同受限於發動機:殲-20 VS 日本心神 誰能贏?

現在中日雙方對於戰鬥機也是有著一定的研究,中國研製殲20,日本研製星戰戰鬥機,在速度上,殲20的研製要比日本的心神快,不過作為戰鬥機來說,殲20和心神之間都有一定的技術限制。

【殲20優點】

1、隱身效果好。隱形能力是第四代戰鬥機的最重要指標,也是殲-20的標誌性能力。為此,它採取了諸多措施提高隱形能力。

法國一位著名的飛機設計師達索說過,一架優秀的飛機,它的外型也一定是很優美的,殲-20就證明了這一點。它採用帶邊條的鴨式布局,飛機在進氣道前部設有鴨翼,鴨翼安裝位置與主翼處於同一平面,可以提高渦流位置,保證渦流從主翼上翼面掠過。這樣,飛機付出的阻力代價小,不僅能提高飛機的速度,而且有利於達到隱身的目的。

殲-20的機頭、機身呈現菱形,與F-22十分類似,斜側而簡潔,上下表面非常平直,減少了不連續平面帶來的雷達反射。機翼、鴨翼前後緣考慮了前後平行的折射因素,而大外傾、面積較小的V尾和腹鰭,也是有效的隱身措施。

殲-20還採用了DSI進氣道技術。這種進氣道技術首先在美國F-35戰鬥機上應用,中國的梟龍戰鬥機首先使用這種進氣道技術。DSI進氣道通過進氣口前的一個三維鼓包達到消除空氣附面層的目的,具有重量輕、適應速度範圍廣、不會對隱形造成影響的優點。

它的進氣道設計採用了S形彎曲,可有效阻擋發動機葉片的雷達反射,比T-50直筒狀、僅有很少遮蔽的進氣道的隱形效果好得多。加上可變旁通比以及變面積進氣道的使用,具有較高的燃燒效率,其熱隱形能力同等於F-22。

殲-20座艙靠前,機頭非常短促、空間有限,其火控雷達採用了有源相控陣雷達,可以有效躲避對方電子系統的探測,具有低截獲率的明顯特點。該雷達可以根據工作方式自動控制雷達的發射能量,掃描速度非常快。相比之下, T-50卻仍然使用光電雷達,說明其雷達還達不到殲-20和F-22的水平。

殲-20表面平滑,毫無贅物。其座艙蓋也是和F-22一樣的水泡型座艙,沒有了前風擋框架的反射。為減少飛機的外形開口,殲-20的維護口蓋很少,其起落架艙的開口採用了鋸齒形邊緣設計,艙蓋較大,而且巧妙地將起落架艙和檢修窗口合二為一。另外,儘管主彈艙約有美國F-22「猛禽」戰鬥機的兩倍大,但設置在機身腹部,這樣也有利於飛機的隱身。

2、編隊攻擊能力強。殲-20作為第四代戰鬥機,在目標探測與跟蹤方面必須追求「先敵發現」的能力和多目標探測與跟蹤能力,因此,該機採用了加密數據鏈信息系統,它能夠在數架殲-20之間實現探測情報共享,從而大大拓展每架飛機的態勢感知空域。

它也可以由一架打開雷達探測多個目標並利用數據鏈傳輸給其他幾架保持雷達靜默的飛機,實現較隱蔽的接敵與攻擊,這也是F-22典型的攻擊形式。數架殲-20組成的編隊足以控制大片的空域,再加上其超音速巡航能力、強大的主動式電子對抗能力,預計殲-20將具備與F-22相當的作戰能力。

3、穩定性好。殲-20採用了外傾的全動雙垂尾設計,配合利用「渦升力」,可降低由於渦流強度的提高對垂直尾翼造成的影響,提高飛機的縱向穩定性。殲-20的腹鰭也可以增加大迎角情況下飛機的縱向穩定性。

4、機動性能強。殲-20是一種機動性、敏捷性和大仰角能力非常突出的戰機。該機採用了獨一無二的「鴨翼+邊條+前後襟翼+全動尾翼」的綜合氣動布局來提高飛控能力。大三角翼安裝在進氣道上邊緣。主翼帶有下反角,可以增加滾轉速度、提高飛機的敏捷性。大舵效的全動垂尾可提供足夠的航向操縱力矩,進而提供較大的滾轉速率。

其氣動設計採用了「渦升力」技術。在主翼前面,利用邊條翼、鴨翼產生強大渦流,可以大幅增加主翼升力,獲得更好的機動性能。其內載武器可以消除外掛武器和機體之間的互反射效應,還可以大幅降低飛行阻力。

從機動性能看,殲-20與F-22大體相當。相比之下,T-50隻有「可動邊條」和常規平尾,在大迎角、過失速機動等極限情況下的控制能力要低於中國殲-20。

5、近距格鬥能力強。殲-20與F-22一樣,採用了整體式座艙蓋,保證飛行員有一個良好的視野。該機使用了綜合射頻管理系統,機載相控陣雷達還具有電子對抗、數據鏈等多種用途,加之先進、完善的大螢幕機載液晶信息顯示系統,可以向飛行員提供近實時的戰場態勢感知,並提供空戰戰術的輔助決策。再配合頭盔上的顯示系統,智能化操作程度更高,極大地提高了飛機的近距格鬥能力。

另外,同T-50和F-22相比,殲-20機長與機身橫截面的比值增加了20%,這種設計可在速度不太高的超音速飛行時提高空氣動力利用率,並加強飛機的載彈能力和燃料攜帶量。飛機的龐大內置彈倉可攜帶多種空空飛彈、空艦飛彈,使得它具有強大的攻擊力和全方位打擊能力。

【殲20缺點】

1、發動機是中國高性能飛機的致命弱點。由於中國目前無力生產完全滿足殲-20要求的高水平發動機,殲-20的發動機仍然採用了俄羅斯禮炮機械製造企業出售的AL-31F發動機,只不過對部分功能進行了改進。

2、兩台發動機靠得過近。這種設計可以保證飛機在大迎角攻擊時不會出現問題,但卻會導致三維矢量噴口不能充分發揮作用。而且,兩台發動機產生的超音速氣流在相互影響時,會在機身下方一側產生強大的漩渦,將對飛機整體結構產生不良作用。

3、殲-20的氣動布局也存在不足。由於想讓位於機身重心附近的武器艙更大,從而出現了主翼較小、各翼面不平行等問題,這將在很大程度上影響飛機的機動能力和隱身效果。

【心神優點】

1、日本在心神上採用常規布局設計和F-2戰鬥機有很直接的關係。F-2戰鬥機是三菱公司與洛克希德馬丁公司合作研製的產品,實際上就是在美國提供F16設計技術的支持下,日本半仿半研而成的F16放大改進型號。在F-2的研製過程中,三菱公司掌握了常規布局三代機的關鍵設計技術,比如邊條翼的渦流增升設計、電傳控制技術,為今天的心神驗證機奠定了基礎。

2、心神飛機在氣動布局的總體設計上比較像F22,但是在機翼與尾翼的核心設計上卻截然不同。F22採用棱型平面機翼設計,機翼的後緣帶有很大的前掠角度;這不僅使機翼獲得了更好的強度和剛度特性,而且機翼與機身的連接長度大大增加了,機翼受力能夠更多更均勻的分擔給機身。在機翼大幅加長以後,為了避免平尾向後超過噴管太多,引起重量的大幅度增加,F22的設計人員將機翼的襟翼內側切除了一個缺口,使平尾的前端正好切入進來。

在氣動布局的其它方面,心神做的較好;整體流線相當的簡潔、流暢自然。不僅在機身各平面的過渡上找不到處理不良的地方,不像殲31的尾撐在機翼下方形成帶有強反射特徵的直角棱邊凸起;而且在後機身的面積分布和收縮過渡上處理的也不錯,不像殲31不僅後機身面積過大,還需要設置尾椎來減弱尾噴管之間的干擾阻力。

3、心神選擇梯形機翼,縮短了機翼根部的長度;這樣可以在飛機長度不增加的情況下,保證平尾與機翼之間不直接干涉。雖然這種設計是典型的三代機水平,而且對於機翼的結構特性和整機壽命沒有什麼貢獻,但是大幅度減小了飛行控制上的風險,應該說是一種比較務實的做法。

4、心神樣機從一開始就具備矢量推力系統,日本官方宣傳視頻中也刻意強調了超機動飛行能力;通過這兩點分析,心神的電傳功能肯定會包括建立在飛行控制系統、發動機控制系統交聯基礎上的過失速區域控制能力。考慮到我國目前受限於發動機問題,殲20尚未使用矢量推力發動機,日本甚至有可能在一些關鍵技術上比我國更早開始試飛探索。

5、在飛機復合材料結構設計製造上,日本積累經驗、探索先進設計理論的腳步卻從未停止過。日本擁有世界上最頂級的高性能纖維和基體材料提供商,他們在與各大航空企業合作的過程中既是原料提供者,又是復合材料結構的代工製造者,也是相關設計研發的參與者,同時更是復合材料結構出現失效後的反饋信息接受者。在飛機的復合材料結構設計製造領域,日本有著極強的技術能力。

【心神缺點】

心神現階段使用的發動機是重量644公斤的小型渦扇發動機。根據日本公布的結構示意圖,以及日本發動機引進歷史來看,它的基本設計應該是源於英法聯合研製的阿杜爾發動機。通過改善結構,比如增加風扇和壓氣機的級數;使用先進的材料減重,並達到極高的1900K渦輪前溫度,心神的發動機推力從不到3.5噸增加到了5噸。可以肯定的是,這台小發動機受基本結構和尺寸所限,不可能再有大幅度的推力增加。

而5 x 2的10噸推力絕不可能承擔起一款真正四代機的動力要求。對於心神的未來發展來說,目前看起來有一定可行性的唯一途徑,是在F-2戰鬥機所採用的通用電氣F110-GE-19發動機基礎上進行仿製改進,增加矢量推力結構。這款發動機日本不僅使用維護經驗豐富,而且本身就具有一定的生產組裝能力。

文章來源: https://www.twgreatdaily.com/cat35/node1247291

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