殲-20殲擊機先進設計
融合全球多種優秀戰機的精彩設計于一體
從目前已經曝光的照片分析,殲-20作為中國第四代重型戰斗機,融合全球多種優秀戰機的精彩設計于一體。這些技術包括:
美國F-22的菱形機頭和整體式黃金鍍膜艙蓋(殲-20在此基礎上進一步優化了升力體設計);
美國F-35的DSI進氣道改進型(殲-20采用獨創的可調式DSI進氣道);
中國殲10的鴨翼的改型(中國四代采用了上反鴨翼,與下反主翼等翼面配合,共生渦升效應);
多種三代機(如美國F/A-18)采用的大邊條及翼身一體設計的改型;
俄羅斯T-50的全動垂尾(殲20為全動差動垂尾)、三維推力矢量(實為殊途同歸);
俄羅斯米格1.44的后機身設計(窄間距雙發動機噴口,寬間距外傾雙垂尾及腹鰭等——都屬于超音速減阻措施)的改型。
殲20戰斗機機動性
殲20的精心設計氣動布局可謂是獨步全球,能有效彌補J-20發動機的先天不足。
殲-20的基本布局繼承于殲10,而殲10就是一種機動性、敏捷性和大仰角能力非常突出的戰機。可以預計,殲-20繼承了殲-10的高速瞬盤角速度,并進一步放寬了靜穩定度,同時采用了獨一無二的“鴨翼+邊條+前后襟翼+全動尾翼”的綜合氣動布局來提高飛控能力。
殲-20的鴨翼差動和全動小垂尾同步偏轉更是獨門絕技。再加上將來具備更大推重比和三維矢量推力控制能力的新型發動機,將獲得比殲10更高的靈活性和大仰角能力。
殲-20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。
而F-22畢竟是1990年試飛的機型,采用的是80年代(實際更早)的氣動理念,連全動尾翼都沒有,靠的是二維矢量噴管與襟翼的共同作用,僅能有限控制俯仰和轉向而已。
T-50也采用全動垂尾和三維矢量推力,但只有“可動邊條”(或者可稱“一體化鴨翼”)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低于中國殲-20。
殲20戰斗機氣動設計極其重視超音速性能
美國設計隱形戰機時,通過評估認為“鴨翼”布局會降低飛機的隱身性能,所以所有美制隱形戰機都未采用“鴨翼”布局,犧牲了一定的氣動性能。俄羅斯T-50的機身設計扁平而寬大,這種構型的亞跨音速升阻比較好,但是超音速下會有巨大的阻力,所以限制了最高空速。
成飛設計的殲-20機身令人容易想起米格-31、1.44甚至殲-8、蘇-15這種追求速度的截擊機造型,或者從某種意義來說,這就是成飛70年代所設計的2.6倍音速的殲9的重生。
它采取了略顯激進的、重視超音速性能的設計。這是對發動機暫不如人的一種彌補(有樂觀的估計認為,甚至只使用中國現有的“太行”發動機或者其改型,殲-20也能實現超巡),也體現了中國空軍一以貫之的追求速度的決心(實際上,殲-10的高速性能就相當突出,具有截擊機的特點)。
殲-20采用了獨創的“可調DSI進氣道”
殲-20獨創的“可調DSI進氣道”,做出了新的創新,解決了DSI高速性能不佳的難題。殲-20進氣口鼓包固定但是進氣道側面有可調擋板,可有效隨速度變化改變進氣量,從而達到從低到高各個主要速度段的優秀的進氣控制能力,令發動機更為澎湃地工作,也將意味著更好的加速性、爬升率和超巡能力。同時可調擋板重量輕于傳統的進氣口邊界層分離板,也不影響隱身性能。
殲20彈倉的創新點
殲20的側彈倉門,和起落架倉門是銜接的,共用一條鋸齒縫,兩個倉之間應該是有隔斷的,但是表面蓋板卻是相鄰的。這樣的設計減少了一條散射縫,對隱身有利。
殲20的自主格斗功能
殲20采用了飛發一體化控制技術,也就是說發動機加入了飛行自動控制系統中。殲20是依靠一系列先進的氣動布局來提升機動能力的。
殲20在信息化能力上領先F22的,殲20全身布滿相控陣天線(主翼、尾翼、機頭及機身多側),具備全息感知能力,在全息感知系統的支持下,依靠飛發一體化控制技術,殲20可實現多機自動組網、任務自動分配和自主格斗功能。這種技術從多機組網,任務加入與分配,到自主格斗,依靠的是系統的信息化能力和戰斗戰術解決方案。
殲20戰斗機發動機新穎設計
中國于1984年初開始推重比10:1級發動機預研的技術論證,1988年4月召開了預研選題論證會,1990年正式立項開題。1994年完成了6個總體方案的頂層設計,完成了項目指南和綜合論證,1993~1996年開展對俄合作。1995年已基本確定了推重比10發動機總體方案。有些課題,如平均級壓比達1.62的三級壓氣機研究已經取得了良好進展。2005年4月14日17時38分,在中國燃氣渦輪研究院地面試車臺上,中國自行研制的首臺高推重比渦扇發動機核心機,檢查性點火試驗一次成功,并順利推到慢車狀態,2007年7月,按照國防工業發展的需要,國家為盡快推進第四代(俄標第五代)戰機的研制,正式啟動了渦扇15項目研制工作。渦扇15是我國第一個先于飛機立項的發動機項目。按照目前為止還算一切順利的情況估計,渦扇15/WS-15將于2012年底實現定型,并交付使用。中國和美國的發動機技術差距也必將進一步縮小。