戰(zhàn)機(jī)的體積，與其機(jī)動性有關(guān)系嗎
- 教育綜合
- 2023-04-28 17:44:07
殲20機(jī)體較大的原因是什么？會不會機(jī)動性不足？
看到軍武數(shù)據(jù)庫說J20機(jī)體較大是因?yàn)榧夹g(shù)水平低的原因，所以就特此來強(qiáng)答一波。
圖為J8的三視圖
確實(shí)J8是米格21的放大版，但是卻是設(shè)計(jì)非常失敗，并不是說機(jī)身細(xì)長就一定會低阻力，而J8恰恰就是最好的反例。這就得從三角翼的特性說起，三角翼雖然升力低，但是有一個突出的優(yōu)點(diǎn)：阻力和重量隨機(jī)翼面積增加的幅度遠(yuǎn)小于其它類型機(jī)翼。阻力低允許更大的翼型厚度，結(jié)合翼根弦長大的特性，使三角翼與機(jī)身的結(jié)構(gòu)連接面擁有出眾的高度和長度。加上三角翼抗彎扭能力特別好，優(yōu)良的強(qiáng)度和剛度特性使其很容易做到大翼內(nèi)容積而且特別輕巧堅(jiān)固。
這個優(yōu)點(diǎn)決定了三角翼飛機(jī)的一個重要優(yōu)化方向：盡可能的加大翼根弦長與機(jī)身長度之比，形成大機(jī)翼小機(jī)身的設(shè)計(jì)。這一方面加大機(jī)翼面積，減低了翼載荷，對于盤旋能力的提升至關(guān)重要；另一方面大翼內(nèi)容積減小了機(jī)身油箱在燃油分布中的比例，可以使機(jī)身截面積做的更小。后者能有效的減小機(jī)身的浸潤面積，使飛機(jī)的零升（不產(chǎn)生升力的）阻力大幅降低，對于各方面性能都提升顯著。
圖：幻影2000
達(dá)索的幻影系列就是利用三角翼這個優(yōu)點(diǎn)極端化從產(chǎn)物，在發(fā)動機(jī)推力低而且體積相當(dāng)大的情況下，獲得了對二代機(jī)來說非常優(yōu)異的盤旋滾轉(zhuǎn)性能和良好的高速、航程能力。
而J8卻完全背道而馳，大家應(yīng)該知道，在超音速飛行的時候，激波被甩在飛機(jī)的后面，所以阻力后移，一味的拉長機(jī)身，結(jié)果就是進(jìn)一步惡化了飛機(jī)的面積律分布。
J20與J16的比較，J20比J16短一些，也就是20米左右，說J20長是因?yàn)榘l(fā)動機(jī)不給力，不是在搞笑嗎?
空軍之翼網(wǎng)站掛掉真是一件悲傷的事情，如果它還在就能找到F22原型機(jī)與量產(chǎn)機(jī)的區(qū)別的圖，簡單來說F22是一個很悲劇的事情，因?yàn)槊绹暮娇展I(yè)特別強(qiáng)大，所以美國總是能夠領(lǐng)先其他國家一大截搞出新時代的戰(zhàn)斗機(jī)，F(xiàn)15作為三代機(jī)就是美國特別強(qiáng)大的航空實(shí)力的證明，但是其缺乏三代機(jī)的典型氣動設(shè)計(jì)。同樣的道理，F(xiàn)22出現(xiàn)的太早，所以當(dāng)時還有一些上一代的錯誤思想，比如說過度強(qiáng)調(diào)控制成本，實(shí)際上這沒錯，錯就錯在控制成本的方向在于控制機(jī)體的尺寸上。
然而事實(shí)在于現(xiàn)代戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)體本身已經(jīng)不值錢（只占飛機(jī)價格的三分之一），最貴的飛控軟件等軟件上，所以嚴(yán)格控制機(jī)體的結(jié)果就是F22的機(jī)體空間非常緊張，不到19米的長度卻有19噸的空重，彈倉異常緊張，而且為了控制重量，所以在很多子系統(tǒng)上都要求盡可能的小與輕。
其中供氧系統(tǒng)就因?yàn)槿绱硕鰡栴}，造成大面積的停飛，而之后就是環(huán)控出問題，而且紅外光電系統(tǒng)，就直接不安裝了。
J20只是看上去大而已，如前所說，因?yàn)槿且淼奶匦裕訨20其實(shí)結(jié)構(gòu)重量不會比F22重多少（實(shí)際上F22的蝶形翼也是三角翼的變形），中國發(fā)動機(jī)是比較差，所以才會盡可能的發(fā)揮氣動設(shè)計(jì)的后發(fā)優(yōu)勢。
有網(wǎng)友根據(jù)照片同比例計(jì)算后，得出F22的機(jī)翼面積是78平米（與美國公布的數(shù)字差不多），J20不到70平米，這也就是為什么說J20其實(shí)并不大。
J20確實(shí)比F22長，而之所以如此在于現(xiàn)代空戰(zhàn)體系的進(jìn)步，正如奧運(yùn)會所謂的更高更快更強(qiáng)，空戰(zhàn)實(shí)際上也是這么一個思路，而F22的ATF計(jì)劃則誕生于80年代，那個時候三代機(jī)的中空中速高機(jī)動理論方興未艾，所以ATF計(jì)劃雖然有所謂的4S標(biāo)準(zhǔn)，但是總的來說還是非常強(qiáng)調(diào)有強(qiáng)大亞音速機(jī)動性能，而結(jié)果就是更加注重超音速機(jī)動性的YF23失敗，F(xiàn)22的設(shè)計(jì)則更加注重亞音速機(jī)動性（當(dāng)然其超音速機(jī)動性也遠(yuǎn)在三代機(jī)之上）。
而J20的氣動設(shè)計(jì)無疑更加注重超音速的機(jī)動性能，其纖細(xì)的機(jī)身，在超音速以后能夠獲得更好的升阻比，有人計(jì)算大概能夠達(dá)到5.5，而F22則是5.0，F(xiàn)15則只有2.5，而且采用宋老前輩的鴨翼邊條翼升力體布局，整個J20超音速機(jī)動性在沒有矢量發(fā)動機(jī)的情況下仍然有比F22更好的超音速機(jī)動性能。
所以有人會說J20憑借AL31都能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)超巡，恰恰就是其氣動設(shè)計(jì)非常優(yōu)秀的原因，同時也是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)準(zhǔn)確的把握了未來空戰(zhàn)是超音速空戰(zhàn)的特點(diǎn)，這使得J20對F22彎道超車的機(jī)會。
雖然發(fā)動機(jī)確實(shí)是J20的短板，但是設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的氣動設(shè)計(jì)無疑是非常先進(jìn)且成功的。
