(更新）转：YST漫談隱形戰機---風洞和J-10

（十九）回答第一篇的七個問題

好了，經過八篇文章的論述，我們終於具備了需要的知識來回答本系列第一篇文章第二節所提出的七個問題。


甲. 問題一

隱形戰機的外殼真的很容易就設計出來嗎？


回答：不。

Ａ. 問題的原由

這個問題是由台灣「中國時報」酸溜溜的評論所引發的。故事的發展是非常典型的台灣反應表達非常典型的台灣心理，所以值得我們敘述原委。

1.大約2010年12月22日，網路上開始出現中國大陸隱形戰機J-20的照片，並傳出即將試飛的消息，中國的隱形戰機立刻成了非常熱門的話題。

2.2011年01月05日，中華民國國防部情次室次長沈一鳴在立法院接受立法委員林郁方的質詢，一場典型的“愛台灣”政治秀就展開了，這是一場非常政治正確的雙簧表演。


林郁方：是不是中共五代戰機？是不是在試飛階段？

沈一鳴：不是。

林郁方：所以你認為這照片是有問題的？

沈一鳴：是有問題的。

林郁方：不是中共五代戰機的照片？

沈一鳴：是的。就是以俄國新聞社公布的，中共在發動機、雷達、複合材料、航電裝備的科技水準還有待突破，我想這樣講委員應該非常清楚。

國防部表示，大陸的武器裝備一切盡在掌握中，對研發中的武器都有因應對策，並且會密切注意相關情勢的發展。


看到沒有？問問題的先把想要的答案說出來，然後回答問題的再打蛇隨棍上順著問話者回話，這不是唱雙簧是什麼？


沈一鳴也順便吹捧林郁方作為回禮，什麼叫做「委員應該非常清楚」？林郁方是文科生，在發動機、雷達、複合材料、航電裝備上林郁方還真的什麼都不懂，連邊都摸不著。林郁方在「國防委員會」做立委根本不適任。

3.2011年01月11日，J-20在成都眾目睽睽下試飛成功，當天胡錦濤主席當面親口向來訪的美國國防部長蓋茲証實。錄影帶傳遍國際網路，中共向全世界展示已經完全掌握這個新世代的戰機。

4.J-20張貼上天，胡錦濤証實，台灣民眾對國防部罵聲一片，中華民國國防部官員和唱雙簧的林郁方委員面子掛不住了。亂哄哄中輪到媒體來表演“愛台灣”了，由於台灣媒體的利益也是反中的（台灣沒有統派媒體），於是媒體就開始酸大陸的隱形戰機，其中最具代表性的就是「中國時報」，它的論點是：


大陸的科技很差，隱形戰機必須的強力渦扇發動機和先進的航電配備是解放軍最大的弱點，絕非短短五年、十年就一蹴可就的，但是要製造一個“看起來不錯”的隱形戰機的外殼，並不困難。

看到沒有？台灣先否認大陸有設計和生產隱形戰機的能力，等到大陸成功展示了這個能力就說大陸做到的那個部分其實不難，真正難的部分大陸還做不到。這是典型酸葡萄的心理和反應。

YST 先不談發動機和航電設備，就只談隱形戰機的外殼。

YST 首先要指出的是，「中國時報」的評論完全錯誤，剛好把話全部說反了。四代戰機最關鍵的部分不是發動機和航電設備而正是「隱形」。有趣的是，「隱形」的關鍵設計恰恰就是「中國時報」號稱“並不困難”的外殼，外殼至少佔整個「隱形」效果的九成。

「中國時報」的記者瞎說八道，輕是不懂裝懂，重是昧著良心說政治話，所以非蠢即騙。

YST 認為「中國時報」騙是真、蠢是假，道理很簡單，蠢是推卸欺騙讀者的責任最好的藉口，因為蠢是不違法的。


Ｂ. 設計戰鬥機的外型非常困難。設計飛機的外型從來不是容易的事，只要懂一點點科技的人都知道設計任何飛行物，不論是飛機、導彈還是太空船，都需要經過「風洞實驗」，這是設計過程中非常耗費人力、物力和財力的一個工程項目。

流體力學中的問題絕大部分在數學上是解不出來的（沒有analytic solution），更何況複雜的飛行體要建立數學模型談何容易，所以「風洞」就成為設計飛行體必不可少的工具。

「風洞」是一個可供吹風的長形的封閉通道。所謂「風洞實驗」就是把實際飛行體或它的模型放在「風洞」中吹風，然後觀察它形成的渦流對飛行體進行改進，這是今天設計飛行體必經的步驟。其實不只是飛行體，任何高速運動的物體在設計的時候都選擇透過「風洞實驗」來優化它的設計，譬如中國大陸高速鐵路的火車頭。

如果不做風洞實驗，除了不能預先發現飛行時可能會出現的問題同時也無法計算飛行體的阻力係數，於是一系列有關空氣動力的問題完全無法解決。想想看，連飛機的速度都無法準確估計還能設計什麼？

建立一個「風洞」實驗室不是一件簡單的事，相關的硬體與軟體都需要相當的科技基礎，耗資鉅大。「風洞」的修建通常不是一個，而是有大有小並且配合不同風速的「風洞」群。大的「風洞」可以放實體，小的「風洞」可以放縮小的模型。「風洞」有亞音速的、有超音速的、有高超音速的，供不同的飛行體進行實驗。

全世界有「風洞」實驗室的國家只有中、美、俄、歐。其中以美國、俄國和中國的「風洞」群種類最完善。歐洲的「風洞」散處多個先進國家，並不在一處。其他任何國家，譬如韓國與日本，設計飛行器的時候都要到國外的「風洞」吹風。

據YST所知，中國在抗日戰爭以前就曾經建立「風洞」，但是中國現代化的「風洞群」是在錢學森的指導下建立的，錢對中國的航太發展與設備有非常傑出的貢獻。錢學森何止是中國國寶級的科學家，他是全球流體力學的第三代掌門人，如果沒有政治因素，美國太空總署的Director非他莫屬。中國大陸在錢學森的指導下航太工業打下了非常堅實的基礎，特別是人才的培養，譬如中國今天衛星工程的總設計師孫家棟就是錢學森栽培的。大陸半個世紀所下的扎實功夫那裏是幾個台灣國防部的官員、爛記者和爛立委能瞭解的？


Ｃ. 設計隱形戰機的外型超級困難

飛機的外型設計固然困難，如果設計的是隱形戰機，那麼“外殼”的設計就更複雜和更困難了，其困難的程度增加不止十倍。為什麼？

答案是：隱形戰機外型的設計除了要經過「風洞實驗」還要經過RCS的「理論計算」和「實際測量」，這三件事都非常困難，都需要非常昂貴的設備和非常專業的知識，尤其是「理論計算」，它是阻擋隱形戰機設計最大的一塊石頭。

值得注意的是，這三件事是相互影響的，一動全都動，導致很多工作需要重新做一遍。普通戰機只做一件事，那就是「風洞實驗」；隱形戰機要做「理論計算」、「風洞實驗」和「實際測量」三件事，而且是密切相關和相互影響的三件事，它所引起的複雜和困難不是相加而是相乘，其困難的程度何止十倍。

隱形戰機的外型設計先是根據理論計算作出模型，然後再經過「風洞」吹風修改，最後是實際測量RCS畫出「閃爍圖」驗証理論數據。如果改動過多，上面的三個步驟就有必要重複。最後製造出真實的飛機還要重複做一遍，所以整個過程是非常繁複的。全世界能在國內完成整個過程的國家只有美國、俄國和中國。

所以，不誇張地說，隱形戰機的外型是超級計算機算出來的。

這就是為什麼第一代的隱形戰機是由多面體構成的，因為它最容易計算。

從第二代開始，計算的就是曲面了，但是只能計算非常簡單的曲面，所以只能設計不需要複雜機動能力的轟炸機。

隨著數學理論的突破和超級計算機的飛躍進步，工程師終於可以計算有許多複雜控制面的飛行體的RCS，這才有能力設計具有高機動能力的隱形戰鬥機，於是進入到第三代。

    今天中國的超級計算機世界第一、數學能力世界一流，沒有什麼數學計算問題是中國科學家無法勝任的，中國成為全世界第三個製造出第四代（俄國定義的第五代）戰鬥機的國家不是偶然、而是必然。其他的國家設計不出隱形戰機也是科技水平沒有達標下的必然。中國能夠跳過第一代和第二代直接進入第三代隱形戰機，那是因為中國在設計J-20的時候國產超級計算機的計算水平已經超過美國九０年代的水平，不需要走美國經驗的彎路。

「製造一個“看起來不錯”的隱形戰機的外殼，並不困難」是一句非常輕佻、完全不負責任的謊言。「中國時報」做這種沒有水準的報導非常愚蠢，說這種謊言則非常可恥，所以「中國時報」不是無知就是無恥。尤其刻意用謊言來貶低中國的科技成就，「中國時報」不配用中國的名號，應該自動改名。


乙. 問題二：J-20的隱身性能真的不如F-22嗎？

回答：J-20與F-22孰優孰劣眾說紛紜，每人一把號，各吹各的調。這是一個非常有趣的好現象--熱鬧。如果大家都一個說法就沒意思了。

Ａ. 主流說法

很多名人、專家和不知名的網友都說J-20的隱身性能不如F-22，這是主流看法。這些人中有一位台灣知名的軍事家宋兆文，他的理由非常有趣，他說一分錢一分貨，J-20的造價是F-22的四分之一，所以J-20的性能比F-22差遠了。宋兆文的說法過分輕佻，有失軍事專家的身份。其實價格與品質並沒有必然的關係，

YST舉個例子來証明。

包括美國在內的軍事專家都把J-10的性能定位在F-16CD的Block 52。F-16的製造都是一批一批的，每一批都稍有改進，Block 52是第52批，也是目前最新生產的一批。YST 個人認為J-10的性能要比F-16CD好，尤其是機動性比F-16CD高出一大截。F-16CD Block 52 的單價在六千萬至七千萬美元之間；J-10的單價不到四千萬美元。  J-10真是價廉又物美，物超所值。 F-16CD則是評價過高和售價過高。F-16CD評價過高是美國卓越的宣傳廣告形成的，外國並不服氣，尤其是歐洲。美國工業發展最大的困難和障礙不是國外的競爭而是國內的工會，如果你瞭解美國工會在軍事工業的霸道和囂張行為就知道美國軍火為什麼這麼貴了。F-16CD性能不如J-10但是售價幾乎是J-10的兩倍，「一分錢一分貨」的說法根本站不住腳。

  同樣地，用J-20價錢遠比F-22低判斷J-20性能比F-22差遠了是非常輕佻的說法。


Ｂ. 少數人唱反調

但是也有名人持與主流相反論調的。中國大陸著名的軍事專家宋曉軍就認為J-20比F-22先進。神話是慢慢破滅的。美國軍事科技的神話不再震懾大陸人心，至少一些大陸的軍事專家已經對F-22提出挑戰。

Ｃ. YST 個人的看法：對這個問題，YST 個人誠實的回答是不知道，同時也認為沒有人知道，連美國軍事專家也不知道，大家都是在猜。不過雖然是不知道，但是我們還是可以做一些知識性的比較、由此看出一些端倪來增加我們猜的信心。
    在「漫談隱形戰機（VII）」，我們談到設計隱形戰機的一般規則和隱形戰機的幾個重要部位。YST 個人認為大陸在計算機輔助設計（Computer Aid Design）和超級電腦的應用上是不在美國之下的，尤其是後者，中國數學家設計的平行計算要比美國先進不止一點。大家都是用超級電腦的計算來導出最佳RCS的曲率，美國並沒有優勢，20年前的美國更沒有優勢，所以J-20的外型設計應該和F-22在同一水平。

至於重要部位的一一比較，YST唯一沒有把握的是J-20的座艙蓋有沒有鍍金，這是絕對有巨大差異的。如果J-20的座艙蓋也鍍了金，那麼J-20的隱身性能應該和F-22在伯仲之間。

決定隱身性能的還有一個因素，那就是雷達吸波材料（RAM）。這方面YST不能評論，因為RAM是高度機密的，各國都有自己的竅門，大陸在納米材料的研究上很先進，追蹤先進國家的發展不遺餘力，RAM的成果沒有人能下定論。不過有一點值得注意，中共透過F-117A的殘骸取得F-117A的吸波材料，而且聽說F-22所用的RAM與F-117A是一樣的。如果這是真的話，F-22在隱身塗料上也不具有優勢。

網路上有一個非常流行的說法，那就是J-20的隱形不如F-22因為J-20的鴨翼（canard，也就是前翼）增加了雷達截面，甚至號稱美國航空界還有一個說法是「鴨翼最好的地方就是安置在敵人的戰鬥機上」。這種沒頭沒腦的流傳非常令YST困惑，連「漢和」的總編平可夫都這麼說，台灣的立委林郁方更是拿洋大人的這句話如獲至寶到處瞎嚷嚷來貶低J-20。

我們不禁要問：「鴨翼」真的破壞了J-20的隱身嗎？YST 的回答是：沒有。想想看，「鴨翼」是一個平面體，是最好的隱形體，第一代的隱形戰機就是這麼設計的，怎麼到了J-20身上就成了隱身破壞者了？

最簡單的物理學和幾何學告訴我們所有照射到平面的雷達波都反射到另外一個方向，除非「鴨翼」正好和雷達波垂直，而且即使發生這種情形回波也就是一閃而過。更何況「鴨翼」可以用透波材料來製造，如果「鴨翼」的轉軸部分用了金屬，那也不成問題，因為體積這麼小可以做成多面體降低反射面再塗上吸波材料，RCS的增加小到沒有影響。

事實上，大陸已經公佈 J-10的「鴨翼」和「腹翼」都是用複合材料製成的，這是透波材料，對RCS不造成任何影響，見下圖。

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2011-6-29 18:59 上传

圖23：J-10的「鴨翼」、「尾翼」、「襟翼」和「腹翼」是用複合材料

「鴨翼」的功用在改變空氣對機身所產生的作用力，這跟機翼上的襟翼的作用是完全一樣的。如果「鴨翼」破壞隱形，那麼襟翼也破壞隱形不能用，飛機沒有襟翼還能飛嗎？

「鴨翼」破壞隱形的說法屬於無稽之談，眾人以訛傳訛，尤其用來貶低中國就更賣力宣傳了，於是「鴨翼」好事變壞事。「鴨翼」在飛行上的好處是提供非常有效的上升力。空氣動力學的原理告訴我們飛機在飛行時升力中心會後移造成機頭下垂，普通飛機為了抵消這股下垂的力道就改變尾翼的角度也產生向下的力道來平衡機身，這跟蹺蹺板的原理是一樣的。讓我們回顧第六篇中一張F-22的圖片：

圖12：飛行中的F-22

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2011-6-24 15:10 上传

從上面這張照片我們清楚看到F-22左右各有一片襟翼向上翹，這就產生一股向下的壓力使機頭抬起來，不過這樣機身雖然平衡了但是免不了損失了一部分上升力。

但是如果飛機有了「鴨翼」，這個「鴨翼」就位於駕駛艙的下後方，稍微調節「鴨翼」的角度就可以產生更多的升力來抬高機頭而不是用下墜力來壓機尾。所以「鴨翼」比尾翼或襟翼對飛行更有效、更有好處，用飛機設計師的行話說就是裝有「鴨翼」的飛機上升係數更高。「鴨翼」在機動上的另一個好處是利用左右「鴨翼」的差動可以快速改變機頭的方向，這對近距離格鬥（「狗鬥」）非常有幫助。

其三，根據J-10首席試飛員雷強的評語 J-10做「眼鏡蛇動作」比Su-27更輕鬆，「鴨翼」在有效控制飛機姿態上肯定有很多好處。

    讓我們回到隱形問題。

沒有人同時看過F-22和J-20的「雷達閃爍圖」，大家都只能猜。在假設J-20的駕駛艙也鍍金的情況下，YST猜J-20與F-22的隱身性能在伯仲之間。如果讀者堅持要有一個數字說明，那麼YST猜無論是誰領先它們的差別不會超過3dB。我們老中謙虛為懷，所以YST就假設F-22的RCS比J-20低3dB，不過頂多也就是3dB。這是YST的 educated guess，純屬好玩，不負任何責任。

上接「漫談隱形戰機（IX）：回答第一篇的七個問題（上）」丙. 問題三





J-20的隱形設計是“山寨”F-22嗎？


回答：不可能。
  
有這種想法很自然，因為J-20的機頭正面看起來和F-22很像。事實上，已經出現的四個隱形戰鬥機它們的機頭長得都一個式樣。這並不奇怪，第七篇文章我們說過這種上下兩個略扁的半橢圓錐形合成體是雷達隱形的最佳設計，這是由物理性質決定的，誰來設計都一樣。就像隱形護衛艦的樣子都差不多，艦身下體外傾、艦身上層建築稍微內傾，於是在船舷處形成一條明顯的折線，第六篇中法國的拉法葉護衛艦（圖07）和中國的054A護衛艦（圖08）都是設計成這樣，其他國家的隱形護衛艦也是一樣。其實這條「折線」和四個隱形戰鬥機機頭和機身上的「折線」，它們的設計原理是完全一樣的。

不過四個隱形戰鬥機形狀雖然相似但是細節是不同的。這就像不同種類的老鷹長的樣子都差不多是同樣的道理，因為牠們是那個空間能夠生存的最佳造型，換句話說，如果不是那樣的造型就被自然淘汰了（達爾文物競天擇的進化論）。

每個國家研發的電子儀器不同、發動機不同、武器系統不同、作戰思想不同、作戰任務不同，所以同樣是隱形戰鬥機它們的外型是不可能完全一樣的。對雷達波來說，由於波長非常短，譬如X波段的波長只有三公分，只要機身稍有改變，譬如改變超過波長的十分之一，也就是三毫米，所產生的RCS就可能有顯著的不同，所以必須各自進行理論計算。想想看，這麼多歐美專家看了數不清的J-20照片，結果連J-20大致的長度都搞不定。誰有這個本事單看照片沒有實際測量就能夠“山寨”別人的飛機而且做到毫髮不差？

所以隱形戰機的外型設計都是各算各的，算出的最佳曲率是多少就是多少，這是“山寨”不來的。F-35也不能“山寨”F-22，因為它們的戰術任務不一樣、體型不一樣、所以一切都需要重新計算。

丁. 問題四  

J-20的隱身性能好過美國的F-35或俄國的T-50嗎？

回答：很可能。

Ａ. 技術上的判斷

有些美國的軍事家評論J-20的隱身性能在F-22與F-35之間，YST 認為這雖然也是猜測但是有支持它的理由。首先，J-20的座艙罩是整體單一氣泡，這一點的確要優於F-35 與T-50。整體單一氣泡不但視界比較好，而且雷達截面也比較小，這兩項好處是肯定的。我們進一步假設J-20的座艙罩是鍍金的而F-35與T-50都沒有，J-20的隱身性能好過 F-35與T-50就更加肯定了。其次，T-50隱身最大的缺點在進氣口，見下圖：

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2011-6-29 19:06 上传

圖24：俄國T-50隱形戰鬥機的進氣口，發動機的葉片清晰可見。


我們從上面這張照片可以清楚看到T-50發動機的葉片，這對隱形戰機來說是非常嚴重的事情，幾乎可以說是致命的。就憑這一點，T-50正前方的隱形性能肯定是目前所有隱形戰機中最差的。YST不敢相信俄國工程師居然沒有採取Ｓ進氣道。據說是因為俄國工程師為了發動機的緣故必須繼承Su-27進氣道的設計，沒法採取Ｓ進氣道，YST不能瞭解這些細節和理由。不管怎麼說，T-50的設計讓發動機的葉片暴露是一大敗筆，這在比較先進的三代戰機都已經避免了，因為「噴氣發動機調頻」（Jet Engine Modulation）在雷達設計理論中早就是透徹瞭解的一件事。

Ｂ. 政治上的判斷

上面所說是從技術上判斷J-20的性能高於F-35和T-50。


下面我們要說的是，從政治上判斷J-20的性能也會高於F-35和T-50。

對美國而言，F-35是大量外銷的機種，美國自然不願意把它設計成能力所及的「最佳設計」（state of the art），一方面也是為了降低成本。F-35在隱形功能上自然向下調整。對於俄國而言，T-50是與印度聯合研發的，這情形跟F-35又大不相同了，俄印在T-50是合作關係而非外銷關係。俄國需要印度提供的資金，印度需要俄國的技術，理論上雙方是平等的。不過出技術的可以使詐，出錢的則不能，實際上印度處於非常被動的地位。印度在航空工業上的能力和中國有很大的差距，中國在研發四代戰機（俄國定義的五代機）之前已經獨立研發出J-10、FC-1和JH-7等優秀的三代戰機，而印度的輕型戰機LCA搞了三十年最後是用政治高壓強迫軍方接受，和「阿瓊」坦克一模一樣，是非常失敗的例子。印度在本身研發能力嚴重不足的情形下和俄國共同研發五代機是沒有什麼討價還價的能力的，錢照樣出，俄國給甚麼設計印度就接受甚麼，你想想，俄國會使出看家本領嗎？以過去的歷史來看，俄國不可能拿出最好的東西和印度分享，印度出再多錢也是個凱子。YST認為俄國在研發過程中必定會留一手，然後把印度送來的錢研發出來的最好的技術用來設計另一型自用的隱形戰機，把次等技術用在T-50。基本上，T-50不過是一款「釣魚機」讓印度來送錢。

從政治上來分析，T-50一定是個次級貨，比F-35還次同樣地，F-35也是個次級貨，不過購買者有很多是工業先進的國家，不是印度這樣傻傻的凱子，所以美國拿出來的貨色不會太差，也不敢太差，否則像英、德、日這樣在航空和傳統科技上的先進國家不會接受。

有一點我們必須注意，美國以往賣給盟國的戰機和本國使用的有所不同，至少在雷達和發動機上都不一樣。我們合理地推測美國自用的F-35要比盟國的F-35性能要高，高多少就不知道了。不過隱形的能力主要在外型，美國如果要在隱形上內外有別只能在塗料上做手腳了。

從技術和政治的雙重考慮，YST對問題四的回答是相當肯定的“是”。

Ｃ. 閒話

如果美國軍事家也認為J-20的隱形優於F-35，這就間接証實「鴨翼」對隱形並無不良影響。咦，美國軍事專家都說了J-20的隱身性能在F-22與F-35之間，美國既然聲稱F-22 是彈珠（直徑1.1公分）、F-35是高爾夫球（直徑4.4公分），中國自然可以理直氣壯號稱 J-20是乒乓球（直徑3.3公分）。要吹大家吹，要學老美用最簡單的形像吹來達到家喻戶曉的程度，嚇壞台獨份子還有那個道聽途說、奉美國人的話為聖旨的林郁方委員。


戊. 問題五

J-20的成軍還早得很嗎？

回答：不會。

種種跡象顯示 J-20將在2017年成軍，最晚也不會超過 2019年。J-20的測試飛機將會有好幾架，可以同時進行好幾種測試項目，譬如雷達的測試和飛行包線的測試會同時進行。事實上，YST記得美國前國防部長蓋茲曾經公開表示憂慮J-20的成軍有可能會比F-35早一年，這樣美國就麻煩了。YST認為這個可能性很小，雖然YST從來就不看好F-22，因為它小毛病太多。YST猜想蓋茲也不看好F-22，所以急著盼望 F-35早日成軍。大陸的發展速度一向超乎西方的想像，如果J-20在2015年成軍YST也不奇怪。其實J-20成軍是早是晚都在中國自己的控制中，外人無從置喙，想想看，台灣只能乾著急，早一點晚一點對台灣有什麼不同？台灣巴望大陸的J-20越晚成軍越好、號稱J-20距離成軍還早得很，這是一種自欺而不能欺人的自我安慰之言，非常沒有出息。在資訊如此發達的時代，這種丟臉和沒出息的話台灣的國防部還是少說為妙，況且也不合「料敵從寬」的軍事指導原則。台灣人要有奮發圖強的精神，可以被打敗，但是不能做阿Ｑ。如果被打敗是一種恥辱，那麼阿Ｑ就就是在還沒有被打敗前就已經被人看不起了。我們必須指出國防部這種不健康的心態，這是最丟臉和最被人恥笑的事。林郁方委員和國防部官員這種「阿Ｑ愛台灣」其實是最害台灣的。

己. 問題六

台灣真的有神奇的磁性粉末可以破解J-20嗎？

回答：這不像是個科技的問題，而是一個耍寶作秀的問題，所以有點好笑。

首先讓我們回顧這個問題是那裏來的。2011年01月05日，中華民國國防部在立法院作証網路上流傳的J-20照片是假的、電腦合成的。六天後，J-20成功試飛，胡錦濤當面親口向來訪的美國國防部長在蓋茲証實。中華民國國防部臉上掛不住，第二天（2011年01月12日），國府空軍上校宋兆文在電視上評論大陸和美國的隱形戰機，他提出兩點把J-20大大貶低：

1. 一分錢一分貨，J-20的造價家是F-22的四分之一，所以比F-22差遠了；

2. 台灣中科院研發出一種磁性粉末可以破J-20的隱形但不能破F-22的隱形。

YST對宋兆文的印象一向挺好的，因為他自認是中國人，有民族認同感。不過他這兩個論點不像是軍事專家說的話，倒像是政治正確下的無奈之言，是「愛台灣」的政治表演秀。

第1點在問題二已經回答了，第2點在此回答。

首先，飛機用到鋼鐵的地方非常少，大概一成多一點而且都在內部（譬如蘇式戰機駕駛座的後背都有鋼板保護駕駛員，中國戰機秉承蘇聯傳統很可能也這麼做），第四代戰機使用鋼鐵尤其少，用在蒙皮上是零。YST不知道中科院發明的「磁性粉末」是不是真的可以粘在J-20的機身上。

其次，使用「磁性粉末」的時機和地點怎麼決定？如果撒了「磁性粉末」，中共的戰機來不來還不一定，那個空域就已經變成雷達盲區了。

其三，大陸可以用來攻擊台灣的機場非常多，中共的現代戰機航程都很大，可以從各個角度發起攻擊，台灣是否要長期把「磁性粉末」從台灣頭灑到台灣尾構成寬一公里、高12公里、長五百公里的一堵牆？台灣有這個作業能力和後勤能力嗎？

這個撒「磁性粉末」有點像老鼠給貓掛鈴鐺，看似一個好點子，其實很難執行，所以有點好笑。這是一個政治正確的笑話。


庚. 問題七

天弓三型配合一個好的雷達真的可以反制J-20嗎？

回答：這是說了等於沒說的廢話。

2011年03月21日，中華民國國防部長高華柱表示，中科院天弓三型飛彈系統目前正在測試中，只要有好的雷達系統，應該足以反制中共殲-20戰機。高華柱的說話是非常有技巧的，他把讀者關注的重點引到台灣自行研發的天弓三型飛彈上，其實「天弓三」並不是重點，真正的重點在「有好的雷達系統」，因為如果沒有「好的雷達系統」任何飛彈都是瞎子什麼也打不到。但是「好的雷達系統」根本就不在國軍的掌握之中，高華柱甚至不知道這個「好的雷達系統」是否存在，後面的「足以反制殲-20」就成了一句空話。高華柱的話說了等於沒說。想想看，什麼叫做「只要有好的雷達系統」？「隱形戰機」最重要的功力和最關鍵的價值就在擊敗敵人的雷達系統，在敵人的雷達系統探測到自己之前就發射精確制導炸彈，然後逃之夭夭，神不知鬼不覺。「只要有好的雷達系統」意思就是我的雷達系統可以打敗隱形戰機，能夠在隱形戰機還在很遠的距離就探測到它，在隱形戰機還沒有發射武器以前我就發射地對空導彈消滅它。你想想，高華柱已經把結論作為前提假設了，這不是說廢話嗎？

我們再想想，「天弓三型」的技術來自美國，它的功能不可能超過美國研發的「愛國者」，給「天弓三型」配套的雷達系統肯定也來自美國而且不可能超過「愛國者三型」配置的雷達。如果「天弓三型」配美國雷達能有效對付殲-20，那麼美國國防部長蓋茲也沒有什麼好緊張的了。高華柱說的是政治正確但沒有意義的廢話，也叫「官話」，能夠當上大官的都精於此道。

好了，第一篇文章中的七個問題我們已經很輕鬆地全部回答了。

你看，無論是軍事專家蒙人吹牛的話、政客們政治正確騙選票的話、網友們以訛傳訛的糊塗話、高官們沒有意義的官話、還是高人們真金白銀的老實話，我們現在都能一一分辨和從容分析。為什麼？

因為我們對隱形戰機的科技基礎有了清楚和正確的認知。我們已經証明這其實一點兒都不難，你不需要懂得高等數學、不需要是任何方面的科技專家、只需要有基本常識、少許的好奇心和一點點想像力就夠了，不是嗎？

但是我們的話題還沒有完。隱形戰機是一個革命性的武器，國家耗費這麼多的錢弄出這個玩意兒到底要做什麼？能有什麼好處？值那麼多錢嗎？所以我們還得談一點有關隱形戰機的戰術和戰略的問題來結束這個話題，一切都需要回歸政治。軍事是為政治服務而政治是為經濟服務的，精明的政治家絕不會打虧本的仗。


二十）風洞

甲. 風洞的發明和應用

飛機設計有一個非常重要的設備，那就是風洞。隨著飛機的速度越來越高，還有導彈和太空船加入飛行的行列，風洞就成了設計飛行物必不可少的設備了。 世界最早的風洞是英國人在1871年建造的，但是飛機的發明人卻是美國的萊特兄弟。萊特兄弟在1901年建造了一個風速每秒12米的風洞，用它做實驗發明了世界上第一架飛機。但是真正有系統地建造大量風洞的是德國人。 1907年，德國的哥廷根大學成立了「哥廷根空氣動力實驗院」，這個實驗院的創辦者和主持人就是後來赫赫有名的普朗特教授（Ludwig Prandtl，1875~1953）也是流體力學的奠基人，被稱為「現代流體力學之父」。普朗特認為研究空氣動力學必須做模型實驗，於是在1906年建立德國的第一個風洞。接著在普朗特的領導下，德國耗費鉅資建立了一批低速、高速、超高速和特種風洞。

普朗特善於觀察同時也善於分析，成就他非常傑出的學術能力和學術貢獻。普朗特的直觀洞察能力使他深入瞭解物理本質，然後他傑出的分析能力再把物理本質用數學方程式概括出來，這樣結合了物理性質和數學理論就奠定了流體力學的理論基礎。當時的德國在流體力學，特別是空氣動力學上領先世界。根據這些紮實的理論基礎和風洞實驗，德國製造了V1和V2火箭還有世界第一個噴氣發動機。

乙. 中國的風洞設備

普朗特教育了一批高徒，其中一位傑出者叫馮卡門（Theodore von Karman，1881~1963），是流體力學的第二代掌門人。馮卡門也教育了一批高徒，其中一位傑出者叫錢學森，是流體力學的第三代掌門人。 不過中國的第一個風洞不是錢學森建立的，而是清華大學在1936年自行設計的，直徑1.5。 1936年，清華大學在南昌建造了直徑4.5米的風洞，最大風速達到每秒58米。 1947~1948年，清華大學在北平建造了橫切面為橢圓形（0.762米x1.016米）的鐵殼風洞，風速每秒40~50米。

想想看，上個世紀的三０年代和四０年代中國是在戰亂中掙扎，但是即使在如此艱苦的環境中我們的科學家仍然努力從事尖端研究，並沒入忘了知識分子對國家的責任。

新中國成立後，在錢學森的指導下建立了一批現代化的風洞群，高速攝影機、高速計算機、各種應用軟體等等現代化的設備一步步成套地建立。根據新華社2006年的報導，中國建成各類風洞一百四十餘座，在風洞試驗、數值計算、模型飛行試驗等領域取得長足進步，空氣動力學的設備、技術和人才均跨入國際先進行列。 2008年11月13日，中國空氣動力研究基地慶祝40周年，在紀念大會上基地負責人王希山介紹，該基地擁有52座風洞，是亞洲最大的風洞群，其中有八座屬於世界領先。風速從低速、高速、超高速構成銜接，能夠進行從低速到24倍音速，從水下、地面到94公里高空，覆蓋氣動力、氣動熱、氣動物理、氣動光學等領域的空氣動力實驗能力。研究的課題從各型戰機、神州系列飛船、「和諧號」高速列車、還有上海三百多米高的東方明珠塔等等。

設計和建造風洞不是一件簡單的事，低速的風洞可以用風扇吹，超音速的風洞就需要用壓縮空氣了，實驗的時間只有幾秒甚至幾毫秒，困難的程度遠非一般人能想像。 中國的風洞群完善的程度世界第三、亞洲第一，僅次於美國與俄國。 美國與俄國的優勢是風洞的直徑很大，可以把整架飛機放進去。

風洞設備耗資巨大，風洞實驗也耗資巨大，尤其電力的消耗是非常驚人的。風洞的建立百分之百是為了設計飛行器的外型，風洞實驗是設計任何飛行器的必經過程。 譬如美國「哥倫比亞號」太空梭的外型設計在風洞實驗上就超過三萬小時，美國為了計算F-22菱形機身的空氣阻力係數進行了二十二種不同的風洞檢測。想想看，這得花多少時間和金錢。 中國的神州飛船和J-20戰機也是一樣，單是風洞實驗就是一個巨大的工程。 對隱形戰機而言，風洞實驗尤其重要，因為有些隱形的設計是以犧牲氣動性能為代價。

設計隱形戰機的外殼形狀過程非常複雜，需要耗費極大的人力和物力，絕不是一件簡單的事，也絕不可能“山寨”別人的成品。隱形戰機的設計必須腳踏實地從理論計算、風洞實驗、暗室測量反覆進行，一步都不能少，並且要留下詳細記錄。如果過程中有任何馬虎，那麼當飛機製造出來試飛出現問題的時候，很可能連問題的源頭都找不到，這還怎麼解決？

丙. J-10的例子

飛機是一個外形複雜的物體，它在高速飛行時所產生的種種問題非常複雜，不可能有理論模型，「風洞實驗」可以解決大部份的問題，但是仍會有漏網之魚。譬如中國J-10戰機即使經過無數次的「風洞實驗」，在試飛的時候發現機頭部分有震動的情形，是「風洞實驗」沒有看到的。最後解決的方法是在進氣口和機頭下方用六個“小棍子”連在一起（見圖25）。

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2011-6-29 19:23 上传

圖25：J-10A

大陸很多網友最初以為六個“小棍子”是因為機身結構不夠堅固所採取的加強措施，台灣也有網友也跟著發出惡意的批評說J-10的結構有問題。後來發現這些“小棍子”其實是方向不同的薄片，它們的作用不是加固結構而是改變氣流的方向，避免引起共振。這個實際例子告訴我們設計戰鬥機的外型是一個非常細緻和困難的工作，即使經過風洞實驗也會有未發現的問題。

丁. J-10B 的誕生

任何戰機都是不斷改進的，譬如美國的F-18從AB型到CD型再到EF型，價錢也不斷地攀升，最新的F-18EF價格接近一億美元。每次改進只要機身有改變就一定要通過風洞試驗，譬如F-18EF的機身是加長的。 大陸的J-10戰機也是一樣，服役後改進的工作一直在進行。

讀者在圖18看到的是J-10A。2009年04月，J-10B出廠了，見下圖。非常顯著的改變引發一陣轟動和熱烈的討論。

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圖26：J-10B

J-10B不是小修改，而是包括外型在內的巨大改進。看到沒有？J-10A進氣口上面的幾根“小棍子”已經沒有了。J-10B的外型非常漂亮，但是更重要的是性能，YST 個人認為J-10B 的性能超過美國最新型的F-16CD，是三代機中的佼佼者，部分跨入四代機（俄國所謂的五代機）。

J-10B 的主要改進如下：

            Ａ. 進氣道

進氣道的設計對高性能戰機非常關鍵，因為戰機在不同的高度、速度和姿態來飛行需要不同的進氣量進行燃燒，必須和發動機有緊密的配合才能得到最佳的燃燒效率，它直接影響飛機的動力，這不是一件簡單的事，搞不好甚至會造成發動機空中停車，這是非常危險的事，高空啟動發動機有高度風險，很多飛行員因此送命。

J-10B採用了最先進的DSI進氣道（又稱“蚌”式進氣道），見下圖。讀者在J-10B的進氣口上方可以清楚看到一個鼓包，那就是“蚌”式進氣道的設計。這個鼓包的形狀是可調節的，用來控制空氣的進口量。

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圖27：J-10B 的 DSI進氣道（又稱“蚌”式進氣道）

DSI進氣道有兩大好處：

a. 屏蔽了發動機的葉片，大大地降低了雷達截面和雷達特徵；

b. 節省了進氣道和機身的隔片，J-10B因DSI進氣道減重一百八十公斤。

DSI 進氣道是美國最早發明的，但是只用在F-35上而且是不可調的。中國立刻跟進而且將它發揚光大，成為可調的“蚌”式進氣道，提高了超音速飛行的效率。成都飛機設計公司已經把這種先進的進氣道成功應用在J-10、FC-1（「梟龍」）和J-20，比它的發明者，美國洛馬公司，有更多應用的經驗。


Ｂ. 有源相控陣雷達（Active Electronically Steered Array，簡稱AESA） 「有源相控陣雷達」一般被定義為四代戰機的標準配備，所以J-20一定會裝備有源相控陣雷達。

今天已經証實J-10B裝備了中國國產的相控陣雷達，顯然大陸計畫把這個先進的電子產品先在J-10B做實驗。

中國的周邊國家已經開始或即將換裝相控陣雷達，譬如法國的「陣風」、歐洲的「颱風」、俄國的蘇愷-35S、印度的蘇愷-30MKI、就連韓國的F-15K都計畫要換裝美國的有源相控陣雷達，而日本早在2000年就裝備了自己研發的有源相控陣雷達，這些3.5代（西方標準）或後四代（俄國標準）的戰機對中國構成威脅，無論是J-11B或J-10A的電子系統都面臨壓力，所以J-10B裝備了中國國產的有源相控陣雷達是很自然的事。 相控陣雷達是一個非常重要的電子設備，YST將在下一篇作專題討論。


Ｃ. 超音速巡航

大約一年前YST曾經看到報導J-10可以做短暫的超音速巡航（好像是15分鐘），YST猜想也許是試驗新研發的渦扇-10II（WS-10B）達到的。 不過中國大陸航空發動機的重點目標應該是「太行」，目前處於量產前關鍵性的最後試驗期間。近來「太行」發動機出現在越來越多的國產戰機上，甚至是特別強調安全的未來的艦載機J-15上，「太行」發動機的可靠性將一步步獲得提昇。 J-10B的空重只有8.6噸，如果裝備「太行」發動機肯定有能力進行超音速巡航。

Ｄ. 隱形

J-10B在外型上有顯著的改變，網上洩露的消息是RCS降低了一個數量級。其實J-10A在設計的時候已經有隱身的考量（譬如翼身融合），RCS不會超過3m2。如果J-10B的RCS降低了一個數量級，那麼它的RCS就應該在0.3m2左右。依照YST的定義，RCS小於1的戰機稱為隱形戰機，所以J-10B可以列入低端的隱形戰機了。

戊. J-10B將成為一個低端的五代機

2009年11月08日中國空軍副司令員何為榮在接受中央電視台訪問時透露，中國正“緊鑼密鼓”地研製第四代戰機，“可能很快要進行首飛，首飛又很快就進行試飛，很快就裝備部隊。根據現在的情況可能還有八到十年罷。” 這是解放軍重量級將領在國營電台發表的談話自然引起重視，中國的第四代戰機立刻引起熱烈討論，亞太的勢力平衡將被徹底打破云云，英國的【簡氏防務週刊物】根據模型甚至推測中國的新一代戰機隱身性能和綜合性能都將超越美國的F-22和俄國的Su-35。 中國大陸的武器研發一向行事低調，中國軍方歷來不喜歡說大話，竭力避免“中國威脅論”的出現。於是過了幾天空軍有關負責人就出來滅火，解釋說中國所謂的第四代戰機是殲-10的一種改良型。當時這番滅火的話引起不少大陸軍迷的失望。

今天看來上面的兩種說法都對，何為榮副司令員說的是J-20，後來空軍有關負責人說的是J-10B。 中國大陸的J-10就像美國的F-16，量產後的J-10每一批都不同，不斷地修改和演變進行性能提升，現在已經顯露的徵兆是J-10B將滿足「４Ｓ」至少成為一種低端的四代機（俄國定義的五代機）。

YST非常認同「成都飛機公司」這種做法，不追求極致性能，要求均衡發展，始終把價格控制在能夠持續生產的範圍，這才是正道。 追求戰機在某個特定方面的極致性能是非常不智的，譬如F-22在隱身能力上不顧一切的追求。戰機作戰不是一對一的單挑而是多方協同的作戰。如果中美真正打起來，在空中預警機、衛星和各種長程地面雷達支援的複雜環境下，昂貴的F-22A對上便宜的J-10B未必具有優勢，這要看雙方戰術的運用。面對J-20的情況，F-22A的優勢就更渺茫了。

有關戰術的使用我們將在下面兩篇有更多的論述。


  




（未完待續）



（十九）回答第一篇的七個問題

好了，經過八篇文章的論述，我們終於具備了需要的知識來回答本系列第一篇文章第二節所提出的七個問題。


甲. 問題一

隱形戰機的外殼真的很容易就設計出來嗎？


回答：不。

Ａ. 問題的原由

這個問題是由台灣「中國時報」酸溜溜的評論所引發的。故事的發展是非常典型的台灣反應表達非常典型的台灣心理，所以值得我們敘述原委。

1.大約2010年12月22日，網路上開始出現中國大陸隱形戰機J-20的照片，並傳出即將試飛的消息，中國的隱形戰機立刻成了非常熱門的話題。

2.2011年01月05日，中華民國國防部情次室次長沈一鳴在立法院接受立法委員林郁方的質詢，一場典型的“愛台灣”政治秀就展開了，這是一場非常政治正確的雙簧表演。


林郁方：是不是中共五代戰機？是不是在試飛階段？

沈一鳴：不是。

林郁方：所以你認為這照片是有問題的？

沈一鳴：是有問題的。

林郁方：不是中共五代戰機的照片？

沈一鳴：是的。就是以俄國新聞社公布的，中共在發動機、雷達、複合材料、航電裝備的科技水準還有待突破，我想這樣講委員應該非常清楚。

國防部表示，大陸的武器裝備一切盡在掌握中，對研發中的武器都有因應對策，並且會密切注意相關情勢的發展。


看到沒有？問問題的先把想要的答案說出來，然後回答問題的再打蛇隨棍上順著問話者回話，這不是唱雙簧是什麼？


沈一鳴也順便吹捧林郁方作為回禮，什麼叫做「委員應該非常清楚」？林郁方是文科生，在發動機、雷達、複合材料、航電裝備上林郁方還真的什麼都不懂，連邊都摸不著。林郁方在「國防委員會」做立委根本不適任。

3.2011年01月11日，J-20在成都眾目睽睽下試飛成功，當天胡錦濤主席當面親口向來訪的美國國防部長蓋茲証實。錄影帶傳遍國際網路，中共向全世界展示已經完全掌握這個新世代的戰機。

4.J-20張貼上天，胡錦濤証實，台灣民眾對國防部罵聲一片，中華民國國防部官員和唱雙簧的林郁方委員面子掛不住了。亂哄哄中輪到媒體來表演“愛台灣”了，由於台灣媒體的利益也是反中的（台灣沒有統派媒體），於是媒體就開始酸大陸的隱形戰機，其中最具代表性的就是「中國時報」，它的論點是：


大陸的科技很差，隱形戰機必須的強力渦扇發動機和先進的航電配備是解放軍最大的弱點，絕非短短五年、十年就一蹴可就的，但是要製造一個“看起來不錯”的隱形戰機的外殼，並不困難。

看到沒有？台灣先否認大陸有設計和生產隱形戰機的能力，等到大陸成功展示了這個能力就說大陸做到的那個部分其實不難，真正難的部分大陸還做不到。這是典型酸葡萄的心理和反應。

YST 先不談發動機和航電設備，就只談隱形戰機的外殼。

YST 首先要指出的是，「中國時報」的評論完全錯誤，剛好把話全部說反了。四代戰機最關鍵的部分不是發動機和航電設備而正是「隱形」。有趣的是，「隱形」的關鍵設計恰恰就是「中國時報」號稱“並不困難”的外殼，外殼至少佔整個「隱形」效果的九成。

「中國時報」的記者瞎說八道，輕是不懂裝懂，重是昧著良心說政治話，所以非蠢即騙。

YST 認為「中國時報」騙是真、蠢是假，道理很簡單，蠢是推卸欺騙讀者的責任最好的藉口，因為蠢是不違法的。


Ｂ. 設計戰鬥機的外型非常困難。設計飛機的外型從來不是容易的事，只要懂一點點科技的人都知道設計任何飛行物，不論是飛機、導彈還是太空船，都需要經過「風洞實驗」，這是設計過程中非常耗費人力、物力和財力的一個工程項目。

流體力學中的問題絕大部分在數學上是解不出來的（沒有analytic solution），更何況複雜的飛行體要建立數學模型談何容易，所以「風洞」就成為設計飛行體必不可少的工具。

「風洞」是一個可供吹風的長形的封閉通道。所謂「風洞實驗」就是把實際飛行體或它的模型放在「風洞」中吹風，然後觀察它形成的渦流對飛行體進行改進，這是今天設計飛行體必經的步驟。其實不只是飛行體，任何高速運動的物體在設計的時候都選擇透過「風洞實驗」來優化它的設計，譬如中國大陸高速鐵路的火車頭。

如果不做風洞實驗，除了不能預先發現飛行時可能會出現的問題同時也無法計算飛行體的阻力係數，於是一系列有關空氣動力的問題完全無法解決。想想看，連飛機的速度都無法準確估計還能設計什麼？

建立一個「風洞」實驗室不是一件簡單的事，相關的硬體與軟體都需要相當的科技基礎，耗資鉅大。「風洞」的修建通常不是一個，而是有大有小並且配合不同風速的「風洞」群。大的「風洞」可以放實體，小的「風洞」可以放縮小的模型。「風洞」有亞音速的、有超音速的、有高超音速的，供不同的飛行體進行實驗。

全世界有「風洞」實驗室的國家只有中、美、俄、歐。其中以美國、俄國和中國的「風洞」群種類最完善。歐洲的「風洞」散處多個先進國家，並不在一處。其他任何國家，譬如韓國與日本，設計飛行器的時候都要到國外的「風洞」吹風。

據YST所知，中國在抗日戰爭以前就曾經建立「風洞」，但是中國現代化的「風洞群」是在錢學森的指導下建立的，錢對中國的航太發展與設備有非常傑出的貢獻。錢學森何止是中國國寶級的科學家，他是全球流體力學的第三代掌門人，如果沒有政治因素，美國太空總署的Director非他莫屬。中國大陸在錢學森的指導下航太工業打下了非常堅實的基礎，特別是人才的培養，譬如中國今天衛星工程的總設計師孫家棟就是錢學森栽培的。大陸半個世紀所下的扎實功夫那裏是幾個台灣國防部的官員、爛記者和爛立委能瞭解的？


Ｃ. 設計隱形戰機的外型超級困難

飛機的外型設計固然困難，如果設計的是隱形戰機，那麼“外殼”的設計就更複雜和更困難了，其困難的程度增加不止十倍。為什麼？

答案是：隱形戰機外型的設計除了要經過「風洞實驗」還要經過RCS的「理論計算」和「實際測量」，這三件事都非常困難，都需要非常昂貴的設備和非常專業的知識，尤其是「理論計算」，它是阻擋隱形戰機設計最大的一塊石頭。

值得注意的是，這三件事是相互影響的，一動全都動，導致很多工作需要重新做一遍。普通戰機只做一件事，那就是「風洞實驗」；隱形戰機要做「理論計算」、「風洞實驗」和「實際測量」三件事，而且是密切相關和相互影響的三件事，它所引起的複雜和困難不是相加而是相乘，其困難的程度何止十倍。

隱形戰機的外型設計先是根據理論計算作出模型，然後再經過「風洞」吹風修改，最後是實際測量RCS畫出「閃爍圖」驗証理論數據。如果改動過多，上面的三個步驟就有必要重複。最後製造出真實的飛機還要重複做一遍，所以整個過程是非常繁複的。全世界能在國內完成整個過程的國家只有美國、俄國和中國。

所以，不誇張地說，隱形戰機的外型是超級計算機算出來的。

這就是為什麼第一代的隱形戰機是由多面體構成的，因為它最容易計算。

從第二代開始，計算的就是曲面了，但是只能計算非常簡單的曲面，所以只能設計不需要複雜機動能力的轟炸機。

隨著數學理論的突破和超級計算機的飛躍進步，工程師終於可以計算有許多複雜控制面的飛行體的RCS，這才有能力設計具有高機動能力的隱形戰鬥機，於是進入到第三代。

    今天中國的超級計算機世界第一、數學能力世界一流，沒有什麼數學計算問題是中國科學家無法勝任的，中國成為全世界第三個製造出第四代（俄國定義的第五代）戰鬥機的國家不是偶然、而是必然。其他的國家設計不出隱形戰機也是科技水平沒有達標下的必然。中國能夠跳過第一代和第二代直接進入第三代隱形戰機，那是因為中國在設計J-20的時候國產超級計算機的計算水平已經超過美國九０年代的水平，不需要走美國經驗的彎路。

「製造一個“看起來不錯”的隱形戰機的外殼，並不困難」是一句非常輕佻、完全不負責任的謊言。「中國時報」做這種沒有水準的報導非常愚蠢，說這種謊言則非常可恥，所以「中國時報」不是無知就是無恥。尤其刻意用謊言來貶低中國的科技成就，「中國時報」不配用中國的名號，應該自動改名。


乙. 問題二：J-20的隱身性能真的不如F-22嗎？

回答：J-20與F-22孰優孰劣眾說紛紜，每人一把號，各吹各的調。這是一個非常有趣的好現象--熱鬧。如果大家都一個說法就沒意思了。

Ａ. 主流說法

很多名人、專家和不知名的網友都說J-20的隱身性能不如F-22，這是主流看法。這些人中有一位台灣知名的軍事家宋兆文，他的理由非常有趣，他說一分錢一分貨，J-20的造價是F-22的四分之一，所以J-20的性能比F-22差遠了。宋兆文的說法過分輕佻，有失軍事專家的身份。其實價格與品質並沒有必然的關係，

YST舉個例子來証明。

包括美國在內的軍事專家都把J-10的性能定位在F-16CD的Block 52。F-16的製造都是一批一批的，每一批都稍有改進，Block 52是第52批，也是目前最新生產的一批。YST 個人認為J-10的性能要比F-16CD好，尤其是機動性比F-16CD高出一大截。F-16CD Block 52 的單價在六千萬至七千萬美元之間；J-10的單價不到四千萬美元。  J-10真是價廉又物美，物超所值。 F-16CD則是評價過高和售價過高。F-16CD評價過高是美國卓越的宣傳廣告形成的，外國並不服氣，尤其是歐洲。美國工業發展最大的困難和障礙不是國外的競爭而是國內的工會，如果你瞭解美國工會在軍事工業的霸道和囂張行為就知道美國軍火為什麼這麼貴了。F-16CD性能不如J-10但是售價幾乎是J-10的兩倍，「一分錢一分貨」的說法根本站不住腳。

  同樣地，用J-20價錢遠比F-22低判斷J-20性能比F-22差遠了是非常輕佻的說法。


Ｂ. 少數人唱反調

但是也有名人持與主流相反論調的。中國大陸著名的軍事專家宋曉軍就認為J-20比F-22先進。神話是慢慢破滅的。美國軍事科技的神話不再震懾大陸人心，至少一些大陸的軍事專家已經對F-22提出挑戰。

Ｃ. YST 個人的看法：對這個問題，YST 個人誠實的回答是不知道，同時也認為沒有人知道，連美國軍事專家也不知道，大家都是在猜。不過雖然是不知道，但是我們還是可以做一些知識性的比較、由此看出一些端倪來增加我們猜的信心。
    在「漫談隱形戰機（VII）」，我們談到設計隱形戰機的一般規則和隱形戰機的幾個重要部位。YST 個人認為大陸在計算機輔助設計（Computer Aid Design）和超級電腦的應用上是不在美國之下的，尤其是後者，中國數學家設計的平行計算要比美國先進不止一點。大家都是用超級電腦的計算來導出最佳RCS的曲率，美國並沒有優勢，20年前的美國更沒有優勢，所以J-20的外型設計應該和F-22在同一水平。

至於重要部位的一一比較，YST唯一沒有把握的是J-20的座艙蓋有沒有鍍金，這是絕對有巨大差異的。如果J-20的座艙蓋也鍍了金，那麼J-20的隱身性能應該和F-22在伯仲之間。

決定隱身性能的還有一個因素，那就是雷達吸波材料（RAM）。這方面YST不能評論，因為RAM是高度機密的，各國都有自己的竅門，大陸在納米材料的研究上很先進，追蹤先進國家的發展不遺餘力，RAM的成果沒有人能下定論。不過有一點值得注意，中共透過F-117A的殘骸取得F-117A的吸波材料，而且聽說F-22所用的RAM與F-117A是一樣的。如果這是真的話，F-22在隱身塗料上也不具有優勢。

網路上有一個非常流行的說法，那就是J-20的隱形不如F-22因為J-20的鴨翼（canard，也就是前翼）增加了雷達截面，甚至號稱美國航空界還有一個說法是「鴨翼最好的地方就是安置在敵人的戰鬥機上」。這種沒頭沒腦的流傳非常令YST困惑，連「漢和」的總編平可夫都這麼說，台灣的立委林郁方更是拿洋大人的這句話如獲至寶到處瞎嚷嚷來貶低J-20。

我們不禁要問：「鴨翼」真的破壞了J-20的隱身嗎？YST 的回答是：沒有。想想看，「鴨翼」是一個平面體，是最好的隱形體，第一代的隱形戰機就是這麼設計的，怎麼到了J-20身上就成了隱身破壞者了？

最簡單的物理學和幾何學告訴我們所有照射到平面的雷達波都反射到另外一個方向，除非「鴨翼」正好和雷達波垂直，而且即使發生這種情形回波也就是一閃而過。更何況「鴨翼」可以用透波材料來製造，如果「鴨翼」的轉軸部分用了金屬，那也不成問題，因為體積這麼小可以做成多面體降低反射面再塗上吸波材料，RCS的增加小到沒有影響。

事實上，大陸已經公佈 J-10的「鴨翼」和「腹翼」都是用複合材料製成的，這是透波材料，對RCS不造成任何影響，見下圖。

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2011-6-29 18:59 上传

圖23：J-10的「鴨翼」、「尾翼」、「襟翼」和「腹翼」是用複合材料

「鴨翼」的功用在改變空氣對機身所產生的作用力，這跟機翼上的襟翼的作用是完全一樣的。如果「鴨翼」破壞隱形，那麼襟翼也破壞隱形不能用，飛機沒有襟翼還能飛嗎？

「鴨翼」破壞隱形的說法屬於無稽之談，眾人以訛傳訛，尤其用來貶低中國就更賣力宣傳了，於是「鴨翼」好事變壞事。「鴨翼」在飛行上的好處是提供非常有效的上升力。空氣動力學的原理告訴我們飛機在飛行時升力中心會後移造成機頭下垂，普通飛機為了抵消這股下垂的力道就改變尾翼的角度也產生向下的力道來平衡機身，這跟蹺蹺板的原理是一樣的。讓我們回顧第六篇中一張F-22的圖片：

圖12：飛行中的F-22

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2011-6-24 15:10 上传

從上面這張照片我們清楚看到F-22左右各有一片襟翼向上翹，這就產生一股向下的壓力使機頭抬起來，不過這樣機身雖然平衡了但是免不了損失了一部分上升力。

但是如果飛機有了「鴨翼」，這個「鴨翼」就位於駕駛艙的下後方，稍微調節「鴨翼」的角度就可以產生更多的升力來抬高機頭而不是用下墜力來壓機尾。所以「鴨翼」比尾翼或襟翼對飛行更有效、更有好處，用飛機設計師的行話說就是裝有「鴨翼」的飛機上升係數更高。「鴨翼」在機動上的另一個好處是利用左右「鴨翼」的差動可以快速改變機頭的方向，這對近距離格鬥（「狗鬥」）非常有幫助。

其三，根據J-10首席試飛員雷強的評語 J-10做「眼鏡蛇動作」比Su-27更輕鬆，「鴨翼」在有效控制飛機姿態上肯定有很多好處。

    讓我們回到隱形問題。

沒有人同時看過F-22和J-20的「雷達閃爍圖」，大家都只能猜。在假設J-20的駕駛艙也鍍金的情況下，YST猜J-20與F-22的隱身性能在伯仲之間。如果讀者堅持要有一個數字說明，那麼YST猜無論是誰領先它們的差別不會超過3dB。我們老中謙虛為懷，所以YST就假設F-22的RCS比J-20低3dB，不過頂多也就是3dB。這是YST的 educated guess，純屬好玩，不負任何責任。

上接「漫談隱形戰機（IX）：回答第一篇的七個問題（上）」丙. 問題三





J-20的隱形設計是“山寨”F-22嗎？


回答：不可能。
  
有這種想法很自然，因為J-20的機頭正面看起來和F-22很像。事實上，已經出現的四個隱形戰鬥機它們的機頭長得都一個式樣。這並不奇怪，第七篇文章我們說過這種上下兩個略扁的半橢圓錐形合成體是雷達隱形的最佳設計，這是由物理性質決定的，誰來設計都一樣。就像隱形護衛艦的樣子都差不多，艦身下體外傾、艦身上層建築稍微內傾，於是在船舷處形成一條明顯的折線，第六篇中法國的拉法葉護衛艦（圖07）和中國的054A護衛艦（圖08）都是設計成這樣，其他國家的隱形護衛艦也是一樣。其實這條「折線」和四個隱形戰鬥機機頭和機身上的「折線」，它們的設計原理是完全一樣的。

不過四個隱形戰鬥機形狀雖然相似但是細節是不同的。這就像不同種類的老鷹長的樣子都差不多是同樣的道理，因為牠們是那個空間能夠生存的最佳造型，換句話說，如果不是那樣的造型就被自然淘汰了（達爾文物競天擇的進化論）。

每個國家研發的電子儀器不同、發動機不同、武器系統不同、作戰思想不同、作戰任務不同，所以同樣是隱形戰鬥機它們的外型是不可能完全一樣的。對雷達波來說，由於波長非常短，譬如X波段的波長只有三公分，只要機身稍有改變，譬如改變超過波長的十分之一，也就是三毫米，所產生的RCS就可能有顯著的不同，所以必須各自進行理論計算。想想看，這麼多歐美專家看了數不清的J-20照片，結果連J-20大致的長度都搞不定。誰有這個本事單看照片沒有實際測量就能夠“山寨”別人的飛機而且做到毫髮不差？

所以隱形戰機的外型設計都是各算各的，算出的最佳曲率是多少就是多少，這是“山寨”不來的。F-35也不能“山寨”F-22，因為它們的戰術任務不一樣、體型不一樣、所以一切都需要重新計算。

丁. 問題四  

J-20的隱身性能好過美國的F-35或俄國的T-50嗎？

回答：很可能。

Ａ. 技術上的判斷

有些美國的軍事家評論J-20的隱身性能在F-22與F-35之間，YST 認為這雖然也是猜測但是有支持它的理由。首先，J-20的座艙罩是整體單一氣泡，這一點的確要優於F-35 與T-50。整體單一氣泡不但視界比較好，而且雷達截面也比較小，這兩項好處是肯定的。我們進一步假設J-20的座艙罩是鍍金的而F-35與T-50都沒有，J-20的隱身性能好過 F-35與T-50就更加肯定了。其次，T-50隱身最大的缺點在進氣口，見下圖：

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2011-6-29 19:06 上传

圖24：俄國T-50隱形戰鬥機的進氣口，發動機的葉片清晰可見。


我們從上面這張照片可以清楚看到T-50發動機的葉片，這對隱形戰機來說是非常嚴重的事情，幾乎可以說是致命的。就憑這一點，T-50正前方的隱形性能肯定是目前所有隱形戰機中最差的。YST不敢相信俄國工程師居然沒有採取Ｓ進氣道。據說是因為俄國工程師為了發動機的緣故必須繼承Su-27進氣道的設計，沒法採取Ｓ進氣道，YST不能瞭解這些細節和理由。不管怎麼說，T-50的設計讓發動機的葉片暴露是一大敗筆，這在比較先進的三代戰機都已經避免了，因為「噴氣發動機調頻」（Jet Engine Modulation）在雷達設計理論中早就是透徹瞭解的一件事。

Ｂ. 政治上的判斷

上面所說是從技術上判斷J-20的性能高於F-35和T-50。


下面我們要說的是，從政治上判斷J-20的性能也會高於F-35和T-50。

對美國而言，F-35是大量外銷的機種，美國自然不願意把它設計成能力所及的「最佳設計」（state of the art），一方面也是為了降低成本。F-35在隱形功能上自然向下調整。對於俄國而言，T-50是與印度聯合研發的，這情形跟F-35又大不相同了，俄印在T-50是合作關係而非外銷關係。俄國需要印度提供的資金，印度需要俄國的技術，理論上雙方是平等的。不過出技術的可以使詐，出錢的則不能，實際上印度處於非常被動的地位。印度在航空工業上的能力和中國有很大的差距，中國在研發四代戰機（俄國定義的五代機）之前已經獨立研發出J-10、FC-1和JH-7等優秀的三代戰機，而印度的輕型戰機LCA搞了三十年最後是用政治高壓強迫軍方接受，和「阿瓊」坦克一模一樣，是非常失敗的例子。印度在本身研發能力嚴重不足的情形下和俄國共同研發五代機是沒有什麼討價還價的能力的，錢照樣出，俄國給甚麼設計印度就接受甚麼，你想想，俄國會使出看家本領嗎？以過去的歷史來看，俄國不可能拿出最好的東西和印度分享，印度出再多錢也是個凱子。YST認為俄國在研發過程中必定會留一手，然後把印度送來的錢研發出來的最好的技術用來設計另一型自用的隱形戰機，把次等技術用在T-50。基本上，T-50不過是一款「釣魚機」讓印度來送錢。

從政治上來分析，T-50一定是個次級貨，比F-35還次同樣地，F-35也是個次級貨，不過購買者有很多是工業先進的國家，不是印度這樣傻傻的凱子，所以美國拿出來的貨色不會太差，也不敢太差，否則像英、德、日這樣在航空和傳統科技上的先進國家不會接受。

有一點我們必須注意，美國以往賣給盟國的戰機和本國使用的有所不同，至少在雷達和發動機上都不一樣。我們合理地推測美國自用的F-35要比盟國的F-35性能要高，高多少就不知道了。不過隱形的能力主要在外型，美國如果要在隱形上內外有別只能在塗料上做手腳了。

從技術和政治的雙重考慮，YST對問題四的回答是相當肯定的“是”。

Ｃ. 閒話

如果美國軍事家也認為J-20的隱形優於F-35，這就間接証實「鴨翼」對隱形並無不良影響。咦，美國軍事專家都說了J-20的隱身性能在F-22與F-35之間，美國既然聲稱F-22 是彈珠（直徑1.1公分）、F-35是高爾夫球（直徑4.4公分），中國自然可以理直氣壯號稱 J-20是乒乓球（直徑3.3公分）。要吹大家吹，要學老美用最簡單的形像吹來達到家喻戶曉的程度，嚇壞台獨份子還有那個道聽途說、奉美國人的話為聖旨的林郁方委員。


戊. 問題五

J-20的成軍還早得很嗎？

回答：不會。

種種跡象顯示 J-20將在2017年成軍，最晚也不會超過 2019年。J-20的測試飛機將會有好幾架，可以同時進行好幾種測試項目，譬如雷達的測試和飛行包線的測試會同時進行。事實上，YST記得美國前國防部長蓋茲曾經公開表示憂慮J-20的成軍有可能會比F-35早一年，這樣美國就麻煩了。YST認為這個可能性很小，雖然YST從來就不看好F-22，因為它小毛病太多。YST猜想蓋茲也不看好F-22，所以急著盼望 F-35早日成軍。大陸的發展速度一向超乎西方的想像，如果J-20在2015年成軍YST也不奇怪。其實J-20成軍是早是晚都在中國自己的控制中，外人無從置喙，想想看，台灣只能乾著急，早一點晚一點對台灣有什麼不同？台灣巴望大陸的J-20越晚成軍越好、號稱J-20距離成軍還早得很，這是一種自欺而不能欺人的自我安慰之言，非常沒有出息。在資訊如此發達的時代，這種丟臉和沒出息的話台灣的國防部還是少說為妙，況且也不合「料敵從寬」的軍事指導原則。台灣人要有奮發圖強的精神，可以被打敗，但是不能做阿Ｑ。如果被打敗是一種恥辱，那麼阿Ｑ就就是在還沒有被打敗前就已經被人看不起了。我們必須指出國防部這種不健康的心態，這是最丟臉和最被人恥笑的事。林郁方委員和國防部官員這種「阿Ｑ愛台灣」其實是最害台灣的。

己. 問題六

台灣真的有神奇的磁性粉末可以破解J-20嗎？

回答：這不像是個科技的問題，而是一個耍寶作秀的問題，所以有點好笑。

首先讓我們回顧這個問題是那裏來的。2011年01月05日，中華民國國防部在立法院作証網路上流傳的J-20照片是假的、電腦合成的。六天後，J-20成功試飛，胡錦濤當面親口向來訪的美國國防部長在蓋茲証實。中華民國國防部臉上掛不住，第二天（2011年01月12日），國府空軍上校宋兆文在電視上評論大陸和美國的隱形戰機，他提出兩點把J-20大大貶低：

1. 一分錢一分貨，J-20的造價家是F-22的四分之一，所以比F-22差遠了；

2. 台灣中科院研發出一種磁性粉末可以破J-20的隱形但不能破F-22的隱形。

YST對宋兆文的印象一向挺好的，因為他自認是中國人，有民族認同感。不過他這兩個論點不像是軍事專家說的話，倒像是政治正確下的無奈之言，是「愛台灣」的政治表演秀。

第1點在問題二已經回答了，第2點在此回答。

首先，飛機用到鋼鐵的地方非常少，大概一成多一點而且都在內部（譬如蘇式戰機駕駛座的後背都有鋼板保護駕駛員，中國戰機秉承蘇聯傳統很可能也這麼做），第四代戰機使用鋼鐵尤其少，用在蒙皮上是零。YST不知道中科院發明的「磁性粉末」是不是真的可以粘在J-20的機身上。

其次，使用「磁性粉末」的時機和地點怎麼決定？如果撒了「磁性粉末」，中共的戰機來不來還不一定，那個空域就已經變成雷達盲區了。

其三，大陸可以用來攻擊台灣的機場非常多，中共的現代戰機航程都很大，可以從各個角度發起攻擊，台灣是否要長期把「磁性粉末」從台灣頭灑到台灣尾構成寬一公里、高12公里、長五百公里的一堵牆？台灣有這個作業能力和後勤能力嗎？

這個撒「磁性粉末」有點像老鼠給貓掛鈴鐺，看似一個好點子，其實很難執行，所以有點好笑。這是一個政治正確的笑話。


庚. 問題七

天弓三型配合一個好的雷達真的可以反制J-20嗎？

回答：這是說了等於沒說的廢話。

2011年03月21日，中華民國國防部長高華柱表示，中科院天弓三型飛彈系統目前正在測試中，只要有好的雷達系統，應該足以反制中共殲-20戰機。高華柱的說話是非常有技巧的，他把讀者關注的重點引到台灣自行研發的天弓三型飛彈上，其實「天弓三」並不是重點，真正的重點在「有好的雷達系統」，因為如果沒有「好的雷達系統」任何飛彈都是瞎子什麼也打不到。但是「好的雷達系統」根本就不在國軍的掌握之中，高華柱甚至不知道這個「好的雷達系統」是否存在，後面的「足以反制殲-20」就成了一句空話。高華柱的話說了等於沒說。想想看，什麼叫做「只要有好的雷達系統」？「隱形戰機」最重要的功力和最關鍵的價值就在擊敗敵人的雷達系統，在敵人的雷達系統探測到自己之前就發射精確制導炸彈，然後逃之夭夭，神不知鬼不覺。「只要有好的雷達系統」意思就是我的雷達系統可以打敗隱形戰機，能夠在隱形戰機還在很遠的距離就探測到它，在隱形戰機還沒有發射武器以前我就發射地對空導彈消滅它。你想想，高華柱已經把結論作為前提假設了，這不是說廢話嗎？

我們再想想，「天弓三型」的技術來自美國，它的功能不可能超過美國研發的「愛國者」，給「天弓三型」配套的雷達系統肯定也來自美國而且不可能超過「愛國者三型」配置的雷達。如果「天弓三型」配美國雷達能有效對付殲-20，那麼美國國防部長蓋茲也沒有什麼好緊張的了。高華柱說的是政治正確但沒有意義的廢話，也叫「官話」，能夠當上大官的都精於此道。

好了，第一篇文章中的七個問題我們已經很輕鬆地全部回答了。

你看，無論是軍事專家蒙人吹牛的話、政客們政治正確騙選票的話、網友們以訛傳訛的糊塗話、高官們沒有意義的官話、還是高人們真金白銀的老實話，我們現在都能一一分辨和從容分析。為什麼？

因為我們對隱形戰機的科技基礎有了清楚和正確的認知。我們已經証明這其實一點兒都不難，你不需要懂得高等數學、不需要是任何方面的科技專家、只需要有基本常識、少許的好奇心和一點點想像力就夠了，不是嗎？

但是我們的話題還沒有完。隱形戰機是一個革命性的武器，國家耗費這麼多的錢弄出這個玩意兒到底要做什麼？能有什麼好處？值那麼多錢嗎？所以我們還得談一點有關隱形戰機的戰術和戰略的問題來結束這個話題，一切都需要回歸政治。軍事是為政治服務而政治是為經濟服務的，精明的政治家絕不會打虧本的仗。


二十）風洞

甲. 風洞的發明和應用

飛機設計有一個非常重要的設備，那就是風洞。隨著飛機的速度越來越高，還有導彈和太空船加入飛行的行列，風洞就成了設計飛行物必不可少的設備了。 世界最早的風洞是英國人在1871年建造的，但是飛機的發明人卻是美國的萊特兄弟。萊特兄弟在1901年建造了一個風速每秒12米的風洞，用它做實驗發明了世界上第一架飛機。但是真正有系統地建造大量風洞的是德國人。 1907年，德國的哥廷根大學成立了「哥廷根空氣動力實驗院」，這個實驗院的創辦者和主持人就是後來赫赫有名的普朗特教授（Ludwig Prandtl，1875~1953）也是流體力學的奠基人，被稱為「現代流體力學之父」。普朗特認為研究空氣動力學必須做模型實驗，於是在1906年建立德國的第一個風洞。接著在普朗特的領導下，德國耗費鉅資建立了一批低速、高速、超高速和特種風洞。

普朗特善於觀察同時也善於分析，成就他非常傑出的學術能力和學術貢獻。普朗特的直觀洞察能力使他深入瞭解物理本質，然後他傑出的分析能力再把物理本質用數學方程式概括出來，這樣結合了物理性質和數學理論就奠定了流體力學的理論基礎。當時的德國在流體力學，特別是空氣動力學上領先世界。根據這些紮實的理論基礎和風洞實驗，德國製造了V1和V2火箭還有世界第一個噴氣發動機。

乙. 中國的風洞設備

普朗特教育了一批高徒，其中一位傑出者叫馮卡門（Theodore von Karman，1881~1963），是流體力學的第二代掌門人。馮卡門也教育了一批高徒，其中一位傑出者叫錢學森，是流體力學的第三代掌門人。 不過中國的第一個風洞不是錢學森建立的，而是清華大學在1936年自行設計的，直徑1.5。 1936年，清華大學在南昌建造了直徑4.5米的風洞，最大風速達到每秒58米。 1947~1948年，清華大學在北平建造了橫切面為橢圓形（0.762米x1.016米）的鐵殼風洞，風速每秒40~50米。

想想看，上個世紀的三０年代和四０年代中國是在戰亂中掙扎，但是即使在如此艱苦的環境中我們的科學家仍然努力從事尖端研究，並沒入忘了知識分子對國家的責任。

新中國成立後，在錢學森的指導下建立了一批現代化的風洞群，高速攝影機、高速計算機、各種應用軟體等等現代化的設備一步步成套地建立。根據新華社2006年的報導，中國建成各類風洞一百四十餘座，在風洞試驗、數值計算、模型飛行試驗等領域取得長足進步，空氣動力學的設備、技術和人才均跨入國際先進行列。 2008年11月13日，中國空氣動力研究基地慶祝40周年，在紀念大會上基地負責人王希山介紹，該基地擁有52座風洞，是亞洲最大的風洞群，其中有八座屬於世界領先。風速從低速、高速、超高速構成銜接，能夠進行從低速到24倍音速，從水下、地面到94公里高空，覆蓋氣動力、氣動熱、氣動物理、氣動光學等領域的空氣動力實驗能力。研究的課題從各型戰機、神州系列飛船、「和諧號」高速列車、還有上海三百多米高的東方明珠塔等等。

設計和建造風洞不是一件簡單的事，低速的風洞可以用風扇吹，超音速的風洞就需要用壓縮空氣了，實驗的時間只有幾秒甚至幾毫秒，困難的程度遠非一般人能想像。 中國的風洞群完善的程度世界第三、亞洲第一，僅次於美國與俄國。 美國與俄國的優勢是風洞的直徑很大，可以把整架飛機放進去。

風洞設備耗資巨大，風洞實驗也耗資巨大，尤其電力的消耗是非常驚人的。風洞的建立百分之百是為了設計飛行器的外型，風洞實驗是設計任何飛行器的必經過程。 譬如美國「哥倫比亞號」太空梭的外型設計在風洞實驗上就超過三萬小時，美國為了計算F-22菱形機身的空氣阻力係數進行了二十二種不同的風洞檢測。想想看，這得花多少時間和金錢。 中國的神州飛船和J-20戰機也是一樣，單是風洞實驗就是一個巨大的工程。 對隱形戰機而言，風洞實驗尤其重要，因為有些隱形的設計是以犧牲氣動性能為代價。

設計隱形戰機的外殼形狀過程非常複雜，需要耗費極大的人力和物力，絕不是一件簡單的事，也絕不可能“山寨”別人的成品。隱形戰機的設計必須腳踏實地從理論計算、風洞實驗、暗室測量反覆進行，一步都不能少，並且要留下詳細記錄。如果過程中有任何馬虎，那麼當飛機製造出來試飛出現問題的時候，很可能連問題的源頭都找不到，這還怎麼解決？

丙. J-10的例子

飛機是一個外形複雜的物體，它在高速飛行時所產生的種種問題非常複雜，不可能有理論模型，「風洞實驗」可以解決大部份的問題，但是仍會有漏網之魚。譬如中國J-10戰機即使經過無數次的「風洞實驗」，在試飛的時候發現機頭部分有震動的情形，是「風洞實驗」沒有看到的。最後解決的方法是在進氣口和機頭下方用六個“小棍子”連在一起（見圖25）。

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2011-6-29 19:23 上传

圖25：J-10A

大陸很多網友最初以為六個“小棍子”是因為機身結構不夠堅固所採取的加強措施，台灣也有網友也跟著發出惡意的批評說J-10的結構有問題。後來發現這些“小棍子”其實是方向不同的薄片，它們的作用不是加固結構而是改變氣流的方向，避免引起共振。這個實際例子告訴我們設計戰鬥機的外型是一個非常細緻和困難的工作，即使經過風洞實驗也會有未發現的問題。

丁. J-10B 的誕生

任何戰機都是不斷改進的，譬如美國的F-18從AB型到CD型再到EF型，價錢也不斷地攀升，最新的F-18EF價格接近一億美元。每次改進只要機身有改變就一定要通過風洞試驗，譬如F-18EF的機身是加長的。 大陸的J-10戰機也是一樣，服役後改進的工作一直在進行。

讀者在圖18看到的是J-10A。2009年04月，J-10B出廠了，見下圖。非常顯著的改變引發一陣轟動和熱烈的討論。

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圖26：J-10B

J-10B不是小修改，而是包括外型在內的巨大改進。看到沒有？J-10A進氣口上面的幾根“小棍子”已經沒有了。J-10B的外型非常漂亮，但是更重要的是性能，YST 個人認為J-10B 的性能超過美國最新型的F-16CD，是三代機中的佼佼者，部分跨入四代機（俄國所謂的五代機）。

J-10B 的主要改進如下：

            Ａ. 進氣道

進氣道的設計對高性能戰機非常關鍵，因為戰機在不同的高度、速度和姿態來飛行需要不同的進氣量進行燃燒，必須和發動機有緊密的配合才能得到最佳的燃燒效率，它直接影響飛機的動力，這不是一件簡單的事，搞不好甚至會造成發動機空中停車，這是非常危險的事，高空啟動發動機有高度風險，很多飛行員因此送命。

J-10B採用了最先進的DSI進氣道（又稱“蚌”式進氣道），見下圖。讀者在J-10B的進氣口上方可以清楚看到一個鼓包，那就是“蚌”式進氣道的設計。這個鼓包的形狀是可調節的，用來控制空氣的進口量。

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圖27：J-10B 的 DSI進氣道（又稱“蚌”式進氣道）

DSI進氣道有兩大好處：

a. 屏蔽了發動機的葉片，大大地降低了雷達截面和雷達特徵；

b. 節省了進氣道和機身的隔片，J-10B因DSI進氣道減重一百八十公斤。

DSI 進氣道是美國最早發明的，但是只用在F-35上而且是不可調的。中國立刻跟進而且將它發揚光大，成為可調的“蚌”式進氣道，提高了超音速飛行的效率。成都飛機設計公司已經把這種先進的進氣道成功應用在J-10、FC-1（「梟龍」）和J-20，比它的發明者，美國洛馬公司，有更多應用的經驗。


Ｂ. 有源相控陣雷達（Active Electronically Steered Array，簡稱AESA） 「有源相控陣雷達」一般被定義為四代戰機的標準配備，所以J-20一定會裝備有源相控陣雷達。

今天已經証實J-10B裝備了中國國產的相控陣雷達，顯然大陸計畫把這個先進的電子產品先在J-10B做實驗。

中國的周邊國家已經開始或即將換裝相控陣雷達，譬如法國的「陣風」、歐洲的「颱風」、俄國的蘇愷-35S、印度的蘇愷-30MKI、就連韓國的F-15K都計畫要換裝美國的有源相控陣雷達，而日本早在2000年就裝備了自己研發的有源相控陣雷達，這些3.5代（西方標準）或後四代（俄國標準）的戰機對中國構成威脅，無論是J-11B或J-10A的電子系統都面臨壓力，所以J-10B裝備了中國國產的有源相控陣雷達是很自然的事。 相控陣雷達是一個非常重要的電子設備，YST將在下一篇作專題討論。


Ｃ. 超音速巡航

大約一年前YST曾經看到報導J-10可以做短暫的超音速巡航（好像是15分鐘），YST猜想也許是試驗新研發的渦扇-10II（WS-10B）達到的。 不過中國大陸航空發動機的重點目標應該是「太行」，目前處於量產前關鍵性的最後試驗期間。近來「太行」發動機出現在越來越多的國產戰機上，甚至是特別強調安全的未來的艦載機J-15上，「太行」發動機的可靠性將一步步獲得提昇。 J-10B的空重只有8.6噸，如果裝備「太行」發動機肯定有能力進行超音速巡航。

Ｄ. 隱形

J-10B在外型上有顯著的改變，網上洩露的消息是RCS降低了一個數量級。其實J-10A在設計的時候已經有隱身的考量（譬如翼身融合），RCS不會超過3m2。如果J-10B的RCS降低了一個數量級，那麼它的RCS就應該在0.3m2左右。依照YST的定義，RCS小於1的戰機稱為隱形戰機，所以J-10B可以列入低端的隱形戰機了。

戊. J-10B將成為一個低端的五代機

2009年11月08日中國空軍副司令員何為榮在接受中央電視台訪問時透露，中國正“緊鑼密鼓”地研製第四代戰機，“可能很快要進行首飛，首飛又很快就進行試飛，很快就裝備部隊。根據現在的情況可能還有八到十年罷。” 這是解放軍重量級將領在國營電台發表的談話自然引起重視，中國的第四代戰機立刻引起熱烈討論，亞太的勢力平衡將被徹底打破云云，英國的【簡氏防務週刊物】根據模型甚至推測中國的新一代戰機隱身性能和綜合性能都將超越美國的F-22和俄國的Su-35。 中國大陸的武器研發一向行事低調，中國軍方歷來不喜歡說大話，竭力避免“中國威脅論”的出現。於是過了幾天空軍有關負責人就出來滅火，解釋說中國所謂的第四代戰機是殲-10的一種改良型。當時這番滅火的話引起不少大陸軍迷的失望。

今天看來上面的兩種說法都對，何為榮副司令員說的是J-20，後來空軍有關負責人說的是J-10B。 中國大陸的J-10就像美國的F-16，量產後的J-10每一批都不同，不斷地修改和演變進行性能提升，現在已經顯露的徵兆是J-10B將滿足「４Ｓ」至少成為一種低端的四代機（俄國定義的五代機）。

YST非常認同「成都飛機公司」這種做法，不追求極致性能，要求均衡發展，始終把價格控制在能夠持續生產的範圍，這才是正道。 追求戰機在某個特定方面的極致性能是非常不智的，譬如F-22在隱身能力上不顧一切的追求。戰機作戰不是一對一的單挑而是多方協同的作戰。如果中美真正打起來，在空中預警機、衛星和各種長程地面雷達支援的複雜環境下，昂貴的F-22A對上便宜的J-10B未必具有優勢，這要看雙方戰術的運用。面對J-20的情況，F-22A的優勢就更渺茫了。

有關戰術的使用我們將在下面兩篇有更多的論述。


  




（未完待續）