J20拳打F22,脚踢T50,天下无敌最寂寞空虚冷
中国五代机歼-20一经现身就备受瞩目,而一向挑剔且苛刻的中国网友希望歼-20不仅可以“拳打”F-22,“脚踢”T-50,横扫周边所以四代机。不过,F-22还是部分技术是歼-20学不了的。 据中国中央电视台5月29日报道,在介绍解放军南部战区空军王牌部队时,特地播出了歼-10伴飞歼-20隐身战机的画面,并且解说词直接说道南部战区空军本身就直接面对南海,因此需要装备到人员都需要“走出去”,而背景则是近期美军舰机频频闯入南海。 尽管数月来未现身,但根据公开信息还是能够明晰歼-20的“成军”之路:成都生产、验证试飞,阎良测试(航电为主),鼎新测试(武器试验为主),沧州试训(空军试用)。此前有观点认为,歼-20最早在2016底将服役,南部战区和东部战区最可能成为安身之所,因为这直接面对美日等国装备的新型战斗机。 不可否认的是,歼-20一旦成军,除美军的F-22外(数架部署日韩基地,其实难以承担大任),与周边国家空中的比较优势将彻底倒向中国。
歼-20技术先进,但发动机一直是“拦路虎”(图源:鼎盛军事)战略上的意义不可估量,但技术上的不足还是得以重视。长久以来,中国网络流传一种“认知”,那就是所有都追求最好,歼-20也不例外,不仅可以“拳打”F-22,“脚踢”T-50,横扫周边所以四代机。 但中国军事专家候知健在腾讯军事上刊文指出,歼-20在可预见未来都学不了F-22的一项技术——F-119发动机矢量喷管,这是由缺乏高性能钛合金和陶瓷导致的。而F-22采用的与全机设计一体化的两元矢量推力系统取得了阻力与隐身上的极好效果。 文章称,两元矢量推力为F-22减阻的效果来自两个方面:一是,飞机在进入超声速状态以后,随着气动中心的后移和阻力的增加,平尾等气动面会出现控制阻力加大、控制能力反而降低等一系列问题。通过矢量推力分担平尾的工作,大大减小平尾的偏转幅度,F-22在维持超声速飞行平衡时能够极大的减小控制方面的阻力。 二是,F-22机身采用了两头尖的超声速翼型剖面,整个机身侧面的形状就是巨大的超音速机翼,形成极低阻力的超音速升力体布局;而这其中如何给尾部收尖,对整个设计的性能指标有着至关重要的影响。而两元矢量推力喷口的使用,使F-22尾部流畅的将截面积缩减到了最小。 那么既然优势如此明显,为何中俄飞机不采用?文章称,因为两国都无法做出类似技术。四代机由于强调超巡,发动机喷流的特性是双高——高温、高速;轴对称喷管的圆形截面受力不仅均匀,而且承受的热载荷和力载荷也小。而方形截面不可避免会遭遇受热、受力的高度不均匀,没有轻质且高强度又极耐高温的材料,根本应对不了这样的苛刻的工作环境。
F-22发动机采用的材料中国目前无法生产实用(图源:VCG) 以F-22为例,其喷管承力结构的钛合金材料为专门研制,采用的Alloy C高温阻燃钛合金(牌号Tidyne 3515,基本成分50%钛、35%钒、15%铬),在激光器的点燃测试中,燃点比三代战斗机用的常规钛合金高出500度。 中国和俄罗斯,都在美国Alloy c系列合金的公开资料基础上,开发了自己类似性能的阻燃钛合金,比如中国版Alloy c就叫做TI40。但是由于基本功不扎实——比如对钛合金燃烧的原理研究不够深入系统,国内在TI40的应用上至今达不到实用水平。 根据2014年航空材料学报的公开论文,中国将TI40首先应用在工作温度较低的发动机压气机机匣,待型号成功后再逐步推广应用到其它部位——很显然这只能是涡扇-15了。 另一方面Alloy c系列合金本身,也无法直接抵御发动机燃气的冲击烧蚀,因此它需要一个热屏障来隔离燃气。美国采用的是以碳化硅纤维为基础开发的复合陶瓷材料,以获得耐高温、高强度、高韧性抗冲击性能。 而在这一方面,中国和美国相比差距更大——阻燃钛合金至少造的出来,好不好用两说;而碳化硅增韧陶瓷,起码高性能碳化硅纤维中国目前极度依赖进口而又被国际社会所禁运。
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