转贴：【中华军备】隐龙天书----歼20和它的伙伴是如何练 ...

十二 兔子的奋斗（四）

  
    由于在一年前对垂尾和腹璞一笔带过，需要好好说说。

  
    全动垂尾

  
    战斗机的垂尾起横向控制作用，平尾起纵向控制作用，一般来说，大面积单垂尾在三代机比比皆是。但是在四代机已经不见踪影。由于反射雷达波至另外角度的需要，垂尾必须倾斜，单垂尾倾斜以及不规则布局早有探索，但是毕竟不是主流，因此唯有双垂尾才能做到这一点。而向内倾斜不利于后机身空间，可能造成后部气流干扰。所以四代机清一色外倾，倒并不是抄来抄去。

通用动力在ATF的方案，1980年代，无平尾，本来采用小面积双垂尾作用，但是上表面涡流整理实在困难，所以干脆采用了大面积的单垂尾----有点像LCA，印度在1990年代中期的中型隐身方案MCAC像LCA的双发放大版，只不过没有垂尾，沾沾自喜宣传了许多年，考虑到生产F16,和F22主要机体的通用动力都不敢轻言无垂尾，真是让人无语。

  
    但是第四代战机的大迎角能力要求巨大，在1980年代，洛可希德公司依然按照当时的思路来解决。由于大迎角时，战机垂尾横向稳定控制能力下降很大，所以美国F22采用高耸大面积的垂尾，但是对于隐身和重量，阻力都是不利的。中俄采用了全动垂尾的做法，许多人YY：老美震惊等等，另一部分人则因为美国F22没有采用而对此表示怀疑，这都很让人无语。

  
    F22的平尾也是全动的，而鸭翼本身就是全动的，从控制的角度讲，全动垂尾与前者一样没有什么难点，主要在于纵向和横向，以及对灵敏度放大到何种程度。F22由于要为向量推力系统提供保证，大面积全动平尾来提供纵向大的扭矩，保证推矢失灵后的安全兀余，以及达到相似的控制能力。

F22的平尾是大面积的全动平尾，而尾翼是大面积高耸的垂尾，这也是设计的妥协。

  
    从工程角度理论上说，全动垂尾与鸭翼和全动平尾控制一样没有难点，关键在于气动下的控制量和灵敏度。

     F22的尾翼高耸，它依靠推矢和大面积全动平尾加强大迎角和超音速纵向控制能力，同时推矢能减轻平尾负担，加强了其滚转能力，垂尾就用相对简单思路，高耸的大面积尾翼在于保持大迎角飞行的横向偏航能力。原来的垂尾更大，YF23到F22近乎缩小了20%面积。

  
    F22高耸的大面积尾翼保持大迎角飞行的横向偏航能力，但是有一些问题，本人推测，虽然F22对脱体涡的依赖不如歼20那么大，但是脱体涡可能对那对大外倾双垂尾也产生向下力矩的副作用----关于歼20马上要谈到, 好处是大外倾双垂尾对涡流有一定的整理作用，同时在爬升时，向下力矩可以"压“机尾，让前部抬起来，从而加强大迎角能力，但是却影响后部的升力，“抬”的能力被减弱，对低头能力有更大的削弱。当然，这只是本人一种推测。

  
    美国人其实在1980年代选择了成熟的技术，他们绝非没有能力采用全动垂尾，只不过当时对F22采用简单的思路，之后的战机采用新的思路罢了---中俄现在也这样研究着，美国人早就想把垂尾和平尾去掉一个，早在1970年代就开始大量的研究，YF23就是想将平尾与垂尾的功能综合到一个双外倾副翼上，只不过当时难以达到高机动的要求。不过这属于未来的趋势。

YF23其实也采用了全动垂尾，不过面积很大，诺斯罗普公司无疑想设计一款更重视隐身的战机，它想减少副翼来减少对于长波雷达的反射特性，所以采用了无平尾布局---减少了一个主要控制面，它的大面积全动垂尾起横向和纵向偏航作用，还有升力，从这个意义上说，诺斯罗普公司看到了无平尾的纵向扭矩的不足，采用了更进一步的思路：用外倾的全动双垂尾同时起垂尾和平尾的作用。但问题是，大面积全动垂尾对纵向和横向的负担有点过重，在大迎角时，传统平尾和垂尾的效率减少，负担加重，YF23能达到比YF23更好的超音速和爬升能力，但是机动能力实在难以提升。理论上，推力矢量可以减少YF23全动垂尾的负担，但是从安全兀余度和推力矢量失灵时保证相似的飞行特性来说，YF23的大面积全动垂尾实在难以令人完全放心。事实上，YF23的喷口也确实只有遮挡能力，却没有推矢能力。这一点，诺斯罗普公司自己可能心里也不放心。

  
    由于不需要提供纵向扭矩，歼20是小面积全动垂尾。对于中国歼20来说，根据气动试验，出现一个问题，由于气流从机身后表面流过，双垂尾具有一定的负升力作用。研究指出：在迎角24度，侧滑角0度，两侧垂尾安装位置出现了气流的各15度的局部侧滑角，由于垂尾也有一定的后掠角，结果在后掠角大的垂尾外侧产生了强烈的脱体涡，这样，外侧脱体涡存在变成一个低压地带，而局部侧滑角作用在垂尾内侧堆积，却形成了高压区。

  
    压力作用在向外倾斜的尾翼，正好形成了向下的负升力。而两垂尾的高压区作用在后机身，也形成了负升力，结果是在机身后部增加了一个”压”的力矩，在机身整体形成一个抬头力矩。这样似乎增加了大迎角能力，实际对飞机控制带来了负面影响。同时双垂尾间的高压区对前缘脱体涡产生了逆压，破坏了整体耦合作用。同时，在0度时垂尾已经由于高压区和负升力高度受载，迎角侧滑时候，战机不仅依靠鸭翼差动，还要依靠垂尾。而此时垂尾已经高度受载，难以提供横向作用，垂尾的偏航与滚转效率会有所下降。

  
    当然，T50也可能存在这一问题，而F18的双外倾垂尾不但可以整理涡流，还可以利用垂尾动作加强负升力，增大航母起降性能。F22可能不存在大的后机身气流的侧滑角问题，但也会有一定影响。

  
    在某种意义上说，通用动力出现过的问题也出现在了成飞上---虽然表现大有不同，成飞的布局经过潜心研究十几年，影响比较小也可以解决。

  
    （补：升力体边条翼鸭布局战机涡流总会造成一些问题，不过也有别的好处，经过气动分析，大迎角飞行时，升力体边条翼鸭布局战机升力主要集中在机身和内侧机翼，因此对于主翼可以减小展弦比，最大升力系数反而有上升的趋势，对于超音速性能也有了提升，所以歼20与F22，T50一样，具有了中等后掠角与小展弦比主翼特征。）

  
    采用无垂尾是一个好的思路，但是无垂尾现阶段难以达到四代横向偏航控制能力的需要，如采用通用动力的思路，那么大面积单垂尾实在难以令人满意，如果采用内倾双垂尾，仅从空间上说就不理想。成飞采用小面积全动鸭翼，可以在下部造成缝隙，使气流泻出，同时将影响后机身的向下不良力矩影响到最小。这就是采用小面积全动垂尾的主要原因，它能够将不良影响放小，保持大面积垂尾的控制效率的效果。

外倾腹璞

  
    成飞的歼20腹璞一直为许多人所诟病，不过歼20的俯璞设计本身服从反射方向的约束，虽然有一定的影响但是依然可以接受，处理原则可以用复合材料，反射雷达波至固定角度等，处理比鸭翼简单的多，侧后部的雷达反射波与红外追踪本身由于飞机的速度及机动就追踪比较困难，所以歼20与T50，F35都只做了适当处理，只有F22因为当时的战略做了严格要求。

  
    腹璞的存在是由于大迎角上升阶段，垂直尾翼的偏航稳定性急剧下降，设置来弥补横向的偏航稳定性，F22的硕大面积尾翼就是为此存在的，而歼20与T50没有采用该做法，改用小面积全动垂尾来减少负升力，来保持类似大面积垂尾的效果。不过，小面积的全动垂尾虽然基本能保证大迎角横向偏航能力，但还是不太令人放心。

  
    F22，歼20与T50都可以通过翼尖的差动来加强横向偏航的控制能力，但不起主要作用。

  
    T50可以差动前边条来加强大迎角的偏航稳定性，同时下部的双发空隙以及后机身的尾椎对涡流有整理作用(歼20弯曲进气道设计，以及面积率要求。造成了后机身的紧凑，难以用这种思路）。

  
    而歼20可以差动鸭翼来加强大迎角的偏航稳定性----因为边条固定，成飞设计人员显然想利用付璞来增加保险，鸭翼差动，主动控制、调整两侧鸭翼涡体系的强弱，保证大迎角状态下的稳定性----由于歼20增加了前鸭翼涡与边条涡发生耦合作用，可能不得不依然保持付璞保证偏航能力。歼20浑身上下是另类与创新，只有付璞似乎让人回到了过去，但是T50的尾椎使后部隐身糟糕，进气道直通也造成前部的问题。而F22的大尾翼也有气动和增加RCS的烦恼，设计就是矛盾和妥协，谁也别想跳出这个圈子。

                             
F22用大面积垂尾来保证大迎角的横向偏航能力。 T50可以差动前边条来加强大迎角的偏航稳定性，同时双发之间的凹腔可以“兜”住气流，造成升力体，同时可以整理气流，及后机身的尾椎对横向偏航的控制，这是Su27，米格29的思路发展，只不过经过长期摸索已不再需要腹璞来保证。老毛毕竟有气动功底，不过双发凹腔造成下部的隐身大隐患，前向隐身由于进气道处理也不太乐观。后机身的尾椎造成了后下部隐身的强烈质疑。另外双发之间的凹腔造成横面积比较大，阻力增加，同时，滚转能力也受到了影响。设计就是妥协，与其说老毛没有实力，倒不如说老毛只能采用保守的思路，无论钱，时间，还是印度这个眼大于顶的伙伴，实在折腾不起了。）

  
    成飞能否取消腹璞，要看：1 是否在取消后电控，控制面的升级造成垂直尾翼的偏航稳定性不下降？2 下后部隐身对俯璞是否满足空军的标准？3偏航稳定性能否保障？让我们拭目以待。经过风洞试验，俯璞虽然有点复古，但对于垂直尾翼的偏航稳定性---尤其是大迎角具有高效率的主要作用，它的存在依然是个未知数。某种意义上说，由于歼20上表面减少”压”的力矩负面影响而采用了小面积全动垂尾，虽然可以用鸭翼差动，但是为了保证大迎角横向偏航能力，还是用了双外倾的隐身处理的小面积付璞，有人说，歼20的垂尾和腹璞起了F22大面积垂尾的作用，这种说法虽然简单，但是有道理。

菊花一大一小，应该是横向推力扭矩的系统控制需要，这一点很有趣，也许歼20的推力矢量跟我们想象的根本不一样，鸭翼战机具有远超越常规布局的大迎角低头能力,属于纵向能力，同时具有差动鸭翼的良好的横向控制能力。如果真是这样，从这点上说，歼20的横向推力扭矩与F22的推力矢量侧重点截然不同，一个是横向，一个是纵向，T50声称是全向能力，不过中间的尾锥遮挡使人对横向能力产生怀疑，而敏捷性显然还比较复杂。歼20的横向推力扭矩显然不存在敏捷度问题，但一侧的放小推力带来的问题不知如何解决，不管如何，成飞一定想放大角度“瞬杀”战术。

  
    ----当然，这都是笔者的推测。根据公开消息，早在2000年，中国就已经少量进口了俄国的推矢发动机及喷管用于测试，早在2009年就自行研制成功推力矢量高推力发动机，成飞怎么干还是个谜，让时间来解密。

  
    十三 兔子的奋斗（五）

  
    发动机疑云：

  
    现在大家最想关心的，无疑是歼20的发动机，遗憾地是歼20的发动机带有强烈的AL31特征，非太行系列。不过直接采用AL31F的可能性也基本不存在。现在简单谈谈。

  
    为甚么不采用太行甚至WS15发动机？在试验阶段，采用成熟可靠的发动机是稳妥的办法。太行发动机在研制过程中，由于当时经验少，投入少，试验数量少时间少，加工工艺不过关，一直存在大大小小的问题。一直难以运用到歼10上，中国只好委托俄国根据歼10的后机身发展出了AL31FN。

  
    根据公开资料，太行（最大推力106.8千牛）在不断完善中，逐步消除了问题，并发展出了新的型号WS-10A（最大推力129.5千牛），该发动机逐步装备在了歼11上，取代了AL31F，成为歼11B，甚至歼15充沛动力。近期表明，太行WS10A已经成熟。

  
    与此同时，中国正在发展一型新的推比10核心机，于原型机台架试车阶段。据称地面最大实验推力为165KN---不证明对错，但是WS15成熟需要长期的努力，相对于太行时代，由于有了太行的工程经验教训，国家重视程度更广，同时具有更强的投入---意味着更充分的验证和减少隐患，加工工艺也逐步完善。WS15日后一定比WS10道路要顺利地多，不过现在有消息似乎进展还比较缓慢。目前仍指望不上。

  
    将WS10进一步改进是一个当然的选择，网上曾传言具有一个QD185的型号，最大推力达到了142.4千牛。不过，这只是一款用于发电的燃气涡轮发动机，已经投入量产，2002年，以太行为核心机的QD70燃气涡轮发动机在沈阳研制成功，据称90%与太行部件通用，输出功率7.06兆瓦，而QD185输出功率达到17.8兆瓦，可以用于战舰动力。

  
    太行航发的脚步当然不会停止，但是成飞歼20不太可能采用WS10。众所周知，太行2005年宣布研发成功，WS-10A但是真正大规模装备在2007年歼11双发上，当时仍未算真正成熟----可以具有一定的安全性来逐步合格，近期表明，WS-10A已经成熟。无论歼11A,B还是在发展的歼15与双座攻击机上，歼10B上都开始采用，但是对于成飞来说，Ws10A装备歼10上也只是近期的事，而成飞的技术冻结，是在08年左右。不可能采用可能会造成时间拖延的手段。

  
    对于成飞来说，装备AL31-FN无论是从成熟度，还是组装路线，系统维护都有时间上的优势，装备WS-10系列需要在组装，维护和使用上用时间来逐步掌握，歼20仅仅从布置走线与重心布置上说，AL31-FN系列几乎轻车熟路，而WS-10系列还在试用，近期的歼10B正在干这件事。

  
    近期官方有人公开称，歼20装备的是AL31-FN-M1,这一点公众们半信半疑。

  
    AL31-FN是一款好发动机，但是重型的歼20直接采用AL31-FN推力显的不足（最大推力122.58千牛），歼10在三代机中也不太突出，不过中国并不满足于此：在2005年，中国与俄国签订了第三批100台Al31-Fn的发动机合同，据国外与国内公开消息称：在这批发动机中有相当一部分为AL31-FN-M1型号，AL31-FN-M1是礼炮公司的改进型号，换装了更大尺寸的KnD-924风扇，进气口直径由AL31-FN的902毫米扩大到了924毫米，可装备具有全维度矢量推力喷口----比SU30MKI二维喷口更先进，由于增大了涵道比，最大推力加强到了132.4千牛，这批发动机于2006年7月便交货完毕了。

  
    此消息有很大的真实性，显然，中国想在部分歼10上先行试用，为日后的歼10发展型打下基础，这无疑也为歼20打下了试验基础。

  
    在08年左右，有消息称礼炮公司向中国提供了少量的AL31-FN-M1的进一步改型：M2,M3，根据礼炮公司说法，M3在M1基础上采用了新的冷却系统，燃烧室和低压压缩机，平均故障时间与Ws10A持平---1000小时左右，大修平均时间2000小时。最大推力达到了142.2千牛。

  
    礼炮公司在歼11上已经逐步失去了市场，WS10已经逐步装备沈飞型号上。因此近5年来一直致力于同成飞保持良好关系，积极拓展歼10发展的市场。不过对于双方来说都不想失去合作关系：中国一定也想保持礼炮的合作关系，为其保持市场，来建立稳定的大推力航发外部供应和技术交流的渠道，双管其下也一直是我们的选择---坚持多腿走路。

  
    现在太行的歼10应主要为出口而测试-----国内的歼10同时装两种不同系统发动机不仅会干扰装备和维护体系，也会干扰礼炮的信心。近期中国又签订了一批AL31合同，公众关注的是AL31这个名字，以及从此处证明Ws10的不成熟----平大湿又喷了不少东西，但是他根本没有注意到这并非是沈飞的需要，Ws10A在那里已经开始担当主力。其实AL31-FN-M1系列远非1980年代的Al31F,大家对本次合同里面到底有多少AL31-FN-M1,m2,M3，以及对政治，技术思路的多重考虑不得而知。

  
    对于歼20来说，AL31-FN-M1的测试自数年前在歼10上大量实验已基本成熟，用于歼20测试应没有问题，布置安装也更有经验。至于AL31-FN-M2与AL31-FN-M3，可能还需要进一步测试。以后，歼20还可以安装AL31-FN-M3甚至更高级的AL31-FN-M1系列改型，由于是一个改型系列，M3甚至更高阶系列从安装布置到维护都可顺利替代M1,AL31-FN-M3不仅可以用于测试歼20，如果Ws15拖延，也可在未来满足四代机的基本需要。

  
    当然，对于高阶段的歼20设计指标来说，WS15才是最终的选择。中国不仅仅用之发展歼20，而是致力于用其中的核心机发展一系列产品，前景已经不远。

黑四的白色尾喷口采用具有冷却系统设计的特征，但是对于后向雷达隐身并没有太多处理，采用类F22的后部矢量和隐身处理难度并不太大，主要在于成本，重量和使用规划的取舍。

  
    重量疑云：
与歼7E比较，新四代体积确实算一个巨人。不过，在米格25，苏27，F22面前，歼7照样小的可怜。

  
    歼20长度，高度，重量都是保密的，网上的争论仅仅长度就有18.8米，19.5米，20米以上甚至22米之说，歼20相比F22，T50的体积大重量大是肯定的，但是许多人硬要把它说成为坦克。老马称其为38吨，超过一辆T54的重量。

  
    测算歼20的体积很困难，测算重量更困难，不过我们可以对比，长21.5米的重型钢材米格25空重19.5吨。 YF23长20.5米，空重16.783吨，---遗憾地是没有生产型可对比，考虑到YF22到F22，增加空重在300-500千克上下，F23即使增加了一米长度，空重最大也只在17.6吨上下。

  
    那么歼20难倒会成为轰炸机吗？仅以长度来测定未免太不靠谱，马鼎盛声称有38吨，美国有媒体言之凿凿为35吨，却不说明在哪个标准----最大起飞重量？要知道YF22空重为14.07吨，到F22增加了300-500千克，最大起飞重量为26.3吨增大为30.1吨----这是发动机增推与修形的结果，YF23空重为16.8吨，最大起飞重量为29.03吨，到F23时，即使发动机增推与修形，最大起飞重量也难以超过34吨。

  
    就算歼20有22米长，只比YF23长1.5米，它的重量有35吨以上？？？如果算最大起飞重量35吨，歼20难倒空重在24吨左右？---比不锈钢大体积，采用传统笨拙控制系统的米格25还重4吨？即使歼20超重，那小展弦比中等后掠角布局挂载能突破最大35吨甚至38吨？这些人是怎么看战机的？他们意思难倒是歼20发动机强悍的宇宙第一，挂多少都是小问题？这是损还是捧？

  
    20.5米YF23全身高达35%结构是由钛组成---由于进程紧，缺乏经验，当时复合材料运用较少，但是公开消息，歼20运用了25%左右的复合材料，同时也将在钛合金有大量的运用----苏27钛合金比例就有23%，对于中国早不是什么难题。歼20比YF23多了一对前翼与控制系统，但是YF23比歼20的主翼面积，垂尾面积都大的多---谁也别想反驳，仅仅垂尾的控制系统强度就要比歼20要求更严格----因为它要起横向与纵向的作用，支撑大面积全动垂尾，意味着更大的重量，更别提歼20紧凑的横向面积设计。歼20能比YF23大4-5吨？

  
    歼20空重，即使是生产型，以最悲观的想法，也不会大于19吨以上。（本人数据推算应在16.5-17.5吨之间）即使以19吨空重加上空战内油，挂载，以空战中的重量分析，即使用推力最小的AL31-FN（122.5千牛），也可以达到空战推比1左右的标准。即使未来只使用AL31-FN-m3改型最大推力142.2千牛来算，已可满足在中国环境使用四代的基本标准，如果Ws15一切顺利，那军用推力和加力推力将有更高的提升，完全达到F22的程度。

  
    马鼎盛在他点击率过千万的博客中，称歼20推比只有0.7----（怎么算来的推比？--我来告诉你，他是用AL31-FN与自己发明的38吨重量）真是一代教主，居然还是亚洲范围最广华人电视台的首席军事评论员，香港电视追求娱乐到底，连军事节目也跟着不停出洋相----连不懂军事但喜欢看新闻的我老爹都斥为一群人闲扯淡。一年前，歼20出世，火鸟台军情看节目又是超重轰炸机又是在天上撒粉，如同白痴忽悠与谣言的集中营，老马一干人不断荒唐表演。可悲的是，还拥有无数的白痴来应和。-------一场教主与教徒间的滑稽戏，教徒听着教主反潮流的奇谈怪论，以为自己一直在真理中；教主在众星捧月中更加自我陶醉，以为修炼变成了神，信马由缰，信口雌黄。-

  
    ----现代信息的发展使一个人能得到古代人怎么也得不到的海量知识，成为一个古代圣人也达不到的高度，但是在真假参杂的海量信息中，我们往往却产生了大量的片面与不切实际的结论，许多人更以清醒自居，发表耸人听闻的内幕，阴谋论，不切实际的结论等等扯淡，引发膜拜。我等应深以为戒，保持严谨的态度，不断求索的精神和清醒头脑，别要有自己的头脑，在无数数据和信息中作出自己的合理判断，多进行讨论。不要盲信任何许多所谓的专家大神----当然也包括我这个喜欢扯长篇的。

  
    歼20只是开始，将会有越来越多的爆炸性的科幻新东西出现在我们眼前。也许很快就会有了。

  
    抱歉，本人又跑题了。不要盲信我这个喜欢扯长篇的。
作者原文连接：//club.china.com/data/thread/1013/2736/41/84/6_1.html



十二 兔子的奋斗（四）

  
    由于在一年前对垂尾和腹璞一笔带过，需要好好说说。

  
    全动垂尾

  
    战斗机的垂尾起横向控制作用，平尾起纵向控制作用，一般来说，大面积单垂尾在三代机比比皆是。但是在四代机已经不见踪影。由于反射雷达波至另外角度的需要，垂尾必须倾斜，单垂尾倾斜以及不规则布局早有探索，但是毕竟不是主流，因此唯有双垂尾才能做到这一点。而向内倾斜不利于后机身空间，可能造成后部气流干扰。所以四代机清一色外倾，倒并不是抄来抄去。

通用动力在ATF的方案，1980年代，无平尾，本来采用小面积双垂尾作用，但是上表面涡流整理实在困难，所以干脆采用了大面积的单垂尾----有点像LCA，印度在1990年代中期的中型隐身方案MCAC像LCA的双发放大版，只不过没有垂尾，沾沾自喜宣传了许多年，考虑到生产F16,和F22主要机体的通用动力都不敢轻言无垂尾，真是让人无语。

  
    但是第四代战机的大迎角能力要求巨大，在1980年代，洛可希德公司依然按照当时的思路来解决。由于大迎角时，战机垂尾横向稳定控制能力下降很大，所以美国F22采用高耸大面积的垂尾，但是对于隐身和重量，阻力都是不利的。中俄采用了全动垂尾的做法，许多人YY：老美震惊等等，另一部分人则因为美国F22没有采用而对此表示怀疑，这都很让人无语。

  
    F22的平尾也是全动的，而鸭翼本身就是全动的，从控制的角度讲，全动垂尾与前者一样没有什么难点，主要在于纵向和横向，以及对灵敏度放大到何种程度。F22由于要为向量推力系统提供保证，大面积全动平尾来提供纵向大的扭矩，保证推矢失灵后的安全兀余，以及达到相似的控制能力。

F22的平尾是大面积的全动平尾，而尾翼是大面积高耸的垂尾，这也是设计的妥协。

  
    从工程角度理论上说，全动垂尾与鸭翼和全动平尾控制一样没有难点，关键在于气动下的控制量和灵敏度。

     F22的尾翼高耸，它依靠推矢和大面积全动平尾加强大迎角和超音速纵向控制能力，同时推矢能减轻平尾负担，加强了其滚转能力，垂尾就用相对简单思路，高耸的大面积尾翼在于保持大迎角飞行的横向偏航能力。原来的垂尾更大，YF23到F22近乎缩小了20%面积。

  
    F22高耸的大面积尾翼保持大迎角飞行的横向偏航能力，但是有一些问题，本人推测，虽然F22对脱体涡的依赖不如歼20那么大，但是脱体涡可能对那对大外倾双垂尾也产生向下力矩的副作用----关于歼20马上要谈到, 好处是大外倾双垂尾对涡流有一定的整理作用，同时在爬升时，向下力矩可以"压“机尾，让前部抬起来，从而加强大迎角能力，但是却影响后部的升力，“抬”的能力被减弱，对低头能力有更大的削弱。当然，这只是本人一种推测。

  
    美国人其实在1980年代选择了成熟的技术，他们绝非没有能力采用全动垂尾，只不过当时对F22采用简单的思路，之后的战机采用新的思路罢了---中俄现在也这样研究着，美国人早就想把垂尾和平尾去掉一个，早在1970年代就开始大量的研究，YF23就是想将平尾与垂尾的功能综合到一个双外倾副翼上，只不过当时难以达到高机动的要求。不过这属于未来的趋势。

YF23其实也采用了全动垂尾，不过面积很大，诺斯罗普公司无疑想设计一款更重视隐身的战机，它想减少副翼来减少对于长波雷达的反射特性，所以采用了无平尾布局---减少了一个主要控制面，它的大面积全动垂尾起横向和纵向偏航作用，还有升力，从这个意义上说，诺斯罗普公司看到了无平尾的纵向扭矩的不足，采用了更进一步的思路：用外倾的全动双垂尾同时起垂尾和平尾的作用。但问题是，大面积全动垂尾对纵向和横向的负担有点过重，在大迎角时，传统平尾和垂尾的效率减少，负担加重，YF23能达到比YF23更好的超音速和爬升能力，但是机动能力实在难以提升。理论上，推力矢量可以减少YF23全动垂尾的负担，但是从安全兀余度和推力矢量失灵时保证相似的飞行特性来说，YF23的大面积全动垂尾实在难以令人完全放心。事实上，YF23的喷口也确实只有遮挡能力，却没有推矢能力。这一点，诺斯罗普公司自己可能心里也不放心。

  
    由于不需要提供纵向扭矩，歼20是小面积全动垂尾。对于中国歼20来说，根据气动试验，出现一个问题，由于气流从机身后表面流过，双垂尾具有一定的负升力作用。研究指出：在迎角24度，侧滑角0度，两侧垂尾安装位置出现了气流的各15度的局部侧滑角，由于垂尾也有一定的后掠角，结果在后掠角大的垂尾外侧产生了强烈的脱体涡，这样，外侧脱体涡存在变成一个低压地带，而局部侧滑角作用在垂尾内侧堆积，却形成了高压区。

  
    压力作用在向外倾斜的尾翼，正好形成了向下的负升力。而两垂尾的高压区作用在后机身，也形成了负升力，结果是在机身后部增加了一个”压”的力矩，在机身整体形成一个抬头力矩。这样似乎增加了大迎角能力，实际对飞机控制带来了负面影响。同时双垂尾间的高压区对前缘脱体涡产生了逆压，破坏了整体耦合作用。同时，在0度时垂尾已经由于高压区和负升力高度受载，迎角侧滑时候，战机不仅依靠鸭翼差动，还要依靠垂尾。而此时垂尾已经高度受载，难以提供横向作用，垂尾的偏航与滚转效率会有所下降。

  
    当然，T50也可能存在这一问题，而F18的双外倾垂尾不但可以整理涡流，还可以利用垂尾动作加强负升力，增大航母起降性能。F22可能不存在大的后机身气流的侧滑角问题，但也会有一定影响。

  
    在某种意义上说，通用动力出现过的问题也出现在了成飞上---虽然表现大有不同，成飞的布局经过潜心研究十几年，影响比较小也可以解决。

  
    （补：升力体边条翼鸭布局战机涡流总会造成一些问题，不过也有别的好处，经过气动分析，大迎角飞行时，升力体边条翼鸭布局战机升力主要集中在机身和内侧机翼，因此对于主翼可以减小展弦比，最大升力系数反而有上升的趋势，对于超音速性能也有了提升，所以歼20与F22，T50一样，具有了中等后掠角与小展弦比主翼特征。）

  
    采用无垂尾是一个好的思路，但是无垂尾现阶段难以达到四代横向偏航控制能力的需要，如采用通用动力的思路，那么大面积单垂尾实在难以令人满意，如果采用内倾双垂尾，仅从空间上说就不理想。成飞采用小面积全动鸭翼，可以在下部造成缝隙，使气流泻出，同时将影响后机身的向下不良力矩影响到最小。这就是采用小面积全动垂尾的主要原因，它能够将不良影响放小，保持大面积垂尾的控制效率的效果。

外倾腹璞

  
    成飞的歼20腹璞一直为许多人所诟病，不过歼20的俯璞设计本身服从反射方向的约束，虽然有一定的影响但是依然可以接受，处理原则可以用复合材料，反射雷达波至固定角度等，处理比鸭翼简单的多，侧后部的雷达反射波与红外追踪本身由于飞机的速度及机动就追踪比较困难，所以歼20与T50，F35都只做了适当处理，只有F22因为当时的战略做了严格要求。

  
    腹璞的存在是由于大迎角上升阶段，垂直尾翼的偏航稳定性急剧下降，设置来弥补横向的偏航稳定性，F22的硕大面积尾翼就是为此存在的，而歼20与T50没有采用该做法，改用小面积全动垂尾来减少负升力，来保持类似大面积垂尾的效果。不过，小面积的全动垂尾虽然基本能保证大迎角横向偏航能力，但还是不太令人放心。

  
    F22，歼20与T50都可以通过翼尖的差动来加强横向偏航的控制能力，但不起主要作用。

  
    T50可以差动前边条来加强大迎角的偏航稳定性，同时下部的双发空隙以及后机身的尾椎对涡流有整理作用(歼20弯曲进气道设计，以及面积率要求。造成了后机身的紧凑，难以用这种思路）。

  
    而歼20可以差动鸭翼来加强大迎角的偏航稳定性----因为边条固定，成飞设计人员显然想利用付璞来增加保险，鸭翼差动，主动控制、调整两侧鸭翼涡体系的强弱，保证大迎角状态下的稳定性----由于歼20增加了前鸭翼涡与边条涡发生耦合作用，可能不得不依然保持付璞保证偏航能力。歼20浑身上下是另类与创新，只有付璞似乎让人回到了过去，但是T50的尾椎使后部隐身糟糕，进气道直通也造成前部的问题。而F22的大尾翼也有气动和增加RCS的烦恼，设计就是矛盾和妥协，谁也别想跳出这个圈子。

                             
F22用大面积垂尾来保证大迎角的横向偏航能力。 T50可以差动前边条来加强大迎角的偏航稳定性，同时双发之间的凹腔可以“兜”住气流，造成升力体，同时可以整理气流，及后机身的尾椎对横向偏航的控制，这是Su27，米格29的思路发展，只不过经过长期摸索已不再需要腹璞来保证。老毛毕竟有气动功底，不过双发凹腔造成下部的隐身大隐患，前向隐身由于进气道处理也不太乐观。后机身的尾椎造成了后下部隐身的强烈质疑。另外双发之间的凹腔造成横面积比较大，阻力增加，同时，滚转能力也受到了影响。设计就是妥协，与其说老毛没有实力，倒不如说老毛只能采用保守的思路，无论钱，时间，还是印度这个眼大于顶的伙伴，实在折腾不起了。）

  
    成飞能否取消腹璞，要看：1 是否在取消后电控，控制面的升级造成垂直尾翼的偏航稳定性不下降？2 下后部隐身对俯璞是否满足空军的标准？3偏航稳定性能否保障？让我们拭目以待。经过风洞试验，俯璞虽然有点复古，但对于垂直尾翼的偏航稳定性---尤其是大迎角具有高效率的主要作用，它的存在依然是个未知数。某种意义上说，由于歼20上表面减少”压”的力矩负面影响而采用了小面积全动垂尾，虽然可以用鸭翼差动，但是为了保证大迎角横向偏航能力，还是用了双外倾的隐身处理的小面积付璞，有人说，歼20的垂尾和腹璞起了F22大面积垂尾的作用，这种说法虽然简单，但是有道理。

菊花一大一小，应该是横向推力扭矩的系统控制需要，这一点很有趣，也许歼20的推力矢量跟我们想象的根本不一样，鸭翼战机具有远超越常规布局的大迎角低头能力,属于纵向能力，同时具有差动鸭翼的良好的横向控制能力。如果真是这样，从这点上说，歼20的横向推力扭矩与F22的推力矢量侧重点截然不同，一个是横向，一个是纵向，T50声称是全向能力，不过中间的尾锥遮挡使人对横向能力产生怀疑，而敏捷性显然还比较复杂。歼20的横向推力扭矩显然不存在敏捷度问题，但一侧的放小推力带来的问题不知如何解决，不管如何，成飞一定想放大角度“瞬杀”战术。

  
    ----当然，这都是笔者的推测。根据公开消息，早在2000年，中国就已经少量进口了俄国的推矢发动机及喷管用于测试，早在2009年就自行研制成功推力矢量高推力发动机，成飞怎么干还是个谜，让时间来解密。

  
    十三 兔子的奋斗（五）

  
    发动机疑云：

  
    现在大家最想关心的，无疑是歼20的发动机，遗憾地是歼20的发动机带有强烈的AL31特征，非太行系列。不过直接采用AL31F的可能性也基本不存在。现在简单谈谈。

  
    为甚么不采用太行甚至WS15发动机？在试验阶段，采用成熟可靠的发动机是稳妥的办法。太行发动机在研制过程中，由于当时经验少，投入少，试验数量少时间少，加工工艺不过关，一直存在大大小小的问题。一直难以运用到歼10上，中国只好委托俄国根据歼10的后机身发展出了AL31FN。

  
    根据公开资料，太行（最大推力106.8千牛）在不断完善中，逐步消除了问题，并发展出了新的型号WS-10A（最大推力129.5千牛），该发动机逐步装备在了歼11上，取代了AL31F，成为歼11B，甚至歼15充沛动力。近期表明，太行WS10A已经成熟。

  
    与此同时，中国正在发展一型新的推比10核心机，于原型机台架试车阶段。据称地面最大实验推力为165KN---不证明对错，但是WS15成熟需要长期的努力，相对于太行时代，由于有了太行的工程经验教训，国家重视程度更广，同时具有更强的投入---意味着更充分的验证和减少隐患，加工工艺也逐步完善。WS15日后一定比WS10道路要顺利地多，不过现在有消息似乎进展还比较缓慢。目前仍指望不上。

  
    将WS10进一步改进是一个当然的选择，网上曾传言具有一个QD185的型号，最大推力达到了142.4千牛。不过，这只是一款用于发电的燃气涡轮发动机，已经投入量产，2002年，以太行为核心机的QD70燃气涡轮发动机在沈阳研制成功，据称90%与太行部件通用，输出功率7.06兆瓦，而QD185输出功率达到17.8兆瓦，可以用于战舰动力。

  
    太行航发的脚步当然不会停止，但是成飞歼20不太可能采用WS10。众所周知，太行2005年宣布研发成功，WS-10A但是真正大规模装备在2007年歼11双发上，当时仍未算真正成熟----可以具有一定的安全性来逐步合格，近期表明，WS-10A已经成熟。无论歼11A,B还是在发展的歼15与双座攻击机上，歼10B上都开始采用，但是对于成飞来说，Ws10A装备歼10上也只是近期的事，而成飞的技术冻结，是在08年左右。不可能采用可能会造成时间拖延的手段。

  
    对于成飞来说，装备AL31-FN无论是从成熟度，还是组装路线，系统维护都有时间上的优势，装备WS-10系列需要在组装，维护和使用上用时间来逐步掌握，歼20仅仅从布置走线与重心布置上说，AL31-FN系列几乎轻车熟路，而WS-10系列还在试用，近期的歼10B正在干这件事。

  
    近期官方有人公开称，歼20装备的是AL31-FN-M1,这一点公众们半信半疑。

  
    AL31-FN是一款好发动机，但是重型的歼20直接采用AL31-FN推力显的不足（最大推力122.58千牛），歼10在三代机中也不太突出，不过中国并不满足于此：在2005年，中国与俄国签订了第三批100台Al31-Fn的发动机合同，据国外与国内公开消息称：在这批发动机中有相当一部分为AL31-FN-M1型号，AL31-FN-M1是礼炮公司的改进型号，换装了更大尺寸的KnD-924风扇，进气口直径由AL31-FN的902毫米扩大到了924毫米，可装备具有全维度矢量推力喷口----比SU30MKI二维喷口更先进，由于增大了涵道比，最大推力加强到了132.4千牛，这批发动机于2006年7月便交货完毕了。

  
    此消息有很大的真实性，显然，中国想在部分歼10上先行试用，为日后的歼10发展型打下基础，这无疑也为歼20打下了试验基础。

  
    在08年左右，有消息称礼炮公司向中国提供了少量的AL31-FN-M1的进一步改型：M2,M3，根据礼炮公司说法，M3在M1基础上采用了新的冷却系统，燃烧室和低压压缩机，平均故障时间与Ws10A持平---1000小时左右，大修平均时间2000小时。最大推力达到了142.2千牛。

  
    礼炮公司在歼11上已经逐步失去了市场，WS10已经逐步装备沈飞型号上。因此近5年来一直致力于同成飞保持良好关系，积极拓展歼10发展的市场。不过对于双方来说都不想失去合作关系：中国一定也想保持礼炮的合作关系，为其保持市场，来建立稳定的大推力航发外部供应和技术交流的渠道，双管其下也一直是我们的选择---坚持多腿走路。

  
    现在太行的歼10应主要为出口而测试-----国内的歼10同时装两种不同系统发动机不仅会干扰装备和维护体系，也会干扰礼炮的信心。近期中国又签订了一批AL31合同，公众关注的是AL31这个名字，以及从此处证明Ws10的不成熟----平大湿又喷了不少东西，但是他根本没有注意到这并非是沈飞的需要，Ws10A在那里已经开始担当主力。其实AL31-FN-M1系列远非1980年代的Al31F,大家对本次合同里面到底有多少AL31-FN-M1,m2,M3，以及对政治，技术思路的多重考虑不得而知。

  
    对于歼20来说，AL31-FN-M1的测试自数年前在歼10上大量实验已基本成熟，用于歼20测试应没有问题，布置安装也更有经验。至于AL31-FN-M2与AL31-FN-M3，可能还需要进一步测试。以后，歼20还可以安装AL31-FN-M3甚至更高级的AL31-FN-M1系列改型，由于是一个改型系列，M3甚至更高阶系列从安装布置到维护都可顺利替代M1,AL31-FN-M3不仅可以用于测试歼20，如果Ws15拖延，也可在未来满足四代机的基本需要。

  
    当然，对于高阶段的歼20设计指标来说，WS15才是最终的选择。中国不仅仅用之发展歼20，而是致力于用其中的核心机发展一系列产品，前景已经不远。

黑四的白色尾喷口采用具有冷却系统设计的特征，但是对于后向雷达隐身并没有太多处理，采用类F22的后部矢量和隐身处理难度并不太大，主要在于成本，重量和使用规划的取舍。

  
    重量疑云：
与歼7E比较，新四代体积确实算一个巨人。不过，在米格25，苏27，F22面前，歼7照样小的可怜。

  
    歼20长度，高度，重量都是保密的，网上的争论仅仅长度就有18.8米，19.5米，20米以上甚至22米之说，歼20相比F22，T50的体积大重量大是肯定的，但是许多人硬要把它说成为坦克。老马称其为38吨，超过一辆T54的重量。

  
    测算歼20的体积很困难，测算重量更困难，不过我们可以对比，长21.5米的重型钢材米格25空重19.5吨。 YF23长20.5米，空重16.783吨，---遗憾地是没有生产型可对比，考虑到YF22到F22，增加空重在300-500千克上下，F23即使增加了一米长度，空重最大也只在17.6吨上下。

  
    那么歼20难倒会成为轰炸机吗？仅以长度来测定未免太不靠谱，马鼎盛声称有38吨，美国有媒体言之凿凿为35吨，却不说明在哪个标准----最大起飞重量？要知道YF22空重为14.07吨，到F22增加了300-500千克，最大起飞重量为26.3吨增大为30.1吨----这是发动机增推与修形的结果，YF23空重为16.8吨，最大起飞重量为29.03吨，到F23时，即使发动机增推与修形，最大起飞重量也难以超过34吨。

  
    就算歼20有22米长，只比YF23长1.5米，它的重量有35吨以上？？？如果算最大起飞重量35吨，歼20难倒空重在24吨左右？---比不锈钢大体积，采用传统笨拙控制系统的米格25还重4吨？即使歼20超重，那小展弦比中等后掠角布局挂载能突破最大35吨甚至38吨？这些人是怎么看战机的？他们意思难倒是歼20发动机强悍的宇宙第一，挂多少都是小问题？这是损还是捧？

  
    20.5米YF23全身高达35%结构是由钛组成---由于进程紧，缺乏经验，当时复合材料运用较少，但是公开消息，歼20运用了25%左右的复合材料，同时也将在钛合金有大量的运用----苏27钛合金比例就有23%，对于中国早不是什么难题。歼20比YF23多了一对前翼与控制系统，但是YF23比歼20的主翼面积，垂尾面积都大的多---谁也别想反驳，仅仅垂尾的控制系统强度就要比歼20要求更严格----因为它要起横向与纵向的作用，支撑大面积全动垂尾，意味着更大的重量，更别提歼20紧凑的横向面积设计。歼20能比YF23大4-5吨？

  
    歼20空重，即使是生产型，以最悲观的想法，也不会大于19吨以上。（本人数据推算应在16.5-17.5吨之间）即使以19吨空重加上空战内油，挂载，以空战中的重量分析，即使用推力最小的AL31-FN（122.5千牛），也可以达到空战推比1左右的标准。即使未来只使用AL31-FN-m3改型最大推力142.2千牛来算，已可满足在中国环境使用四代的基本标准，如果Ws15一切顺利，那军用推力和加力推力将有更高的提升，完全达到F22的程度。

  
    马鼎盛在他点击率过千万的博客中，称歼20推比只有0.7----（怎么算来的推比？--我来告诉你，他是用AL31-FN与自己发明的38吨重量）真是一代教主，居然还是亚洲范围最广华人电视台的首席军事评论员，香港电视追求娱乐到底，连军事节目也跟着不停出洋相----连不懂军事但喜欢看新闻的我老爹都斥为一群人闲扯淡。一年前，歼20出世，火鸟台军情看节目又是超重轰炸机又是在天上撒粉，如同白痴忽悠与谣言的集中营，老马一干人不断荒唐表演。可悲的是，还拥有无数的白痴来应和。-------一场教主与教徒间的滑稽戏，教徒听着教主反潮流的奇谈怪论，以为自己一直在真理中；教主在众星捧月中更加自我陶醉，以为修炼变成了神，信马由缰，信口雌黄。-

  
    ----现代信息的发展使一个人能得到古代人怎么也得不到的海量知识，成为一个古代圣人也达不到的高度，但是在真假参杂的海量信息中，我们往往却产生了大量的片面与不切实际的结论，许多人更以清醒自居，发表耸人听闻的内幕，阴谋论，不切实际的结论等等扯淡，引发膜拜。我等应深以为戒，保持严谨的态度，不断求索的精神和清醒头脑，别要有自己的头脑，在无数数据和信息中作出自己的合理判断，多进行讨论。不要盲信任何许多所谓的专家大神----当然也包括我这个喜欢扯长篇的。

  
    歼20只是开始，将会有越来越多的爆炸性的科幻新东西出现在我们眼前。也许很快就会有了。

  
    抱歉，本人又跑题了。不要盲信我这个喜欢扯长篇的。
作者原文连接：//club.china.com/data/thread/1013/2736/41/84/6_1.html