中国下一代舰载机可能会是j20吗?
▍中国下一代舰载机可能会是j20吗?
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▍中国下一代舰载机可能会是j20吗?
两年前看看问题,现在有了结果:中国下一代舰载机已经定了,是歼35。中国拥有了歼35,和任何国家海军和航母编队相比,都不落下风了。看到歼35,又看看美国的F35,里面有什么关系呢?
歼35是以空优为主的多用途战斗机,这和美国的F35定位是不一样的,美国的F35主要是攻击战斗机。为什么会这样呢?美国的F35的目标就是攻击对方,当时的美国海军天下无敌,所以美国海军不需要空优战斗机。
而中国的航母编队面对的首先就是美国的航母编队,所以歼35的使命首先就是夺取制空权。在夺取制空权的情况下采用歼15系列去攻击对方,这个编队很像中国空军的歼20和歼16,美国的F22和F15E, 歼35的主要使命还是踹门的。
现在美国海军已经发现了自己存在的问题,所以美国已经开始研制新一代舰载战斗机了。不但是美国海军,美国空军也在研制下一代战斗机,也就是美国常说的六代机。而中国战斗机已经进入自由时代,现在中国空军已经站在了世界前列,我们还在努力前行。
▍中国下一代舰载机可能会是j20吗?
我国现在还没有第五代隐身舰载机,这严重制约了我国海军航母战斗力的发挥。比如说,同样是大型航母,我国的6万吨级航母和美国的10万吨级航母比起来,过去只有吨位和载机量的差距,但是还是能打一打的,但是未来,美国的10万吨级航母将会普及F-35C海军型(注意,海军型不是垂直起降型F-35B),到那个时候,我国的舰载机质量也会有差距,就很难有一战之力了。
图为F-35战斗机,他其实也不适合作为舰载机,可见他的腹部弹仓容量有限,只能挂载2枚JDAM炸弹,没有侧弹仓,不适合空战,航程也有限,美国选他就是为了省钱。
因此,选择一款合适的第五代舰载战斗机是迫在眉睫的事情。长期以来,在我国军迷界,就一直存在歼-20和歼-31的舰载机之争,受到F-14“雄猫”战机的重型舰载机理论影响,支持歼-20的更多,但是也因为F-35战斗机的出现,以及美国选择中型战斗机作为自己的主力舰载机,于是也造成很多军迷支持FC-31作为我国的舰载机。
图为歼-20舰载机设想图。
不过,笔者始终认为我国海军应该选择一款重型舰载机作为主力舰载机。即便是要选择FC-31,也必须要进行放大改造,否则就以如今的FC-31是无法满足海军的需求的。以笔者对海军理论方面的研究,能够发现一个很有趣的现象,那就是海军对于作战距离的硬性需求是无穷尽的。几乎每一次的海军技术革命和海军理论发展,都是伴随着海军作战距离的重大提升。
图为歼-20舰载机的模型。
比如,从铁甲舰到战列舰的进步,一方面得益于动力技术的发展,军舰的航速提高,还有一个方面是因为海军舰炮的技术的进步,随着管退式大口径舰炮的出现,以及舰炮射程的稳步提升,海军的大口径舰炮射速、射程双双提高,使得军舰具备了远距离击沉敌舰的可能性,铁甲舰这种依靠重甲和敌人近距离炮战的军舰逐渐成为过时。
图为歼-31舰载机设想图,注意起落架。
随后,无畏舰的出现,让全重炮战列舰成为现实,原因就是因为舰炮的射程进一步提高,而且精度变得更高了,于是,军舰具备了在更远的10-20公里距离炮战,并且直接击沉敌舰的能力,过去前无畏舰还需要拉近距离,使用副炮攻击,后来的无畏舰就不需要了。再到后来,航母出现了,直接让战列舰成为过时,其实航母能够取代战列舰,完全是因为航母具备超视距的作战能力,而非是因为他的火力多么强大。
图为歼-20舰载机设想图。
在这里我们需要首先清楚一个事实,那就是战列舰的火力远比航母凶猛,同样的攻击,战列舰也许打好一次齐射,就能一次打废敌人一艘3-4万吨的战列舰或者航母,但是航母就需要反复攻击一个上午或者下午。原因就是火力的凶悍程度不同。但是航母为何成为了主流?是因为二战时期开始,航母具备了在200公里之外就击沉敌舰的能力,这是战列舰不具备的,战列舰还需要把炮战距离拉近到20公里左右,还没等到这个时候,航母已经让海战结束了。
中途岛大战时期,美军航母和日军航母在200公里距离就结束了战斗,虽然日军舰队内还有数艘战列舰作为主力舰,按照过去的理论,完全还具备和美军航母编队作战的底气,但是因为日军被击沉4艘航母,失去了航空兵掩护,美军航母可以在200公里上从容不迫的袭击日军的战列舰,因此作拥大和号战列舰的日本联合舰队不得不撤退。
图为歼-15舰载机,已经无法满足海军的需求。
现在也是一样。多搭载更多数量的中型战斗机,这是中型机的最大优势,带来的不同就是火力密度的提高,不论是进攻还是防御,使用的飞机数量更多。但是追求火力密度并不是海军发展的第一需求,反倒是火力的距离更重要。因此,即便是重型机的搭载数量要少一些,但是实现1000公里作战半径和实现700公里作战半径这绝对是两个概念,多出来的300公里,足以决定战争的胜负。
图为歼-31舰载机设想图。
因此,早在苏联时期,苏联就选择了苏-33作为自己的舰载机,而非是米格-29K,只有印度这种没有过分追求的国家,才会选择米格-29K,毕竟整个印度洋上只有自己有航母,飞机能多一些都是战斗力的提升,这和海战的理论是完全的两码事。但是歼-20受制于机体结构问题,比如他的狭长,比如他的抬式布局,导致他想要改造为舰载机,需要付出较大的结构加强的代价,换言之,重量会大大提高,死重更多,飞行性能和武器、燃油搭载都要下滑。
但是使用FC-31的话,他又不能满足海军对于作战距离和舰载机性能的需求。FC-31甚至没有侧弹仓,在空战中就只能使用中距离空战,毕竟近距离空战很难有机会打开弹仓,水平的投出空空导弹,而外挂导弹意味着破坏隐身,对于作战不利,所以侧弹仓又是必须的。换言之,歼-20和FC-31目前都不太适合作为舰载机,这也是我国海军长期一直没有选定五代舰载机的原因。
笔者看来,最终海军会以FC-31为基础,放大机体,换装新的大推力发动机,比如WS-10B,使用新的三面式相控阵雷达,挖出侧弹仓,研发一种放大版、战斗力加强版、重型化的FC-31战斗机,这才是最适合海军的飞机。那么距离这一天还有多远呢?目前,我国海军新一代航母003已经完成了舰体合拢,他即将建成,与其配套的弹射型舰载机,极有可能就是新一代的隐身舰载机,到那个时候,舰载机是哪个型号,就真相大白了。
▍中国下一代舰载机可能会是j20吗?
首选从需求来说,我国下一代舰载战斗机必然是具备4S能力的第五代战斗机,这一点是非常明确的。前海军司令吴胜利也曾讲过,下一代舰载机必须是具备4S的重型四代机。海军为何会有这样的要求,其实也很容易理解。我国航空母舰一出家门,遇到的五代机不光有F35,还有部署在第一岛链上的F22。所以我们的下一代舰载战斗机对标的就是F22而不是F35,而且4个S一个都不能少。从时间上来看,现在已经逼近沈飞所总设计师孙聪所说2020年的时间节点,这个节点就是我国舰载战斗机出现的节点,这是一个非常重大的时间节点,不会轻易推翻。全新研制第五代机舰载战斗机需要的时间比较久,可能性不大,最大的可能是在J20和FC31这两种战斗机中选一个,然后改型上舰。
那么J20和FC31两型战斗机哪一个更适合上舰呢?很显然J20会占据很大优势,因为J20发展比较早,现在早已服役,技术相对比较成熟,而且4个S一个都不少。而且作为空军的天字一号工程,获得的资源和支持是比较充足的。而FC31作为中航自筹资金的项目获得的资源相对有限。
J20其实尺寸并不大
有人说J20尺寸比较大,上舰比较占地方,影响载机数量,这个观点实际上是错误的。J20机长20.3米,翼展12.88米,其实尺寸并不大,比J15的尺寸还要小一圈。
J20和FC31在辽宁舰甲板上最大起飞和最大回收状态下的载机分布
有观点认为FC31上舰会有数量优势,这个其实是不存在。因为有人算过,以辽宁号航母的甲板面积为准,FC31也就比J20多载一架。就算航母排水量扩大一倍,也不过就是多装载2架,数量上并无优势。
FC31被发动机拖了后腿
相反,FC31体型小带来的弱势倒是非常明显。首先中型机的体型限制了FC31发动机的选择范围,只能选择WS13及其改型WS13E来做动力。而这两型发动机性能都比较落后,推重比在8左右,离五代机普遍要求的10个推重比相差深远。而且采用的是比较落后的常规气动布局,用8个推重比左右的发动机是无法超巡的。这和J20情况完全不同,虽然J20目前用的矢量版WS10B推重比也不高,只有8.8左右。但J20采用的是鸭式气动布局,气动阻力上的优势很大,仍然可以实现超音速巡航。
为什么这么说呢?首先,J20和FC31两者在气动设计上有本质差别,两架飞机的气动布局完全不同,FC31和F22一样都是常规气动布局,J20是鸭式气动布局。常规气动布局中重心在前,机翼产生的升力在中间,平尾产生的升力在后。整架飞机要想保持平衡,平尾产生的升力一定是负的,为了产生负升力必然就会产生配平阻力。而对鸭式气动布局来说完全没有这个问题,鸭翼产生的升力是正的,重心在中间,机翼产生的升力也是正的,三者达成平衡,不存在配平阻力问题。
J20借助鸭翼和机身边条实现了非常高的升力系数和非常低的阻力系数
对J20来说,鸭式气动布局还可以起到减小机翼载荷的作用,能够进一步减小机翼面积,以进一步减小阻力。因为J20有两个涡流发生器,一个是鸭翼,另一个是鸭翼和机翼之间的机身边条,这两者结合能够产生更强大的涡流,因为鸭翼的展向尺寸比FC31的进气道侧边嵴尺寸要大得多,导致鸭翼涡尺寸更大,连机身边条产生的涡流都比FC31进气道侧边嵴产生的涡流强大。而且鸭翼下方的气流压力大,在鸭翼涡流经机翼和机身上方时能不断向涡流补充能量,使涡流的强度远远超过FC31。在这方面FC31和F22情况类似。J20的小展弦比机翼翼根部分更长,可以更充分的利用涡流的力量。最重要的是机身也能够获得比FC31和F22更大的升力,相对而言J20的单位面积机翼载荷就会更小。这也是鸭式气动布局的升力系数要高于常规气动布局的另一个重要原因。这样就可以适当减少机翼面积以减少阻力,以平衡发动机性能的不足。实际上F22的机翼面积为78平方米,J20为68平方米。J20的机翼面积更小一些,所以在气动阻力上,采用鸭式气动布局的J20是有很大优势的。在阻力系数上J20可能占据百分之十几的优势。
而能不能超巡,一方面看气动设计,另一方面还要看发动机。J20目前装备的矢量版WS10B推重比只有8.8左右,但因为采用了高推核心机,中间状态推力仍然可以达到10吨左右。关于WS10B的推力,2018年4月份,深圳卫视在介绍J10C服役的新闻中曾公开过WS10B的性能,称中间状态推力超过90千牛,加力推力为144千牛。中间状态推力超过90千牛,但是到底超多少呢?根据通常战斗机中间状态推力和加力推力之间的关系,WS10B的中间状态推力在98千牛左右,也就是10吨左右的推力。这样的中间状态推力在加上J20优秀的阻力系数,J20完全可以实现超音速巡航。而且WS15发动机目前也正在试飞,两三年之后也会定型进入大批量生产,换装WS15后,J20的技术优势会更加明显。
对于FC31来说,气动设计上没有什么优势,跟F35差不多,虽然有所优化,但优势不大,再加上现装配发动机推力只有8左右,所以是无法实现超音速巡航的。FC31要想实现超音速巡航就必须等WS19发动机,WS19发动机加力推力在11吨左右,推重比可以达到10。但是WS19发动机的进度很慢,刚开始试飞,2020的节点是赶不上了,再加上还要修改FC31的进气道来匹配WS19,这样超巡至少要三到四年之后了。就目前的国际形势和台海状况来说,海军已经等不及了。能超巡还是不能超巡,这就是到底谁能上舰的关键。
J20上舰的另一个优势是空中机动性能,对战斗机来说瞬间盘旋角度是评价战斗机机动性的一个重要指标,这方面鸭式气动布局仍然占有很大优势。以J20和F22为例,战斗机在快速转弯时都会将机身侧倾,这就是在利用整机升力在水平方向上产生的分量来提供更强大的向心力,帮助战斗机获得更小的转弯半径。既然J20的升力系数更高,产生的升力更大,那么就更容易获得小的转弯半径。我们知道飞机转弯时还要借助于垂尾来产生操纵力矩,虽然J20的垂尾相对于整机的气动中心点要比F22的距离要短,也就是操纵力臂要小,但是仍然也通过尽量后置垂尾,加大垂尾后掠角度等措施进行了一定的补偿,更重要的是J20采用了全动式垂尾,整个垂尾的面积比F22的方向舵面积大了一倍以上。所以最终,J20的垂尾能够产生的操纵力矩要比F22大不少。然而事情还不仅如此,J20还有自己的独门绝技,那就是鸭翼差动,鸭翼差动技术是从J10身上继承过来的,如今已经运用的炉火纯青了。通过鸭翼的差动也能够产生水平方向上的操纵力矩,这个力矩也是比较大的。因为鸭翼到整机气动中心点的距离很远,所以操纵力臂就很长,导致操纵力矩也非常可观,而常规气动布局是完全没有这个能力的。
F22的矢量推力是两维的
矢量喷管是另一项提高空中机动性的关键技术,F22采用了两维矢量喷管,可以获得强大的过失速机动能力,F31连10个推重比的发动机都没搞定,就别提矢量喷管了。
J20的轴对称矢量推力是三维的
而J20则装备了更先进的轴对称矢量喷管,将矢量推力的空间从F22的两维提升到了三维空间,可以获得更加强大更加灵活的空中机动能力(J20发动机的尾喷口)。
J20的格斗弹仓采用了一个简单而又巧妙的设计实现了发射前锁定还不用破坏气动外形
对于重型五代机来说格斗弹仓是比不可少的,没有格斗弹仓近距空战能力就要打一个大大的折扣。J20和F22都有格斗弹仓,但性能上却有很大差别,J20的格斗弹仓可以在进入近距离空战前提前打开,将格斗弹挂架外置,然后关上舱门,这样格斗弹可以实现发射前锁定目标,还不会破坏J20的气动外形和隐形能力。
F22的格斗弹仓在发射前要一直敞开着
而F22的办法就要笨很多,要想发射格斗弹,就必须一直开着格斗弹仓,直到把格斗弹打出去,这样既会破坏气动外形增加阻力影响飞行稳定性,又会影响隐形能力。J20用一个可以旋转的挂架就轻松解决了问题。而对于FC31来说,因为机体尺寸的限制没法安置格斗弹仓,如果要用格斗弹就只能外挂,但外挂会影响隐形能力。可以说FC31在近距格斗能力上和J20是有很大差距的。
对J20来说唯一不利的地方在于机翼的设计,J20采用的小展弦比机翼超音速机动性非常好,但低速性能不好。这对着舰有一定影响,但这不是无法克服的缺点。其实只要简单调整机翼的后掠角度就能很好改善低速气动性能,或许成飞所还有更好的办法。
综上所述,FC31在超音速巡航能力和空中机动性能以及近距离空战能力上跟J20之间都有很大差距,这是FC31无法上舰的根本原因。造成这种局面是与FC31的定位分不开的,FC31是沈飞所竞争重型五代机失败后研制的,一开始就定位在低档五代机的位置上。和J20及F22这样的重型五代机之间从顶层设计上就有差距,定位上就已经输了,还不要说具体的技术实现上的差距,这就导致了FC31必然无法上舰和J20展开竞争,这件事其实在竞争五代机失败的时候就已经命中注定了。
▍中国下一代舰载机可能会是j20吗?
从目前已有的权威新闻消息解读来看,中国下一代舰载机,基本确定是歼35,不会是歼20。
在今年2月27日,人民海军官方账号发布了一段招飞宣传短片《逐梦海天》当中,视频结尾有几个短暂的镜头,一款外形明显与歼-15舰载机不同的战机出现在了背景之中。
虽然背景不是非常清晰,无法准确判断出背景中战机的型号,但该机的主翼明显采用了折叠翼设计,这说明它是另一款可登上航空母舰的舰载机。而这款战机机首有明显的近似菱形轮廓,说明这款战机应该是隐形设计。特别是他的垂直尾翼,可以隐约可看出有一侧外倾的垂尾,另一侧看不清。
从这最后非常模糊的镜头中可窥视一些端倪,基本可以判断是,这款“犹抱琵琶半遮面”的隐身机,大概率是在“鹘鹰”基础上发展而来的歼-35舰载机!
“歼-35”并不是目前正式公开的解放军战斗机编号,而是网络上网友们取的名字,该机是由FC-31隐身战斗机(即歼31)改进发展而来。
歼-35舰载机,综合网络上搜集的相关资料,其现已换装国产WS-19发动机,相比黑色1.0版“鹘鹰”的俄制RD-93,推重比大幅提升。
从而助推歼-35的最大飞行速度,由黑色1.0版“鹘鹰”的1.8马赫,提升至2.1马赫。将国外著名的单发F-35B/C最大飞行速度1.6马赫,远远地甩在了后面。
歼-35,最大作战半径由最初版本的1200公里,提升至1350公里,超过了最大作战半径900/1100公里的F -35B/C;机腹内置弹仓,能携带4-6枚“ 霹雳”-15远程空空导弹,拥有强大的空战能力。同时也能挂载小型化的精确制导弹药,实施对海和对地打击。
加上在取得一定制空权的前提下,牺牲局部隐形性能使得机翼外挂载荷,最大载弹量将达到7.8吨,同样超过了最大载弹量约7吨的F-35B/C舰载机。
一般认为,歼35舰载机与中国的第三艘航母福建舰配套。福建舰目前正在抓紧系泊试验中,很可能会在明年入列。
国产歼-35,目前发展也比较顺利,按照之前外界的预计,在2025年前后服役并搭载到003航母上,应该没有什么问题。
届时,配备WS-19引擎的歼-35将成为全球作战性能最为强悍的隐形舰载战斗机,具备超音速巡航性能,机动性能极为出色,将成福建号航母的舰载机,让中国海军舰载航空兵如虎添翼,综合战斗力得以大幅提升。
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