其型号的繁杂与产量,一点不比美国少多少。如果不是那样的国家间的分工体系,根本无法想象原苏联能够在与老美的竞争中维持多年。但是,毕竟这种国家间分工和国家内部经济活动是不符合经济规律的,典型的计划经济投资的特点是政府主导,而政府主导的结果就是投资效率低,经济上实际上难以维持,最后经济出现麻烦,而原苏联在经济调整方面动手太晚,转向时又想法太过激进,最后是一散了之。

原苏联的轰然倒塌后,以前的华约国家间的计划经济分工体系也完全破坏,各个国家都在自身调整,俄罗斯也经过了痛苦的经济转型,所谓“休克”疗法使得国民经济一度处于崩溃边缘。究其原因,是因为维持超越自身需要的巨大军工体系和缺失的其他产业体系不健全(尤其是轻工业体系的缺乏),使得不得不压缩军工体系,发展其他不可或缺的产业体系,这期间必然面对众多军工体系的崩溃和消失(譬如米格和逐渐沉寂的其他航空研究机构)及而发展其他产业(不过俄罗斯短期内只能产生以原材料尤其是能源为大头的产业)。

在这些变化中,俄罗斯人的心态也走了一个巨大的弯:早期的极力维持超级大国的心态,后来无奈地接受北约东扩而认识到自身的地位下降。虽然俄罗斯人时不时想重振大国雄风,但在有限的经济实力跟前,也不得不选择实用主义至上:建立符合自身经济实力相当的军事体系。所以我们看到俄罗斯人在消减核武器,而且有时还感觉俄罗斯人是不是上了美国人的当,消减的比美国人的比例有时候还大,其实站在俄罗斯人的角度来想想,维持这些东西需要真金白银,而拿超越确保自身安全需要的东西实在是浪费,所以消减不光是美国人的需要,更多还是俄罗斯人自身的需要。

那么,在这种有限经济实力的大背景下又期望能够维持大国地位需求,其对四代机的要求会怎样?说实话这实在是一种非常矛盾的东西,我们能看到的最直接和最现实的例子就是法国:想维护独立于北约、华约的独立大国地位,却没有足够的经济实力,其空军飞机就是典型的多用途,以前的幻影2000如此,当前的阵风更能说明问题(将多功能进一步推进到海空通用)。

在当今世界中,逐渐出现了中、美在第一集团,俄、日、德、法、英、印、巴西在第二集团的经济态势,在军事方面则出现的是美第一、中追赶、俄罗斯努力维持不被落下、其他国家退出竞争的态势,很显然,俄罗斯要在有限的经济情况下维持不被落下,其面临的情况与法国极为类似,只不过变成了一个大号的法国。那么,其四代研制毫无疑问是强调压缩型号来减少投资,通过多用途来满足多方面的要求。

那么,都有哪些多用途呢?实际上当前战斗机和攻击机越来越合二为一,所以他们一定是在这方面会多用途。另外,俄罗斯还会发展航母(就像法国人一样),那么估计他们飞机也有可上航母的多用途需求。

除了多用途需求外,由于俄罗斯国土的广袤以及西伯利亚和北冰洋一带的地广人稀,所以飞机一定有航程远的需求,那么这个飞机一定是重型的,因为只有这样才能通过覆盖面积更大的飞机来减少机场和维护体系数量的要求——假如不是重型而是中型,那意味着更多的飞行员、更多的机场、更多的维护支持体系,这实际上在投资收益方面并不划算。

这些方面实际上在T-50上也得到了部分验证:整体布局和弹舱设计更容易实现战斗与攻击安排和上舰、整体尺寸比F-22更大满足大航程的需求。


2.2、设计思路初探

一个大航程、能上舰、多功能的4S重型战机,该如何设计?这对任何一个设计师都是难题,都需要在众多矛盾中来进行权衡,需要有很多方案,很多轮的迭代和优化,最后才会优中选优出某个型号,我们去看F-14、F-15、F-16、F-18、F-22的发展都是在众多气动构型中不断优化迭代。俄罗斯过去有点特别,早期各个设计局是以莫斯科中央空气流体力学研究院的气动布局为基础进行设计(但他们给出气动布局建议时其实已经有过迭代),但在进入四代机后似乎这方面没有延续(至少早期出现的几种四代验证机上看不出这种现象),似乎四代机更难给出气动布局建议,所以估计苏霍伊主导或者是共同进行研制。但无论过程如何怎样,前面所提众多方案一定是有的。

我们当然是看不到这些迭代过程,我们能够看到的是迭代过程的结果,还有曾经出现的一些测试机型和偶然在互联网上出现的一鳞半爪的图片,所以也只是反推看他们如何来思考。

在宋总著名的小展弦比论文中有有关众多矛盾如何权衡的问题,咱们也可以采用如此思路来进行分析。

在这些众多矛盾中,4S中的3S比较明确,即隐形、超音速巡航、超机动,剩下一个S争执很多,就不说了;很显然,这3S目前都有很成功的处理办法,虽然是难题,但也不是像美国人开始四代研制那种摸索前进那么难,真正难就难在多功能和上舰的要求是非常特别方面:多功能意味着弹舱安排要灵活,能够带多种载荷;上舰则意味着要非常关注起降性能,所以凡是舰载机都看上去比较特别。

能够容纳多种弹药且能灵活安排的弹舱与只考虑空战的弹舱不同,空战武器弹舱比较扁平,因为空空导弹体积并不大,而多功能弹舱需要考虑容纳对地、对海攻击,所以弹舱的深度要大,较大深度意味着较大截面积,较大截面则与超音速巡航要求冲突(这方面J-20采取了拉长机身的办法),较好的办法就是把弹舱串列起来,但串列弹舱在飞机上如何布置也得好好考虑。战斗机就那么大,串列弹舱的可选布置方式并不多,无非就是和发动机前后串列还是并列,很显然YF-23选择了串列而T-50选择了并列。YF-23的串列对超音速巡航十分有利,但其机长显得有点长,这对舰载不利,所以T-50选择了并列,并列的办法就是在两个发动机中间,对于两个发动机中间的布局苏霍伊是熟悉的(知名的SU-27就是如此),所以并不存在多大风险反而能够发挥自己的经验积累。

众所周知发动机隐形处理中采用S形进气道是个较好的办法,但弹舱处于两个发动机之间使得进气道难以布置较大S形,苏霍伊人并非不清楚这点,实际上苏霍伊设计了不少两侧进气飞机,也看到过流传出来的俄罗斯进行隐形测试的类似F-22的模型,而SU-47的验证过程中应该也多少有这些方面的考虑。但如果为了追求S形,其整体气动性能、结构复杂程度和重量都难以保证。实际上,T-50并非没有S形,只不过弯不是很大,采用类似雷达屏蔽设备可以在付出结构重量较轻情况下获得可接受的雷达隐身效果,这就是一种权衡。

在论坛上,有不少人提出了T-50填平腹部的办法来提高腹部雷达隐形,我相信如果我们能想到苏霍伊的人不会想不到,个人估计苏霍伊认为填平腹部的办法并非是好办法,因为根本难以填平,而且填平的代价估计不小:我们看F-22机身两侧后部尾撑的设计,那是明显的从前面厚大1.8米的机身过渡到较薄的尺寸,这是因为发动机与机身后部一体化设计要求决定的,而如果把两个发动机之间巨大的槽填平,在T-50机身尾部的厚度就会太大,这对气动非常不利。那有人说,像YF-23那样让发动机高高鼓在机身上面,然后让弹舱下面平不就可以了吗?话说这应该也是一个思路,但在气动上的效果也未必更好,因为毕竟T-50发动机间距更大,也要采用YF-23上没有采用的矢量推力,估计采用这种措施不见得好处更多,另外即便是YF-23,其腹部进气道位置也是凹凸不平的,单纯为了填平而填平效果未必好。另外,从隐性处理上来讲,腹部凹槽当然不好,但也不是没有补救措施,譬如给腹部凹槽的弹舱门采用吸波能力强的东西,特殊处理的面积无需太大,但如果吸波能力强效果也还算可以吧。另外,不填平这个凹槽的话,很显然更符合气动上的要求,在开启弹舱发射导弹方面不会显著改变气动外形,在弹舱门开启时的雷达反射截面变化不会特别大(弹舱门打开基本就贴在发动机和进气道的两侧,发动机和进气道对弹舱门有了屏蔽作用),所以这也是一种权衡的结果。

下面看航母起降设计方面如何考量

毫无疑问海空通用需要采用固定翼,固定翼飞机上舰要改善低速性能办法也并不多:F/A-18E/F的近似平直机翼虽然起降性能稍好(仍与F-14有很大差距)但显然不适合四代机;阵风的鸭式布局起降性能不错,但着舰迎角较大,另外布局显然不符合四代机的要求;SU-33三翼面布局实际上是一种不错的布局,能够大幅度提高起飞着陆性能,但三翼面在处理隐形方面不是很好,但是个有潜力的布局,这样,在最后就选择了与三翼面接近的前缘可调整边条。对于这种特殊的设计,许多人认为是三翼面变形,在某种程度上可以这样说,但这样说显然并不是很对,因为真正从气动上来说这种布局还是有很特别的一面,个人分析在这方面采用了所谓的涡襟翼方面的成果。

涡襟翼是一种高级的涡空气动力应用,本来想要从书上摘抄大量的文字来说明,但太浪费大家时间去阅读,就简单说说。

涡襟翼与传统襟翼不同,传统襟翼是让气流附着在襟翼上避免分离,从而提高气动效率;涡襟翼则是利用分离,让气流通过尖锐前缘时产生可控分离,分离局限在襟翼范围内,这样在襟翼上形成一个附着涡,让襟翼后的气流仍然附着在机翼上。附着在襟翼上的涡的压力比较低,襟翼向下则附着涡产生向前的分力,从而起到减租的作用,襟翼向上弯曲则产生向上的升力等等,具体可见下面从飞机设计手册中摘的涡襟翼应用示意图:
1.JPG

涡襟翼早期在大后掠角的超音速巡航飞机上进行过测试,效果不错,后来在中等后掠角机翼上测试,减阻效果也很好。需要指出的是,美国人在这方面的测试较早且较多,中国人注意到了,俄罗斯人也会注意到。不过,虽然涡襟翼效果不错,但似乎应用不多(现在究竟F-22应用与否并不清楚),记得国内一个有名的气动方面专家在美国学习时谈过涡襟翼对襟翼表面微小的缺口很敏感,似乎不是很好用。看来涡襟翼的确属于鲫鱼,好吃但难吃。

涡襟翼的好处很明显,但缺点需要克服。个人猜测,如果涡襟翼的尺寸足够大,也就足够结实,就会减少损伤机会,或者较小损伤也对气动影响不大。或许俄罗斯人也是如此想,反正那个可动前缘的体积和厚度足够大,前缘则足够尖锐,更像是涡襟翼而非三翼面的鸭翼,要知道,三翼面的鸭翼的作用还是利用脱体涡扫过机翼产生升力,而涡襟翼则是让涡附着在襟翼上并不扫过机翼,这两者的机理完全不同。

涡襟翼和边条都是利用涡空气动力,但涡襟翼更多是减阻,而边条则是増升。话说飞机上増升和减阻都需要,所以T-50还是有边条,应该是利用边条和涡襟翼的共同作用来改善整体升阻比,使得T-50在超音速和亚音速巡航取得较好效果,而且利用涡襟翼也能提升大迎角机动性,也极大的改善了起飞降落性能从而更容易适应上舰。

在上舰方面,除了上述措施外,我们应该还注意到一个非常特别的东西,就是座舱设计的下视角效果非常好,这个下视角设计在以往的设计中并不多见,而一个陆基空优战机似乎也不需要这样(陆基更需要全向的视野较好),这点不同于F-22和J-20,更接近F-35,这或许从侧面说明其明确的上舰要求。

当然,除了上述气动设计外,在满足超音速巡航方面还采取了较大的后掠角(比F-22更大)和全动垂尾;在满足超机动方面采用了矢量推力,本身的涡襟翼(假如是的话)采用也有利于机动;升力体特征更明显的机身(如果还叫机身大话,其实应该叫主机翼)都使得亚音速巡航和机动性方面得到进一步保障,同时升力体内较大的容积也能容纳较多燃油,使得航程得以保证。

可以说,通过这些手段,在多功能设计、上舰和超音速巡航以及超机动方面都得到较好的平衡,唯一牺牲较多的就是隐形。不过,需要指出的是,即便是隐形其处理上仍然有许多可值得称赞的地方:在机头截面和整个机身布置上,如果把机身侧棱线和机翼为中线来看,其上部体积较大而下部较小,这其实是对隐形有利的一种设计。

所以,虽然T-50在某些方面显得相当粗糙,譬如在座舱、工艺等方面,但基本上还是达到了前面提出的一个“大航程、能上舰、多功能的4S重型战机”的要求。

2.2、设计思路初探

一个大航程、能上舰、多功能的4S重型战机,该如何设计?这对任何一个设计师都是难题,都需要在众多矛盾中来进行权衡,需要有很多方案,很多轮的迭代和优化,最后才会优中选优出某个型号,我们去看F-14、F-15、F-16、F-18、F-22的发展都是在众多气动构型中不断优化迭代。俄罗斯过去有点特别,早期各个设计局是以莫斯科中央空气流体力学研究院的气动布局为基础进行设计(但他们给出气动布局建议时其实已经有过迭代),但在进入四代机后似乎这方面没有延续(至少早期出现的几种四代验证机上看不出这种现象),似乎四代机更难给出气动布局建议,所以估计苏霍伊主导或者是共同进行研制。但无论过程如何怎样,前面所提众多方案一定是有的。

我们当然是看不到这些迭代过程,我们能够看到的是迭代过程的结果,还有曾经出现的一些测试机型和偶然在互联网上出现的一鳞半爪的图片,所以也只是反推看他们如何来思考。

在宋总著名的小展弦比论文中有有关众多矛盾如何权衡的问题,咱们也可以采用如此思路来进行分析。

在这些众多矛盾中,4S中的3S比较明确,即隐形、超音速巡航、超机动,剩下一个S争执很多,就不说了;很显然,这3S目前都有很成功的处理办法,虽然是难题,但也不是像美国人开始四代研制那种摸索前进那么难,真正难就难在多功能和上舰的要求是非常特别方面:多功能意味着弹舱安排要灵活,能够带多种载荷;上舰则意味着要非常关注起降性能,所以凡是舰载机都看上去比较特别。

能够容纳多种弹药且能灵活安排的弹舱与只考虑空战的弹舱不同,空战武器弹舱比较扁平,因为空空导弹体积并不大,而多功能弹舱需要考虑容纳对地、对海攻击,所以弹舱的深度要大,较大深度意味着较大截面积,较大截面则与超音速巡航要求冲突(这方面J-20采取了拉长机身的办法),较好的办法就是把弹舱串列起来,但串列弹舱在飞机上如何布置也得好好考虑。战斗机就那么大,串列弹舱的可选布置方式并不多,无非就是和发动机前后串列还是并列,很显然YF-23选择了串列而T-50选择了并列。YF-23的串列对超音速巡航十分有利,但其机长显得有点长,这对舰载不利,所以T-50选择了并列,并列的办法就是在两个发动机中间,对于两个发动机中间的布局苏霍伊是熟悉的(知名的SU-27就是如此),所以并不存在多大风险反而能够发挥自己的经验积累。

众所周知发动机隐形处理中采用S形进气道是个较好的办法,但弹舱处于两个发动机之间使得进气道难以布置较大S形,苏霍伊人并非不清楚这点,实际上苏霍伊设计了不少两侧进气飞机,也看到过流传出来的俄罗斯进行隐形测试的类似F-22的模型,而SU-47的验证过程中应该也多少有这些方面的考虑。但如果为了追求S形,其整体气动性能、结构复杂程度和重量都难以保证。实际上,T-50并非没有S形,只不过弯不是很大,采用类似雷达屏蔽设备可以在付出结构重量较轻情况下获得可接受的雷达隐身效果,这就是一种权衡。

在论坛上,有不少人提出了T-50填平腹部的办法来提高腹部雷达隐形,我相信如果我们能想到苏霍伊的人不会想不到,个人估计苏霍伊认为填平腹部的办法并非是好办法,因为根本难以填平,而且填平的代价估计不小:我们看F-22机身两侧后部尾撑的设计,那是明显的从前面厚大1.8米的机身过渡到较薄的尺寸,这是因为发动机与机身后部一体化设计要求决定的,而如果把两个发动机之间巨大的槽填平,在T-50机身尾部的厚度就会太大,这对气动非常不利。那有人说,像YF-23那样让发动机高高鼓在机身上面,然后让弹舱下面平不就可以了吗?话说这应该也是一个思路,但在气动上的效果也未必更好,因为毕竟T-50发动机间距更大,也要采用YF-23上没有采用的矢量推力,估计采用这种措施不见得好处更多,另外即便是YF-23,其腹部进气道位置也是凹凸不平的,单纯为了填平而填平效果未必好。另外,从隐性处理上来讲,腹部凹槽当然不好,但也不是没有补救措施,譬如给腹部凹槽的弹舱门采用吸波能力强的东西,特殊处理的面积无需太大,但如果吸波能力强效果也还算可以吧。另外,不填平这个凹槽的话,很显然更符合气动上的要求,在开启弹舱发射导弹方面不会显著改变气动外形,在弹舱门开启时的雷达反射截面变化不会特别大(弹舱门打开基本就贴在发动机和进气道的两侧,发动机和进气道对弹舱门有了屏蔽作用),所以这也是一种权衡的结果。

下面看航母起降设计方面如何考量

毫无疑问海空通用需要采用固定翼,固定翼飞机上舰要改善低速性能办法也并不多:F/A-18E/F的近似平直机翼虽然起降性能稍好(仍与F-14有很大差距)但显然不适合四代机;阵风的鸭式布局起降性能不错,但着舰迎角较大,另外布局显然不符合四代机的要求;SU-33三翼面布局实际上是一种不错的布局,能够大幅度提高起飞着陆性能,但三翼面在处理隐形方面不是很好,但是个有潜力的布局,这样,在最后就选择了与三翼面接近的前缘可调整边条。对于这种特殊的设计,许多人认为是三翼面变形,在某种程度上可以这样说,但这样说显然并不是很对,因为真正从气动上来说这种布局还是有很特别的一面,个人分析在这方面采用了所谓的涡襟翼方面的成果。

涡襟翼是一种高级的涡空气动力应用,本来想要从书上摘抄大量的文字来说明,但太浪费大家时间去阅读,就简单说说。

涡襟翼与传统襟翼不同,传统襟翼是让气流附着在襟翼上避免分离,从而提高气动效率;涡襟翼则是利用分离,让气流通过尖锐前缘时产生可控分离,分离局限在襟翼范围内,这样在襟翼上形成一个附着涡,让襟翼后的气流仍然附着在机翼上。附着在襟翼上的涡的压力比较低,襟翼向下则附着涡产生向前的分力,从而起到减租的作用,襟翼向上弯曲则产生向上的升力等等,具体可见下面从飞机设计手册中摘的涡襟翼应用示意图:
1.JPG

涡襟翼早期在大后掠角的超音速巡航飞机上进行过测试,效果不错,后来在中等后掠角机翼上测试,减阻效果也很好。需要指出的是,美国人在这方面的测试较早且较多,中国人注意到了,俄罗斯人也会注意到。不过,虽然涡襟翼效果不错,但似乎应用不多(现在究竟F-22应用与否并不清楚),记得国内一个有名的气动方面专家在美国学习时谈过涡襟翼对襟翼表面微小的缺口很敏感,似乎不是很好用。看来涡襟翼的确属于鲫鱼,好吃但难吃。

涡襟翼的好处很明显,但缺点需要克服。个人猜测,如果涡襟翼的尺寸足够大,也就足够结实,就会减少损伤机会,或者较小损伤也对气动影响不大。或许俄罗斯人也是如此想,反正那个可动前缘的体积和厚度足够大,前缘则足够尖锐,更像是涡襟翼而非三翼面的鸭翼,要知道,三翼面的鸭翼的作用还是利用脱体涡扫过机翼产生升力,而涡襟翼则是让涡附着在襟翼上并不扫过机翼,这两者的机理完全不同。

涡襟翼和边条都是利用涡空气动力,但涡襟翼更多是减阻,而边条则是増升。话说飞机上増升和减阻都需要,所以T-50还是有边条,应该是利用边条和涡襟翼的共同作用来改善整体升阻比,使得T-50在超音速和亚音速巡航取得较好效果,而且利用涡襟翼也能提升大迎角机动性,也极大的改善了起飞降落性能从而更容易适应上舰。

在上舰方面,除了上述措施外,我们应该还注意到一个非常特别的东西,就是座舱设计的下视角效果非常好,这个下视角设计在以往的设计中并不多见,而一个陆基空优战机似乎也不需要这样(陆基更需要全向的视野较好),这点不同于F-22和J-20,更接近F-35,这或许从侧面说明其明确的上舰要求。

当然,除了上述气动设计外,在满足超音速巡航方面还采取了较大的后掠角(比F-22更大)和全动垂尾;在满足超机动方面采用了矢量推力,本身的涡襟翼(假如是的话)采用也有利于机动;升力体特征更明显的机身(如果还叫机身大话,其实应该叫主机翼)都使得亚音速巡航和机动性方面得到进一步保障,同时升力体内较大的容积也能容纳较多燃油,使得航程得以保证。

可以说,通过这些手段,在多功能设计、上舰和超音速巡航以及超机动方面都得到较好的平衡,唯一牺牲较多的就是隐形。不过,需要指出的是,即便是隐形其处理上仍然有许多可值得称赞的地方:在机头截面和整个机身布置上,如果把机身侧棱线和机翼为中线来看,其上部体积较大而下部较小,这其实是对隐形有利的一种设计。

所以,虽然T-50在某些方面显得相当粗糙,譬如在座舱、工艺等方面,但基本上还是达到了前面提出的一个“大航程、能上舰、多功能的4S重型战机”的要求。


三、        三种四代机重型机的气动设计比较

F-22整个气动是传统布局加升力体和边条布局。作为第一个四代机,需要摸索中前行,其气动水平自然是二十年前的水平,今天看来似乎有点保守,但即便如此仍然是可全可点,尤其是其二元矢量推力与机身的完美结合,减少了后体阻力,使得后掠角较小,从而在确保超音速巡航的要求下能够兼顾航程和机动性要求。在隐形设计方面,仍然堪称经典。要说F-22的缺点,那就是多功能化方面不足,所以美国佬在搞小直径炸弹研究,目的是在飞机无法做大的调整情况下满足多功能化方面的要求。当然老美还有一个打下手的F-35,所以这方面需求并不是特别突出。

T-50气动布局前面分析已经足够多,这里不再赘述。其最大的缺点也就是隐性,在超音速巡航和超机动性方面应该是不错的,虽然过去二十年发展近乎停滞,但其雄厚的基础和经验仍然让其能够在看似平常的外表下有着不平常的考量,从而在多功能和上舰方面有着天然的优势,这是F-22难以比拟的。

J-20是鸭式边条翼加升力体布局,从外观上来看其比T-50似乎还激进,但从气动设计应用来看,似乎是半斤八两,是传统涡空气动力的组合应用,但应用组合的东西很多,这也是一种突破,或者说是另外一种激进。当然,这种激进也是与我们的需求相关的,因为从来没有那个国家面临这么复杂的周边趋势,世界上的第一、第三经济体(美国、日本)、第一、第二军事体(美国、俄罗斯)、具有巨大潜力的海军战争机器(日本)、正在快速发展的挑战者(印度)围绕在周围,而且还有众多领土争端和台湾问题,这使得我们优先考虑空优,同时在发动机不给力的情况下需要采取这样的措施来确保性能。当然,J-20当前是最神秘的四代,即便是有不少的高清图片,当仍然有太多未知数。如果一定要说性能方面的东西,其整个气动布局使得超音速巡航性能会不错(如果用同样发动机,超音速应该超越F-22);隐身性能比T-50强,但与F-22相比不好说,估计要稍微差一些;机动性方面由于采用鸭式布局,而鸭式布局更适合与推力矢量配合,加上鸭式布局的差动造成的横向直接力以及全动垂尾的作用,会有不少特别的机动能力。在航程上,估计也不会小,因为过去吃够了航程不足的苦,而未来在向东方向要考虑第一岛链、向西北是广袤的人烟稀少的西部、而西南则是高山连绵的青藏高原和喜马拉雅山系、向南则面临狭长的南海,这些都需要航程较长才能真正发挥威慑力,所以航程方面一定会比较大。不过,在多用途方面就不好说了,虽然看上去机体比较大,但截面积并不大,这使得弹舱安排并不宽裕。在上舰方面,由于机身较长,上舰的可能性也不大。

综合来说,F-22和J-20以空优为主,对地功能较弱,T-50则以多功能和上舰见长。J-20是直接瞄准F-22,因为这是现实的威胁,所以最后的结果是与F-22各有所长,至少能够一战。相对而言T-50与F-22和J-20相比可能空战性能要稍微弱一点,但基本也属于同一等级,不会弱太多,在俄罗斯的空域范围内仍然是个值得尊敬的对手,其多功能化是个很好的多面手,更适合俄罗斯的经济实力。

四、        T-50的未来发展
毫无疑问T-50还会继续发展,包括发动机方面的发展,在隐形方面的进一步调整,继续进行试飞测试,或者还有舰载改型的拓展,但无论如何调整,其总体的气动布局已定,很难再做多大调整,一方面是因为调整的费用太高,另一方面是因为在上世纪90年代后俄罗斯空军装备几乎没有多少更新,一些战机已经到了生命末期,再生产三代机已经难以保护俄罗斯的天空,所以T-50会加快研制(虽然多快也是问题),毕竟那边军队是等米下锅,是很急的。

那么,T-50最终能够装备多少架,个人估计在400-500架左右,其中有100架左右估计是舰载机,剩下的是陆基型号。为什么是100架左右舰载机,因为随着俄罗斯经济实力的恢复,俄罗斯一定会发展航空母舰,但俄罗斯能够维持的航空母舰数量不会多,估计在3-4艘,主要部署在北方舰队和太平洋舰队。

对于俄罗斯会不会有低档四代来搭档,个人估计不大,因为低档四代的研制费用不见得低,有这些研制费用不如直接生产更多的四代机重型机来得更实惠。

最后总结一下:T-50是俄罗斯在其经济实力体系下研制的多用途四代机,在多用途方面取得较好的平衡,也是一个值得尊敬的对手。

三、        三种四代机重型机的气动设计比较

F-22整个气动是传统布局加升力体和边条布局。作为第一个四代机,需要摸索中前行,其气动水平自然是二十年前的水平,今天看来似乎有点保守,但即便如此仍然是可全可点,尤其是其二元矢量推力与机身的完美结合,减少了后体阻力,使得后掠角较小,从而在确保超音速巡航的要求下能够兼顾航程和机动性要求。在隐形设计方面,仍然堪称经典。要说F-22的缺点,那就是多功能化方面不足,所以美国佬在搞小直径炸弹研究,目的是在飞机无法做大的调整情况下满足多功能化方面的要求。当然老美还有一个打下手的F-35,所以这方面需求并不是特别突出。

T-50气动布局前面分析已经足够多,这里不再赘述。其最大的缺点也就是隐性,在超音速巡航和超机动性方面应该是不错的,虽然过去二十年发展近乎停滞,但其雄厚的基础和经验仍然让其能够在看似平常的外表下有着不平常的考量,从而在多功能和上舰方面有着天然的优势,这是F-22难以比拟的。

J-20是鸭式边条翼加升力体布局,从外观上来看其比T-50似乎还激进,但从气动设计应用来看,似乎是半斤八两,是传统涡空气动力的组合应用,但应用组合的东西很多,这也是一种突破,或者说是另外一种激进。当然,这种激进也是与我们的需求相关的,因为从来没有那个国家面临这么复杂的周边趋势,世界上的第一、第三经济体(美国、日本)、第一、第二军事体(美国、俄罗斯)、具有巨大潜力的海军战争机器(日本)、正在快速发展的挑战者(印度)围绕在周围,而且还有众多领土争端和台湾问题,这使得我们优先考虑空优,同时在发动机不给力的情况下需要采取这样的措施来确保性能。当然,J-20当前是最神秘的四代,即便是有不少的高清图片,当仍然有太多未知数。如果一定要说性能方面的东西,其整个气动布局使得超音速巡航性能会不错(如果用同样发动机,超音速应该超越F-22);隐身性能比T-50强,但与F-22相比不好说,估计要稍微差一些;机动性方面由于采用鸭式布局,而鸭式布局更适合与推力矢量配合,加上鸭式布局的差动造成的横向直接力以及全动垂尾的作用,会有不少特别的机动能力。在航程上,估计也不会小,因为过去吃够了航程不足的苦,而未来在向东方向要考虑第一岛链、向西北是广袤的人烟稀少的西部、而西南则是高山连绵的青藏高原和喜马拉雅山系、向南则面临狭长的南海,这些都需要航程较长才能真正发挥威慑力,所以航程方面一定会比较大。不过,在多用途方面就不好说了,虽然看上去机体比较大,但截面积并不大,这使得弹舱安排并不宽裕。在上舰方面,由于机身较长,上舰的可能性也不大。

综合来说,F-22和J-20以空优为主,对地功能较弱,T-50则以多功能和上舰见长。J-20是直接瞄准F-22,因为这是现实的威胁,所以最后的结果是与F-22各有所长,至少能够一战。相对而言T-50与F-22和J-20相比可能空战性能要稍微弱一点,但基本也属于同一等级,不会弱太多,在俄罗斯的空域范围内仍然是个值得尊敬的对手,其多功能化是个很好的多面手,更适合俄罗斯的经济实力。

四、        T-50的未来发展
毫无疑问T-50还会继续发展,包括发动机方面的发展,在隐形方面的进一步调整,继续进行试飞测试,或者还有舰载改型的拓展,但无论如何调整,其总体的气动布局已定,很难再做多大调整,一方面是因为调整的费用太高,另一方面是因为在上世纪90年代后俄罗斯空军装备几乎没有多少更新,一些战机已经到了生命末期,再生产三代机已经难以保护俄罗斯的天空,所以T-50会加快研制(虽然多快也是问题),毕竟那边军队是等米下锅,是很急的。

那么,T-50最终能够装备多少架,个人估计在400-500架左右,其中有100架左右估计是舰载机,剩下的是陆基型号。为什么是100架左右舰载机,因为随着俄罗斯经济实力的恢复,俄罗斯一定会发展航空母舰,但俄罗斯能够维持的航空母舰数量不会多,估计在3-4艘,主要部署在北方舰队和太平洋舰队。

对于俄罗斯会不会有低档四代来搭档,个人估计不大,因为低档四代的研制费用不见得低,有这些研制费用不如直接生产更多的四代机重型机来得更实惠。

最后总结一下:T-50是俄罗斯在其经济实力体系下研制的多用途四代机,在多用途方面取得较好的平衡,也是一个值得尊敬的对手。
呃,俺顶,不知道毛子还有没有别的丝带方案
不错,你占位,我记号
标记待读!
T50也是没办法,时间不等人呀,气动上保守、隐身上牺牲太多、发动机也不给力。A3钱都出了先弄一架再说。
静待LZ的客观评论.
你占我也占
这个有潜力,坐等楼主更新
TSQ 发表于 2011-3-7 00:49


    不错,有一些点到了。

补充一点。


不是通过压缩型号, 而是通过平台标准化,然后再平台上进行延伸。 就像27S 为平台, 这个平台是标准化平台。


苏联的计划经济体制,为了鼓励内部竞争,进行的是多平台,多体系研发。 这种局面促进了竞争,但是造成型号多,乱的局面,成本高。


比如: 发动机,这么多设计局,核心机统一, 各自搞各自的。 重复特别多。

比如: 飞机出现米格-苏霍伊,雅克三个平台,和三套体系。 下面的雷达,电子制造体系重复繁琐。

比如: 坦克,三四个设计局,几个制造体系。 重复。


当然,苏联80年代开始尝试进行标准化,统一。 这个结果没进行,就落到了俄罗斯手上了。


俄罗斯实际上是接过这个标准化统一化的过程, 由于政局,经济等问题推行较慢。

但是现在基本成型。

例如:


海军不会出现三大设计局各自造艇的局面,逐步收缩,统一化。

航空工业也全面整合,航空发动机也是一样。统一核心机技术。

这是一个方向。

否则根本经济上无力支撑, 也无法参与外部竞争。
TSQ 发表于 2011-3-7 00:49


    需求分析很到位。


国土面积大,无力维持建设众多机场: 必须大航程,高载弹。
潜力贴。。。
分析得不错学习了!
不错,收藏,顺便等LZ下文.
等下文,别烂尾
JSTCVW09CD 发表于 2011-3-7 10:47

苏联时期个人觉得坦克上是重复建设了,但飞机上各自设计局都还是有各自的拿手好戏的
比较中肯,赞一个
我们玩摄影,买个镜头,机器什么的
理智一点的都要计算投资和规划需求
一个国家搞一个那么重大的工程,不可能不先规划计算
同样我们肯定也是缺哪类镜头,补哪类镜头,放在自己的镜头群中再进行规划计算的考虑
人家不可能不考虑体系作战的问题
当然还有一个是工业基础问题
很多人离开了这些去谈单个飞机,就片面了
先占座。。。


LZ辛苦,支持下!

俺觉得如果做成这样,机腹平坦了,武器舱及内部空间都大了,似乎更好些。
100302213717a392ec5f1b2243.jpg.thumb.jpg

LZ辛苦,支持下!

俺觉得如果做成这样,机腹平坦了,武器舱及内部空间都大了,似乎更好些。
100302213717a392ec5f1b2243.jpg.thumb.jpg
海客 发表于 2011-3-7 11:33


====现在的设计也不错了,目前主要的问题还是在进气道的平蔽上.
看了那麼久还是前言,希望我那鲜花不是白给了
海客 发表于 2011-3-7 11:33


    对机动性有影响吧?


按计划T50的俄国版本应当是二元喷口的,这样一来在隐身性能上也不比F22差多少.

按计划T50的俄国版本应当是二元喷口的,这样一来在隐身性能上也不比F22差多少.
站位  等下文
哦?好像在前排
只有合适的,没有最好的
分析很实际,期待下文
T50的最大败笔就是机腹设计,怎么看都是27修改版,不合理的弹仓和进气口设计。而独特的边条翼和全动垂尾是它的亮点!
海客 发表于 2011-3-7 11:33
这样隐身会好一点,但飞行阻力会加大,重量会增大,如果发动机不给力,性能可能很BJ。目前毛子的发动机也不怎么样。
介个,只脱鸟一半啊,望楼主继续。
支持楼主的原创,期待下文的更新
现在的T50怎么看都是妥协的产物,政治目的比较明显,不够还没最后定型,谁也不知道最终会怎么样
无人炮塔AGS 发表于 2011-3-7 11:28


    专业化当然好,但是需建立在有钱的基础上。
潜力帖,占座。
第一阶段的发动机只能配目前这个机体设计,等十年后第二阶段发动机出来后,T-50才会有大变化!
个人认为T50很适合上舰  至于毛子短时间内会不会出新的五代就不知道了  
但是T50将会是一个很厉害的舰载五代机
楼主写的不错,期待下文,个人觉得T50的侧面是最好看的,如果能将发动机的位置再提升上去,就更有YF23的感觉了。
很客观的,静待后续
有空再慢慢看