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夜粥 | 關(guān)于F-35、殲35一些說法的再討論

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歡迎光臨堂主的夜粥檔!無所不知、知無不言!這里不止有雞粥,還請(qǐng)各位新老朋友賞面、點(diǎn)餐!

上期發(fā)出后,夜粥檔的單日評(píng)論數(shù)再創(chuàng)新高,看來大家還是希望把殲35的問題搞得更清楚一些。堂主就各位朋友在評(píng)論區(qū)的看法,再捋一捋,核對(duì)數(shù)據(jù)核得頭痛,今天就只能一題了,以后再補(bǔ)上吧。

一、航程與作戰(zhàn)半徑

評(píng)價(jià)一架戰(zhàn)斗機(jī)的設(shè)計(jì)水平,航程方面主要就是看內(nèi)油航程。如何在一架戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)體內(nèi)塞下足夠多油料,并讓機(jī)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠承受,同時(shí)體型、外形要盡可能降低飛機(jī)的飛行阻力,非??简?yàn)設(shè)計(jì)師的功力。

對(duì)于航程的界定,蘇美中的軍標(biāo)基本一致,以最大軍推滑跑、爬升,爬升至10000-12000米的最佳巡航高度,以0.8馬赫左右的最佳巡航速度飛行。降落時(shí)則有些區(qū)別,中美的軍標(biāo)是要求留出20分鐘的下滑、繞場(chǎng)飛行時(shí)間,以及5%初始油量的余油;蘇聯(lián)則是4分鐘的繞場(chǎng)飛行時(shí)間,以及7%的余油;兩者區(qū)別是,蘇聯(lián)軍標(biāo)大約占了300公里左右的航程便宜。

這也是為什么蘇27在試飛時(shí)明明飛出了4000公里的航程,但一般認(rèn)為蘇27SK的最大航程(蘇27SK內(nèi)油9.4噸,不帶副油箱,這個(gè)就是它的內(nèi)油航程)在3600公里左右。


圖:蘇27戰(zhàn)斗機(jī)在同代戰(zhàn)斗機(jī)中有著超群的載油系數(shù),所以蘇霍伊設(shè)計(jì)局甚至不為它安排副油箱。

第四代戰(zhàn)斗機(jī)因?yàn)椴浑[身,不需要考慮純內(nèi)油作戰(zhàn),所以除了補(bǔ)出來的蘇27外,其它同代飛機(jī)的內(nèi)油航程都不遠(yuǎn)。

例如:

F-16A為2300公里左右,F(xiàn)-16C由于增重、僅為1900公里左右;

F-18A為2003公里,F(xiàn)-18E為2345公里;

F-15A為2100公里,F(xiàn)-15C(無保型油箱)為2300公里;

幻影2000為1600公里;

殲10A為1650公里;

梟龍為1800公里(梟龍3增重,不過內(nèi)油也增加);

米格29A為1250公里,米格29M為1850公里;

陣風(fēng)為2300公里;

可以發(fā)現(xiàn),初代石榴姐不愧是戰(zhàn)斗機(jī)黑手黨調(diào)教出來的機(jī)動(dòng)頭牌,起飛重量偏小的中型機(jī)就可以把內(nèi)油航程干到2300公里,大于雙發(fā)中型機(jī)F-18A、以及雙發(fā)重型機(jī)F-15A。而輕型機(jī)的梟龍,內(nèi)油航程也大于殲10A,原因押后再說。

而到了第五代隱身戰(zhàn)斗機(jī),實(shí)際上業(yè)內(nèi)認(rèn)為F-22A的內(nèi)油航程就有2700公里左右,大于除蘇27家族以外的任何四代、四代半飛機(jī)。只是內(nèi)容快餐時(shí)代,一些喜歡抖機(jī)靈的軍迷把F-22踩成米格29這樣的機(jī)場(chǎng)保衛(wèi)者而已。


圖:實(shí)際上F-22A的內(nèi)油航程不算小了。美軍當(dāng)年的規(guī)劃問題并不大,它們只是想不到后來會(huì)有殲20橫空出世。這其實(shí)也正常,F(xiàn)-22的首飛時(shí)間比殲10還要早一年啊。


圖:洛馬為了彌補(bǔ)F-22的航程不足,今年終于推出隱身版副油箱,但估計(jì)對(duì)RCS還是有很大影響。

至于作戰(zhàn)半徑,那就復(fù)雜了,有各種不同的任務(wù)的數(shù)字;一般簡單比較時(shí),多使用的是空中優(yōu)勢(shì)(高-中-高)任務(wù)的數(shù)據(jù)。簡要地說,就是以最大軍推滑行、爬升,高空巡航,進(jìn)入5000米中空作戰(zhàn)機(jī)動(dòng),戰(zhàn)后高空巡航返航。具體規(guī)定非常詳細(xì),大家可以看圖表。

戰(zhàn)斗機(jī)適用的標(biāo)準(zhǔn),除了空中優(yōu)勢(shì),還有截?fù)簟?zhàn)斗巡邏、空中封鎖、對(duì)面攻擊、戰(zhàn)術(shù)偵察等等;各種任務(wù),還有根據(jù)任務(wù)剖面不同而劃分的子分類。

不同任務(wù),相同任務(wù)不同剖面,以及不同的掛載重量、掛載物,這些使得討論、對(duì)比戰(zhàn)斗機(jī)的作戰(zhàn)半徑需要非常小心謹(jǐn)慎,不能看著數(shù)字就懟上去。

當(dāng)然五代機(jī)會(huì)簡單一些,因?yàn)楝F(xiàn)在的隱身戰(zhàn)斗機(jī)出門作戰(zhàn)時(shí),一般不帶副油箱或保型油箱。

另外有一個(gè)一般規(guī)律是,作戰(zhàn)半徑對(duì)重型機(jī)有利,因?yàn)樵谙嗤瑨燧d物條件下,重型機(jī)阻力增加的比例較小。

綜上,由于現(xiàn)在可查的數(shù)據(jù)太少,一般也只能簡單推測(cè)F-35A/C的空中優(yōu)勢(shì)(高-中-高)任務(wù)作戰(zhàn)半徑約1400公里,F(xiàn)-22A、殲35的應(yīng)該約為1200公里,殲20的押后再表。


圖:國軍標(biāo)對(duì)于空中優(yōu)勢(shì)(高-中-高)任務(wù)的定義。


圖:國軍標(biāo)對(duì)各種飛行任務(wù)的分類。

二、升阻比與戰(zhàn)斗機(jī)的氣動(dòng)布局、體型

很多朋友在討論升阻比時(shí),往往僅聯(lián)系戰(zhàn)斗機(jī)的翼型,卻忽略了體型,這是不對(duì)的。

因?yàn)閼?zhàn)斗機(jī)飛行時(shí),即便是巡航時(shí),也帶有一定的攻角,除了主機(jī)翼、水平尾翼、鴨翼貢獻(xiàn)大部分升力外,機(jī)身也提供了小部分升力。

阻力則需要更加仔細(xì)考慮,飛行阻力由3部分構(gòu)成:

1、誘導(dǎo)阻力

這是為了產(chǎn)生升力而付出的必然代價(jià)。機(jī)翼上下表面壓力差導(dǎo)致翼尖產(chǎn)生渦流,對(duì)飛機(jī)形成拖拽。

誘導(dǎo)阻力有3個(gè)特點(diǎn),1、與升力系數(shù)平方成正比;2、與飛行速度平方成反比;3、與展弦比成反比。

2、寄生阻力

這與升力無關(guān),純粹是飛機(jī)在空氣中“穿行”產(chǎn)生的阻力,也稱為零升阻力。

寄生阻力包括,1、摩擦阻力: 空氣粘在飛機(jī)表面產(chǎn)生的摩擦力。2、壓差阻力(形狀阻力): 飛機(jī)迎風(fēng)面的高壓和背風(fēng)面的低壓之差,外掛架、導(dǎo)彈、副油箱會(huì)極大地增加這一阻力。3、干擾阻力: 機(jī)身與機(jī)翼連接處、掛架與彈藥之間氣流相互干擾產(chǎn)生的額外阻力。

3、激波阻力

當(dāng)飛行速度接近或超過音速時(shí),空氣被劇烈壓縮,在飛機(jī)前緣形成激波。

一般來說,戰(zhàn)斗機(jī)以干凈構(gòu)型在高空以經(jīng)濟(jì)航速巡航時(shí),誘導(dǎo)阻力與寄生阻力大約各占50%。

這即是說,在討論亞音速巡航升阻比時(shí),不僅要看飛機(jī)的氣動(dòng)布局、翼型,飛機(jī)的體型、整體外形也是需要重點(diǎn)關(guān)注的。


圖:陣風(fēng)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)比較落后,它憑什么做到內(nèi)油航程2300公里?優(yōu)秀的氣動(dòng)、以及整體外形設(shè)計(jì),那句名言怎么說來著?好飛機(jī)一定是好看的飛機(jī)。

上期評(píng)論中,有朋友說F-35的最大升阻比達(dá)到15,戰(zhàn)斗機(jī)中最高,本堂估計(jì)不對(duì),這應(yīng)該只是眾多仿真研究中的某一家之言。

F-35盡管采用與F-16差不多的較小后掠角梯形翼,誘導(dǎo)阻力確實(shí)較??;但它過于粗壯的體型,讓它的寄生阻力肯定小不了,所以它的最大升阻比估計(jì)就跟F-18、F-15差不多,應(yīng)該僅有10出頭—— 即其它研究的觀點(diǎn)。

而按照中航工業(yè)的《飛機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)》估計(jì),在11000米高空、以0.8馬赫巡航時(shí),蘇27的升阻比接近13,而F-15A資料值只有10.8左右(估算值為11.2左右),F(xiàn)-22A和F-16A升阻比資料值、估算值都在11.4上下,F(xiàn)-18升阻比則只有10.7。

這些與通常印象是相符的,蘇27經(jīng)歷過推倒重來,強(qiáng)調(diào)升力體技術(shù)應(yīng)用,加上主翼采用后掠翼,所有有著最好的亞音速巡航升阻比。

俄羅斯的五代機(jī)蘇57被網(wǎng)友們戲稱為被拍扁的蘇27,估計(jì)就是因?yàn)樘K霍伊設(shè)計(jì)局希望盡力保持蘇27原有的優(yōu)勢(shì)。

F-16A以常規(guī)布局強(qiáng)調(diào)空戰(zhàn)格斗,所以它在四代機(jī)有僅次于蘇27的最大升阻比。

F-22、殲20、殲35的亞音速巡航最大升阻比估計(jì)在11左右也比較合理,它們的氣動(dòng)更先進(jìn),但畢竟擁有內(nèi)部彈艙、以及強(qiáng)調(diào)內(nèi)油,體型相對(duì)較大。


圖:這可以代表國內(nèi)行業(yè)的基本看法了。


圖:蘇57——拍扁的蘇27。實(shí)際上陣風(fēng)、F-22、殲20、殲35其實(shí)都扁,多利用升力體的好處。

F-35則因?yàn)槿娡ㄓ每紤],機(jī)身長度較??;以及要求掛載2000磅級(jí)炸彈;過于肥碩的機(jī)身影響了它的亞音速巡航升阻比表現(xiàn)。

另外一個(gè)側(cè)面印證是,F(xiàn)-35盡管有比F-16C更大的推重比,但它的亞音速加速能力也僅略遜于F-16。這些可以推測(cè)F-35的升阻比更接近于F-18的10出頭,航程是依靠大載油系數(shù)、較大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)的。

有弊必有利,體型帶來阻力大的問題,但也有很大的好處,除了可以攜帶2000磅級(jí)炸彈外,F(xiàn)-35A的載油系數(shù)高達(dá)36.9%,而蘇27SK也僅為36%,F(xiàn)-22A一般估計(jì)約為30%。

而前面提到殲10的內(nèi)油航程不如梟龍,主要也是因?yàn)榇髾C(jī)頭付出了多大的阻力代價(jià),但好處大家在印巴57空戰(zhàn)中都看到了。

殲35缺乏空重?cái)?shù)據(jù),但樂觀估計(jì)其載油系數(shù)跟F-22差不多。

殲20也沒有數(shù)據(jù),但按它的機(jī)身長度和體型,估計(jì)也是載油系數(shù)一個(gè)超越蘇27的怪物,它在亞音速巡航升阻比略遜于蘇27的條件下,以大內(nèi)油實(shí)現(xiàn)接近4000公里的內(nèi)油航程是可能的。


圖:F-35A這體型,它的升阻比怎么可能超過蘇27嘛,這水桶造型去夜總會(huì)也沒人點(diǎn)的。



圖:F-35與殲35的近似角度

三、中型機(jī)與重型機(jī)

按官宣,接近30噸的最大起飛重量,現(xiàn)階段的殲35只能算偏重的中型機(jī),F(xiàn)-35也是如此;真正的五代重型只能是F-22、殲20、蘇57。

F-35一開始就放棄超音速巡航,現(xiàn)階段采用國產(chǎn)版RD-93的殲35估計(jì)也很難實(shí)現(xiàn)超音速巡航;真正的超巡選手只有F-22、殲20、蘇57。

假設(shè)本堂的推測(cè)基本接近實(shí)情,殲35內(nèi)油航程2800公里,殲20為4000公里。大家別小看這個(gè)1200公里的差距,飛機(jī)在1萬米高空以0.8馬赫巡航,這就是1.5小時(shí)的滯空時(shí)間差距。

對(duì)于航母艦載戰(zhàn)斗機(jī)來說,艦隊(duì)防空任務(wù),一般是要求在距離航母200海里外的CAP站位巡航1.5-2小時(shí),重型機(jī)比中型機(jī)就有接近2倍的優(yōu)勢(shì)。

另外,第五代戰(zhàn)斗機(jī)高空亞音速巡航時(shí)使用的推力一般為軍推(同等大氣條件)的約40%;而以軍推進(jìn)行超巡時(shí),比油耗大約比亞巡高出約25%,但速度為亞巡的2倍。

也就是說,超巡的五代機(jī)以同樣的油量,大約能實(shí)現(xiàn)亞巡的50%-60%的航程;同樣航程,則時(shí)間節(jié)省一半,這是五代機(jī)相對(duì)四代機(jī)的主要優(yōu)勢(shì)。

也就是說,如果是殲20上艦,它進(jìn)行超音速截?fù)魰r(shí),能夠?qū)r截點(diǎn)外推至更遠(yuǎn)的距離,這在對(duì)抗美軍轟炸機(jī)與LRASM反艦導(dǎo)彈組合時(shí),可以讓我們的航母編隊(duì)更從容。


圖:殲20A戰(zhàn)斗機(jī)

當(dāng)然,殲35以后用上新中推,估計(jì)也能超音速巡航,不過超音速截?fù)艟嚯x比起殲20要大打折扣。

在評(píng)論里,有朋友認(rèn)為殲35不能壓制F-35,其實(shí)等block2版本用上新中推后,為什么不能呢?更大的推力,更好的氣動(dòng)外形,空戰(zhàn)肯定有優(yōu)勢(shì)啊。

這對(duì)于殲35來說,雖然是未來時(shí),但F-35減肥是不可能的了,不是這個(gè)道理?

但殲35沒辦法內(nèi)掛2000磅級(jí)炸彈、以及反艦導(dǎo)彈;我航母艦載機(jī)要追平F-35的對(duì)地打擊能力,那得等殲15的后繼機(jī)了,估計(jì)得再等10-15年。

最后,認(rèn)為艦載殲35航程比空軍版殲35A縮水,本堂也覺得缺乏根據(jù)。因?yàn)楸日誇-35A與F-35C的區(qū)別,F(xiàn)-35C為了著艦加大了機(jī)翼,同時(shí)也帶來了載油量加大的好處,從8.2噸增加至8.9噸。航程兩者是差不多的,F(xiàn)-35C比F-35A差的其實(shí)空戰(zhàn)機(jī)動(dòng)性。

最后,還是那句話,大家要釋懷,客觀看問題,平和地討論。(作者:原講武堂堂主,今夜粥檔攤主)


圖:F-35C的機(jī)翼要比F-35A的大一圈,這意味著更大的內(nèi)油。

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素色肌理 品意式格調(diào)

房產(chǎn)要聞

濱江九小也來了!集齊海僑北+哈羅、寰島...江東教育要炸了!

教育要聞

勸退:最不建議國內(nèi)留學(xué)生去讀的幾個(gè)專業(yè)

手機(jī)要聞

澎湃OS再次公布進(jìn)展通報(bào):10個(gè)問題,僅修復(fù)一則!

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津南好·四時(shí)總相宜

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