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楼主: 万磁王

重四三巨头

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 楼主| 发表于 2017-5-31 10:06:47 | 显示全部楼层
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  波音ATF方案隐形性能和超巡性能都十分突出,只要推力矢量能可靠工作机动性也有保障,但是技术风险也大。中国发动机技术滞后,对蝶形尾气动布局没有经验,现阶段不敢去碰波音ATF那样的超前设计。歼-20的基本设计原则是总体设计上尽可能采用成熟技术,确保无推力矢量时的高机动性,从这一点上说与F-22的理念是一致的,区别只在具体实施时采用的技术路线上。中国鸭翼飞机技术积累丰富,歼-20使用鸭式布局是合乎逻辑的。得益于多年来的技术进步,歼-20的气动性能与常规布局的F-22相比前进了一大步,发动机性能赶上来后飞行性能将全面超越F-22。
  歼-20的体积比F-22大,并不意味着歼-20的使用空重一定更高。战术飞机的体积和重量并非总是成正比,相反如果结构过于紧凑,内部空间分配困难,反而可能造成结构的复杂化和重量的增加。历史上体积大的重型战斗机的密度通常比体型小巧的轻型战斗机低很多就充分说明了这一问题,而洛克希德接连两个型号的战斗机对体积的严格限制并没有实现控制重量的初衷,相反F-22和F-35研制过程中的重量增长都十分严重。F-35的增重幅度比F-22要低,但是其重量控制是以牺牲性能指标为代价实现的。空间比F-22更为宽裕的歼-20内部设计的弹性更大,完全有条件在容纳较多燃油和弹药的前提下将使用空重压下来,燃油系数达到ATF预想的0。4左右的水平不是不可能的。歼-20的可调节DSI进气道能够在很大的速度范围内为发动机提供最佳进气,提高发动机工作效率,改善燃油经济性。较高的巡航效率与充沛的燃油储备相结合,意味着歼-20将拥有比F-22和T-50高得多的作战半径和超巡航程。
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歼-20的可调节DSI进气道能够在很大的速度范围内为发动机提供最佳进气

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 楼主| 发表于 2017-5-31 10:24:33 | 显示全部楼层
  歼-20技术上成熟后能在空战中与F-22抗衡,但能最有效发挥歼-20技术性能的战术并非直接挑战F-22,而是利用歼-20的航程优势在广阔的西太平洋空域猎杀短腿的F-22所极度依赖,而自身生存能力又十分有限的空中加油机,以及发动攻势作战将F-22封杀在地面上。由于距离中国近的机场不安全,较为安全的机场距战区太远,与中国作战时美军大部分战术飞机将来自海军的航空母舰,美军航母因此也将是歼-20的重点打击对象。没有高性能战斗机的航母舰载机联队对歼-20缺乏有效的防御手段,歼-20的存在,加上潜艇和反舰弹道导弹的威胁,将迫使美军航母远离中国海岸,作战效能大打折扣。而且航母舰载战术飞机同样严重依赖空中加油机的支持,因此歼-20对美军空中加油机形成的压力能够同时压制美国海空军战术航空力量的作战行动。
  歼-20的隐形设计基本上采用了与F-22相同的原则,外形的控制远比F-35和T-50做得到位。洛克希德当然不是没有能力把F-35的隐形设计做得更好,而是由于要在受F-35B拖累,外形尺寸极为局促的机体内塞进大功率发动机,内置武器舱,航电液冷系统,还有8吨多的燃油,空间不够用了,只好在飞机腹部鼓起来好几块,弄得像条怀孕的鲸鱼,破坏了X-35原本设计良好的平坦腹部,下半球的隐形性能不免打些折扣。后半球隐形性能的缺陷则是蓄意的。锯齿形处理的尾喷管足以对付X波段的战斗机射控雷达和导弹制导雷达,S波段,L波段,UHF波段等波长较长区的雷达隐形就不考虑了,反正为浅近纵深内对地打击任务设计的F-35不会跟这类雷达过多纠缠。消灭空中预警机,大孔径高性能低波段雷达支持的重型地对空导弹等的活本来就是分配给F-22的。尾喷管要在低波段保持雷达隐形,必须采用F-22或YF-23风格的矩形横截面设计,成本和重量都会显著上升,对追求低造价的F-35是不合适的。JSF方案中本来考虑过矩形横截面尾喷管,后来放弃了。
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使用矩形横截面尾喷管的洛克希德JAST设计
  与F-35不同,T-50外形设计上的问题没有任何借口,完全是研发团队功力不够造成的。糟糕的外形设计使得T-50缺乏隐形性能上的升级潜力,即使未来采用F-35式的内置框架一体式座舱盖和隐形化的红外传感器,蒙皮生产工艺大幅度提升,雷达隐形性能也无法达到F-22目前的水平,与F-22和歼-20未来升级版本所能实现的雷达信号控制水平的差距就将更大,不过向F-35的水平看齐还是可能的。这样的隐形性能用来对抗战斗机射控雷达倒也够了,但无法保障T-50有效穿透由大型预警机和大孔径高性能低波段雷达防御的空域。因此T-50适合作为防空战斗机和浅近纵深打击飞机,但缺乏升级为纵深打击平台的潜力。

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 楼主| 发表于 2017-5-31 10:27:50 | 显示全部楼层
  歼-20整体隐形设计的水平与F-22相当,腹部平坦,侧面倾斜角大,机身表面找不到明显的突起。遗憾的是受到现有发动机技术的限制,后半球隐形性能很不理想。为保障大仰角稳定性安装的一对腹鳍对隐形是不利的,但更成问题的还是发动机喷管的隐形设计和F-35一样仅对X波段雷达有效。对低波段雷达来说,目前配置的歼-20就好比一只发情的狒狒,从后方看去异常醒目。歼-20的后机身设计与F-22或YF-23风格的喷管是完全兼容的,目前这种有碍观瞻的配置多半是为了在发动机技术赶上来之前尽快开始试飞,什么时候能改过来取决于发动机技术的推进速度,不能排除初期服役的歼-20仍然顶着红红的猴子屁股满天飞的可能。鉴于中国主要作战对象大多是缺乏防御纵深的岛屿或海军编队,歼-20后向隐形性能上暂时的缺陷是可以容忍的,其良好的总体隐形设计保证了未来的升级空间,大改后的歼-20隐形性能有可能比F-22略胜一筹。歼-20的鸭翼如果频繁偏转会造成比较强的雷达反射,但是发动机配备推力矢量后,巡航状态下鸭翼可以锁定在中立位置,对飞机姿态和航向等的细微调节由矢量喷管完成,所谓鸭翼不隐形的问题就可解决。目前歼-20各主要舱口盖的锯齿处理从尺寸上看,和发动机喷管的锯齿处理一样,是针对X波段雷达设计的,未来改进过程中有必要加大锯齿尺寸以提高对低波段雷达的隐形效果。
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要实现对低波段雷达的有效隐形,必须使用F-22A(上)或YF-23(下)风格的矩形横截面尾喷管
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F-35(上)和歼-20(下)锯齿形处理的尾喷管仅对X波段和Ku波段雷达有隐形效果

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 楼主| 发表于 2017-5-31 10:31:21 | 显示全部楼层
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歼-20外形修长,超音速面积律得到充分应用,波阻比F-22和T-50都低,是理想的超巡战斗机
  修长的低波阻气动设计,加上可观的预期载油量,将使得发动机技术成熟后的歼-20的超音速续航力大幅度超过F-22和T-50,在中国海岸半径500海里内的所谓绝对制海圈空域作战时有可能实现全程超巡。与为超音速性能优化的F-22不同,歼-20采用了速度适应范围大的可调节DSI,亚音速巡航效率要好得多,武器全内置时的作战半径有希望达到1500公里,美军的航母要当心了。
  美国空军现役的E-3系列预警机的雷达工作于S波段,对歼-20和F-22这类高配隐形战斗机的探测距离极为有限,很容易被对方逼近到常规BVR空对空导弹射程之内,死无葬身之地。E-737和G550CAEW的L波段AESA雷达和E-2D的UHF波段AESA雷达具有一定的反隐形能力,但是对歼-20的探测距离仍然太短,如果歼-20携带固冲一体发动机驱动的BVR空对空导弹,就能在这些新型预警机雷达有效探测范围之外发射导弹,将其击落。大改后采用F-22风格尾喷管,隐形性能潜力得以完全发挥的歼-20也可以不去理会这些预警机,利用全向隐形性能绕过预警机的巡逻区。西方防空系统大多工作于波长较短的X波段,Ku波段,S波段等,这些均为隐形飞机重点反制的雷达波段。著名的宙斯盾系统使用的就是S波段,功率虽然强大,但是反隐形效能有限,待探测到歼-20时,对方已经逼近到可以投放无动力滑翔武器的距离了。美国推出F-117A和B-2A后对其潜在敌国造成的防空困境,现在随着中国歼-20项目的快速推进快要自己品尝了。
  美国当然不是没有反制歼-20的技术手段,世界第一强国的技术积累毕竟深厚无比。问题在于研发制衡歼-20的新一代武器系统需要巨大的投资,空军规划中的新一代100吨级隐形轰炸机和海军梦寐以求的下一代隐形战术飞机,都是投资将超过1000亿美元的大项目,全面升级舰队防空体系和靠前部署的高性能机动地对空导弹系统需要的投资也将至少以数百亿计。在目前美国政府财政紧缩,空军需要投入大量财力购买F-35A战斗机和KC-46A空中加油机,海军需要更新海上巡逻飞机,购买EA-18G和F-35C,造舰成本失控,预算不够用的大背景下,美军很难挤出足够的资金投到为反制歼-20开发的项目上来。
  根据历史经验,历次战争后美国都会经历一段时间的国防开支紧缩。如果这次也不例外,则等美国缓过劲来歼-20已经投入批量生产,中国可以针对美国的反制措施采取相应对策了。如果美国为了反制歼-20,不顾严重的预算问题强行推进其新一代轰炸机和战术飞机项目,则只会进一步恶化其已经很糟糕的财政状况,对美国经济的长期健康是不利的。所以说美国穷兵黩武,在过去10年里连年在海外作战,耗费大量军费却未能有效地更新军队的装备,给中国造就了一个在关键技术装备上赶上来的黄金机遇期。而且美军跟游击队打的时间太久,正规战的技艺反而退步了。古话说好战必危,一点没错,美军所谓丰富的实战经验其实并不值得羡慕。

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