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從照片上係統分析中國隱身戰機 [多圖]

(2010-12-26 01:27:41) 下一個


《機頭部分》
從機頭到駕駛艙的長度來說,F-22和T-50的機頭明顯長出一塊,殲-20和F-35則短很多。F-22在設計之初,在機頭兩側是要加側視雷達天線的,所以要留出空間,長一點不奇怪。T-50座艙蓋前方有光電雷達,多少會有些影響,不過猜測主要原因還是俄羅斯的雷達技術上有問題,一貫笨重粗大的毛子不大可能突然就開竅搞出小雷達了,所以體積會大一些。

機頭雷達天線罩再怎麽裝,也要留出放雷達發射機等東西的空間,所以小機頭必然導致雷達天線麵積小。敢把天線麵積做小,這對中國航空業來說是個巨大的進步,沒有再出現殲-10那樣巨大的雷達天線拖累機體設計的問題。五代機彼此搜索都困難,不過中國空軍立足國土防空,有雷達網的引導,對搜索要求低一些;再一個可能是天線繼續做大的收益可能很有限,相控陣雷達能保持足夠的跟蹤精度和發射功率,這個體積足夠了。

《座艙》
F-22和殲-20是整體座艙蓋,F-35和T-50不是。這個問題主要在座艙蓋的結構強度是否能滿足需要,這又涉及到座艙蓋材料強度、對低空最大速度的要求等問題。有框架主要影響雷達反射麵積,也就是隱身;無框架主要影響座艙蓋重量。從這裏和其他地方看,殲-20比T-50更重視隱身。駕駛艙比較平,沒有突出機背太多,更接近F-22,比F-35那種攻擊雞還是好很多。



《鴨翼》
鴨翼翼根和主翼翼根在同一水平線上,減少了機身不連續麵,有利於隱身。鴨翼上反,增強渦升力。鴨翼結構簡單,內部無各種零部件,可以搭配多層吸波材料,說不利於隱身是不合理的,人類科技還沒發展到能區別出鴨翼和水平尾翼RCS的地步。上反鴨翼還可以實現直接力控製,能提高大迎角性能,尤其是帶側滑角狀態下的大迎角性能,而這也是格鬥空戰中最常出現的情況之一。

超音速狀態下,鴨翼提供升力,平尾提供壓力,亞音速狀態下反之;所以鴨翼戰鬥機航程不好。但是,如果飛機能夠在一定幅度上調節重心,也可以讓鴨翼在亞音速提供升力,以彌補不足。辦法就是在座艙後設置油箱,亞音速狀態下保持油箱滿油,以前移重心;臨近接戰時清空油箱,以提高飛機機敏性。殲-10介紹展板上提到設計時考慮到了改雙座的要求,估計就是在單座後方設置了油箱,這樣改雙座就很容易。所以,殲-10應該也有這個能力。

《進氣道》
圖上看是機身肋部進氣道,很大可能是DSI。一直有殲-20的DSI進氣道可調的說法,以增大最大速度。如果可調的話,低速狀態下可以減小阻力,高速狀態下可以避免影響發動機穩定工作,但是要以重量為代價。我認為不可能是可調,因為這完全破壞了DSI減重的效果。或者我們看幻影-2000,它是調節進氣錐,達到相同的目的,想調節進氣道壁板的和它有什麽區別呢?

《機翼》
機翼下反,這是上單翼戰鬥機必然的搭配,以提高敏捷性,而不是為了配合鴨翼上反拉大距離。側視圖看不出翼形,要等首飛後才能看到。

彈艙側麵看,機身前後基本一邊粗,沒有F-22那種明顯前粗後細的線條。F-22是因為彈艙在進氣道下方,所以前麵必然要厚;F-35和T-50的彈艙都是水平布置,所以側麵看是一邊粗的。殲-20肯定也是水平布置,彈艙布置很可能類似F-35。

飛機要減阻,橫截麵積變化要均勻。殲-20進氣道和F-22比很靠前,這一方麵是為了布置鴨翼,另一方麵也給彈艙布置流出了空間,避免與機翼最大翼展部分重疊,減小了最大橫截麵積。這樣布置的彈艙空間會較大,能夠容納大型製導炸彈,容易發展對用途改型。

《全動垂尾》
根據照片確定是全動垂尾,這是為了提高超音速狀態下的有效舵麵麵積,提高操縱性能。根據宋總的論文,來自前機身的脫體渦會在垂尾處誘導出較大的向外的氣流,等於單垂尾飛機帶側滑角的情況(就是飛機雖然大體橫著,但機頭比機尾高,在這種情況下快速轉彎)。這會造成機身尾部和垂尾都受到向下的壓力,對飛機在大迎角時的縱向配平不利,導致飛機難以低下頭去,影響飛機機動性(如果控製不了,那飛機就會在天上翻跟頭,然後就進入尾旋)。想解決這個問題,需要采用麵積較小的垂尾。一般雙垂尾的相對麵積為20-25%,根據宋總論文,示意圖中的全動雙垂尾為10-13%量級。

同樣論文中提到,雖然放寬了偏航方向的靜安定度,但仍可保持基本的偏航穩定度,並維持垂尾作為偏航控製裝置的功能。這肯定就是在電傳控製係統的自動操縱下,垂尾不斷偏轉來維持航向穩定性。用操縱性維持穩定性的例子還有B-2、A-12、X-36等飛機,不過他們是徹底沒有垂尾,比殲-20更極端。

垂尾之所以是大後掠角的梯形,估計是因為鴨翼布局,沒有平尾伸到噴管後麵進行過渡,而超音速下的阻力主要與飛機截麵積變化程度有關,突然間的縮小會導致超音速下底部阻力增大,就像普通炮彈和棗核彈一樣。為了減阻,不得不延伸垂尾以進行過渡。F-22和T-50都是比較靠前的蝶形垂尾,這是為了在大迎角狀態下減輕機身對垂尾的屏蔽,以提高大迎角時的航向穩定性,同時提高飛機縱向靜安定性。殲-20有上反差動鴨翼提高大迎角時的縱向穩定性,飛控有殲10的底子也比俄國人強,就不需要照他們的做法了。

殲-20的垂尾有底座。T-50的垂尾也是有底座的,且底座上都有進氣孔。這一方麵是繼續保持以往垂尾根部開冷卻氣流進氣孔和輔助動力係統進氣孔的功能,以減少機身表麵不連續曲麵,提高隱身性能;另一方麵也抬高了垂尾,減輕了大迎角時的機身屏蔽效果,不用增加垂尾麵積,也就不用增大舵機功率,從而避免增大重量。殲-20的底座功能估計與此類似,也會有進氣孔。



《起落架》
相對F-22和T-50,殲-20的起落架很靠前,這個可能是示意圖不準的問題,要等更多照片出來才好確定。不過目前看主起落架艙門特大,這一方麵可能是減少開口數量,從而減少每次維護時需要打開再密封的口蓋,以提高隱身措施的維護性。另一方麵可能類似B-2的考慮,起降階段提高方向穩定性。畢竟殲-20偏航方向的靜安定度較低,飛行時可以依靠飛控進行動態調節,起降階段高度低時間短,一旦偏航缺乏修正的時間和空間,因此依靠起落架艙門提高安全性。

這樣做的缺點是較大的起落架艙門重量較大,需要更大重量的控製機械;大型艙門導致的阻力也較大,這在起降階段到不重要,甚至是有利的;最大的問題還是出在大型艙門的結構強度上。在殲-10的試飛過程中,曾經出現前起落架艙門被氣流扯開扭曲的事故,因此後來的前起落架艙門從早期的單門改成兩截式。殲-20的主起落架艙門如此巨大,可能會出現同樣的問題,這就需要加強其結構強度,也就會付出重量上的代價。

邱貞瑋軍政手寫版
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