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上期發出后,夜粥檔的單日評論數再創新高,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論區的看法,再捋一捋,核對數據核得頭痛,今天就只能一題了,以后再補上吧。
一、航程與作戰半徑
評價一架戰斗機的設計水平,航程方面主要就是看內油航程。如何在一架戰斗機機體內塞下足夠多油料,并讓機體結構強度能夠承受,同時體型、外形要盡可能降低飛機的飛行阻力,非常考驗設計師的功力。
對于航程的界定,蘇美中的軍標基本一致,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。降落時則有些區別,中美的軍標是要求留出20分鐘的下滑、繞場飛行時間,以及5%初始油量的余油;蘇聯則是4分鐘的繞場飛行時間,以及7%的余油;兩者區別是,蘇聯軍標大約占了300公里左右的航程便宜。
這也是為什么蘇27在試飛時明明飛出了4000公里的航程,但一般認為蘇27SK的最大航程(蘇27SK內油9.4噸,不帶副油箱,這個就是它的內油航程)在3600公里左右。
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圖:蘇27戰斗機在同代戰斗機中有著超群的載油系數,所以蘇霍伊設計局甚至不為它安排副油箱。
第四代戰斗機因為不隱身,不需要考慮純內油作戰,所以除了補出來的蘇27外,其它同代飛機的內油航程都不遠。
例如:
F-16A為2300公里左右,F-16C由于增重、僅為1900公里左右;
F-18A為2003公里,F-18E為2345公里;
F-15A為2100公里,F-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,不過內油也增加);
米格29A為1250公里,米格29M為1850公里;
陣風為2300公里;
可以發現,初代石榴姐不愧是戰斗機黑手黨調教出來的機動頭牌,起飛重量偏小的中型機就可以把內油航程干到2300公里,大于雙發中型機F-18A、以及雙發重型機F-15A。而輕型機的梟龍,內油航程也大于殲10A,原因押后再說。
而到了第五代隱身戰斗機,實際上業內認為F-22A的內油航程就有2700公里左右,大于除蘇27家族以外的任何四代、四代半飛機。只是內容快餐時代,一些喜歡抖機靈的軍迷把F-22踩成米格29這樣的機場保衛者而已。
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圖:實際上F-22A的內油航程不算小了。美軍當年的規劃問題并不大,它們只是想不到后來會有殲20橫空出世。這其實也正常,F-22的首飛時間比殲10還要早一年啊。
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圖:洛馬為了彌補F-22的航程不足,今年終于推出隱身版副油箱,但估計對RCS還是有很大影響。
至于作戰半徑,那就復雜了,有各種不同的任務的數字;一般簡單比較時,多使用的是空中優勢(高-中-高)任務的數據。簡要地說,就是以最大軍推滑行、爬升,高空巡航,進入5000米中空作戰機動,戰后高空巡航返航。具體規定非常詳細,大家可以看圖表。
戰斗機適用的標準,除了空中優勢,還有截擊、戰斗巡邏、空中封鎖、對面攻擊、戰術偵察等等;各種任務,還有根據任務剖面不同而劃分的子分類。
不同任務,相同任務不同剖面,以及不同的掛載重量、掛載物,這些使得討論、對比戰斗機的作戰半徑需要非常小心謹慎,不能看著數字就懟上去。
當然五代機會簡單一些,因為現在的隱身戰斗機出門作戰時,一般不帶副油箱或保型油箱。
另外有一個一般規律是,作戰半徑對重型機有利,因為在相同掛載物條件下,重型機阻力增加的比例較小。
綜上,由于現在可查的數據太少,一般也只能簡單推測F-35A/C的空中優勢(高-中-高)任務作戰半徑約1400公里,F-22A、殲35的應該約為1200公里,殲20的押后再表。
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圖:國軍標對于空中優勢(高-中-高)任務的定義。
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圖:國軍標對各種飛行任務的分類。
二、升阻比與戰斗機的氣動布局、體型
很多朋友在討論升阻比時,往往僅聯系戰斗機的翼型,卻忽略了體型,這是不對的。
因為戰斗機飛行時,即便是巡航時,也帶有一定的攻角,除了主機翼、水平尾翼、鴨翼貢獻大部分升力外,機身也提供了小部分升力。
阻力則需要更加仔細考慮,飛行阻力由3部分構成:
1、誘導阻力
這是為了產生升力而付出的必然代價。機翼上下表面壓力差導致翼尖產生渦流,對飛機形成拖拽。
誘導阻力有3個特點,1、與升力系數平方成正比;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,純粹是飛機在空氣中“穿行”產生的阻力,也稱為零升阻力。
寄生阻力包括,1、摩擦阻力: 空氣粘在飛機表面產生的摩擦力。2、壓差阻力(形狀阻力): 飛機迎風面的高壓和背風面的低壓之差,外掛架、導彈、副油箱會極大地增加這一阻力。3、干擾阻力: 機身與機翼連接處、掛架與彈藥之間氣流相互干擾產生的額外阻力。
3、激波阻力
當飛行速度接近或超過音速時,空氣被劇烈壓縮,在飛機前緣形成激波。
一般來說,戰斗機以干凈構型在高空以經濟航速巡航時,誘導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,不僅要看飛機的氣動布局、翼型,飛機的體型、整體外形也是需要重點關注的。
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圖:陣風的發動機技術比較落后,它憑什么做到內油航程2300公里?優秀的氣動、以及整體外形設計,那句名言怎么說來著?好飛機一定是好看的飛機。
上期評論中,有朋友說F-35的最大升阻比達到15,戰斗機中最高,本堂估計不對,這應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,誘導阻力確實較小;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就跟F-18、F-15差不多,應該僅有10出頭—— 即其它研究的觀點。
而按照中航工業的《飛機設計手冊》估計,在11000米高空、以0.8馬赫巡航時,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-22A和F-16A升阻比資料值、估算值都在11.4上下,F-18升阻比則只有10.7。
這些與通常印象是相符的,蘇27經歷過推倒重來,強調升力體技術應用,加上主翼采用后掠翼,所有有著最好的亞音速巡航升阻比。
俄羅斯的五代機蘇57被網友們戲稱為被拍扁的蘇27,估計就是因為蘇霍伊設計局希望盡力保持蘇27原有的優勢。
F-16A以常規布局強調空戰格斗,所以它在四代機有僅次于蘇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在11左右也比較合理,它們的氣動更先進,但畢竟擁有內部彈艙、以及強調內油,體型相對較大。
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圖:這可以代表國內行業的基本看法了。
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圖:蘇57——拍扁的蘇27。實際上陣風、F-22、殲20、殲35其實都扁,多利用升力體的好處。
F-35則因為三軍通用考慮,機身長度較小;以及要求掛載2000磅級炸彈;過于肥碩的機身影響了它的亞音速巡航升阻比表現。
另外一個側面印證是,F-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、較大涵道比發動機實現的。
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磅級炸彈外,F-35A的載油系數高達36.9%,而蘇27SK也僅為36%,F-22A一般估計約為30%。
而前面提到殲10的內油航程不如梟龍,主要也是因為大機頭付出了多大的阻力代價,但好處大家在印巴57空戰中都看到了。
殲35缺乏空重數據,但樂觀估計其載油系數跟F-22差不多。
殲20也沒有數據,但按它的機身長度和體型,估計也是載油系數一個超越蘇27的怪物,它在亞音速巡航升阻比略遜于蘇27的條件下,以大內油實現接近4000公里的內油航程是可能的。
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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也沒人點的。
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圖:F-35與殲35的近似角度
三、中型機與重型機
按官宣,接近30噸的最大起飛重量,現階段的殲35只能算偏重的中型機,F-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,現階段采用國產版RD-93的殲35估計也很難實現超音速巡航;真正的超巡選手只有F-22、殲20、蘇57。
假設本堂的推測基本接近實情,殲35內油航程2800公里,殲20為4000公里。大家別小看這個1200公里的差距,飛機在1萬米高空以0.8馬赫巡航,這就是1.5小時的滯空時間差距。
對于航母艦載戰斗機來說,艦隊防空任務,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,重型機比中型機就有接近2倍的優勢。
另外,第五代戰斗機高空亞音速巡航時使用的推力一般為軍推(同等大氣條件)的約40%;而以軍推進行超巡時,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,超巡的五代機以同樣的油量,大約能實現亞巡的50%-60%的航程;同樣航程,則時間節省一半,這是五代機相對四代機的主要優勢。
也就是說,如果是殲20上艦,它進行超音速截擊時,能夠將攔截點外推至更遠的距離,這在對抗美軍轟炸機與LRASM反艦導彈組合時,可以讓我們的航母編隊更從容。
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圖:殲20A戰斗機
當然,殲35以后用上新中推,估計也能超音速巡航,不過超音速截擊距離比起殲20要大打折扣。
在評論里,有朋友認為殲35不能壓制F-35,其實等block2版本用上新中推后,為什么不能呢?更大的推力,更好的氣動外形,空戰肯定有優勢啊。
這對于殲35來說,雖然是未來時,但F-35減肥是不可能的了,不是這個道理?
但殲35沒辦法內掛2000磅級炸彈、以及反艦導彈;我航母艦載機要追平F-35的對地打擊能力,那得等殲15的后繼機了,估計得再等10-15年。
最后,認為艦載殲35航程比空軍版殲35A縮水,本堂也覺得缺乏根據。因為比照F-35A與F-35C的區別,F-35C為了著艦加大了機翼,同時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-35C比F-35A差的其實空戰機動性。
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)
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圖:F-35C的機翼要比F-35A的大一圈,這意味著更大的內油。
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