中國空軍擂響五代機戰鼓
本周四,成都上空一聲巨響引起全國人民的廣泛猜測。開始有傳聞是發生了災難性的大規模爆炸,但後來事情逐漸轉向意想不到的方向,居然是戰鬥機在飛行中發出的音爆。
據報道稱,這是殲-20戰鬥機的2016號原型機試飛中發出的音爆。
成都巨響其實是殲-20試飛發出的音爆
與人們一般認為相反,飛機並不是只有在進入超音速的瞬間才會發生音爆現象,事實上只要飛機維持超音速飛行,在它下方就會產生一道「音爆走廊」,在飛機超音速飛行產生的激波掃過的範圍內,人們都會聽到兩聲連續的巨響,那是飛機頭部和尾部產生的激波傳播到地面上時所發生的現象。
「音爆走廊」隨著飛機一直前進,所以在很廣的範圍內都能聽到
飛機在高空飛行時產生的音爆一般不會傳播到地面上,所以一般來說即使在空軍基地附近,人們也並不經常聽到音爆,空軍一般會安排飛機在遠離城市的地方高空進入超音速飛行,以降低音爆影響。
美國曾在60年代專門就音爆展開試飛研究,在半年的時間裡,每天平均製造8次音爆——結果俄克拉荷馬城政府收到了超過15萬起投訴,他們還為此專門起訴過聯邦政府。在這些研究中,低空音爆會導致玻璃劇烈抖動,一些沒有固定好的玻璃會從窗框里掉下來摔碎——音爆會震碎玻璃的流言典出於此,但那並不準確,事實上音爆產生的壓力波強度不能直接拍碎玻璃。
而音爆的強度和聲音特徵則和飛機的外形、速度有關,不過速度並不是影響音爆強度的主要因素,飛機的高度才是主要因素。舉例而言,在24000米高度以3馬赫飛行的SR-71產生的音爆傳播到地面上造成的超壓為43帕,而16000米以2馬赫飛行的「協和」式客機產生的音爆傳播到地面上造成的超壓為93帕。
從這一點來看,讓成都全市聽見這一聲「音爆」,應該是一架中低空飛行的飛機。
但一般來說,我國空軍會避免在城市上空低空進入超音速飛行。換句話來說,這次試驗的飛機是「不小心」就超音速了。
根據美國音爆試驗中飛行員的說法,在進入音爆的時候,飛行員自己是完全沒有感覺的,因為他們飛行在激波內部,並不能聽見激波傳播造成的聲音。有的時候,如果天氣合適,他們可以看到飛機造成的激波掃過地面,才知道自己已經超音速飛行了。
一不小心,搞了個大新聞!
這說明殲-20飛機很可能是在飛行員沒有意識到的情況下就超音速了。
超音速對於現代戰鬥機根本不是個事,就連1959年的米格-21也能達到2馬赫的飛行速度。但「超音速巡航」卻是五代機才具備的性能。
「超音速巡航」要求戰鬥機具備良好的升阻比特型,此外就是要有推力強大的發動機,在不使用加力的情況下也能將飛機推到超音速飛行範圍內,這樣就可以實現較長距離的長時間超音速飛行。這是以前的戰鬥機所不具備的性能,而且,具備超音速巡航能力的第五代戰鬥機要被要求具備超音速機動能力和在超音速條件下投射武器的能力。
可以說人類的空戰史就是追求速度的歷史,飛得快的飛機只要戰術得當,總是能在空戰中占據優勢——當然,這裡說的是能夠進行有效的空戰機動的速度。
從這一點上來說,蘇聯當年設計的米格1.44也可以算「五代機」的原因就是它具備超音速巡航和超音速機動性。哪怕不能隱身,光憑藉這一手,它也可以壓倒所有現役戰鬥機而具備巨大的優勢。
米格1.44的設計雖然不足以符合隱身要求,但仍然可以進入五代機行列
殲-20在成都上空意外進入超音速,現在我們還不能判斷究竟當時有沒有開加力。上面的推測也只是推測,不過筆者從相關人士那裡了解到殲-20已經在試飛中表現出了不開加力飛行速度可超過1.0馬赫的消息,這還只是殲-20使用AL-31F發動機達到的性能。只不過,由於跨音速段飛行導致燃油效率低、飛機震動嚴重等問題,這並不能算是真正的「超音速巡航」。要讓殲-20真正具備和F-22A相匹敵的超音速巡航和作戰能力,還得等裝備WS-15發動機的「完整版」殲-20出現。但即使使用AL-31F(99M1)發動機,殲-20也能達到這樣的性能,這表明了成飛對殲-20的氣動設計是極為成功的,實現了高升阻比和大迎角性能、高敏捷性的完美結合。在近期的試飛中,殲-20已經證明了自身的優秀性能,而這次「意外音爆」或許可以算是一次對全國人民的「彙報演出」。
隨著原型機系列全部完成製造並進行試飛,首批為作戰部隊生產的殲-20A型戰鬥機可能也不會太遠了!從這個意義上來說,這一聲音爆,也是中國空軍邁向未來的一聲戰鼓。
美國蘭德公司的今年的《中美軍力計分表》報告中,指出中國在未來10年內可能會擁有200-300架五代機,超過800架四代和四代半戰鬥機。而在他們認為中國還不能正式列裝五代機的2017年,中國的空中力量也已經足以讓美國空軍感到「越戰以來首次不能獲得完整戰區制空權」,可以想像10年後會出現什麼情況了。
B-2轟炸機的構造圖,可以清晰看到背負式鋸齒型並列雙發大S彎進氣道
不過蘭德的報告還是保守了一點,周四出版的《中國航空報》3版文章專門提到了「背負式鋸齒型並列雙發大S彎進氣道」研製成功的消息,對這個有點繞嘴的名詞稍稍有點概念的人就會立刻聯想到美國空軍的象徵B-2戰略轟炸機。無疑,中國可能正在考慮研製一種類似B-2的轟炸機,而且已經開始了相關技術的預研。
「我愛祖國的藍天,晴空萬里陽光燦爛,白云為我鋪大道,東風送我飛向前。」這便是筆者此刻的心情。祝願這首歌的作詞者閆肅老先生身體健康,看到殲-20戰鬥機正式服役的那一天!
我愛祖國的藍天,晴空萬里陽光燦爛,白云為我鋪大道,東風送我飛向前。
文章來源: https://www.twgreatdaily.com/cat35/node762777
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