一、前言
这两天看到一张特别有意思的照片,是某公司完成2920工程大口径调压阀研制任务后 主要研发人员的大合照,最关键的是图片配文的最后一句:特别为歼20四代隐形战斗机,完成超音速三倍的风洞试验立下功劳。
这是否意味着歼20对外宣传的最大2马赫飞行速度,并不是它的极限呢。如果歼20能够飞出三马赫极速,又会给其整体作战能力,带来怎样的影响?今天咱们主要来聊一聊这个话题。
二、歼20能飞出三马赫吗
前段时间成都航空站上,曾给出过歼20的飞行速度参数,最大飞行速度为每小时2339千米,也就是2.2马赫。不开加力巡航速度为每小时1913千米,相当于1.6马赫,实用升限为两万米。
这超音速性能,对于一直号称 进入超音速 自己就是王者的歼20来说,未免有点太慢了,但是事实真的就是如此吗?没那么简单。
像大英帝国的骄傲,皇家空军的脊梁,名震欧亚的台风战斗机,最大飞行速度只有1.8马赫,还不如单发的鹰狮飞得快。造成这一情况的原因,不是大英帝国的设计师都是垃圾,而是他们对MOM,也就是最大使用马赫数的定义各不相同。
三、什么是最大使用马赫数
要知道飞行器的速度并不是一个固定的数值,其会根据环境因素的影响而时刻变化,比如说离地距离远的空域,大气密度更小,相应的飞行阻力就会越低。那么飞行器在这里飞行时,速度就会越快。
可当飞行器在低空飞行时,由于大气密度增加,飞行阻力同样也在增加的缘故,导致飞行速度很难达到较高的数值。
此外飞行器的速度依据测量方法的差异,还分成了真实空速与指示空速。真实空速指的是飞行器飞行时,相对于周围空气运动的真实速度,而指示空速则是指空速管测量出的速度,由于是关乎飞行安全的重要飞行数据之一,所以飞行机专门设置有仪表来显示当前飞行器的空速,因此指示空速也被称为表速。
二者受到空气密度的影响各不一样,换句话说歼20的2.2马赫最大飞行速度,应该是其在两万米高空时,所能飞出的最大速度,在低空条件下它应该是做不到2.2马赫的飞行速度,更做不到3马赫飞行速度。
四、试飞科目里的低空大表速科目
在飞机的试飞科目里,有个低空大表速科目,要求飞行员在飞机不解体的前提下,试出战斗机设计指标所能达到的最大逼近值。
3000米以下的低空区域,空气稠密氧气含量高,发动机能够爆发出最大推力,但是当飞机飞行速度越快时,迎面撞上的空气,会逐渐形成锋利的钢刀切削着飞机外壳。
如果飞机强度不过关,那么机身蒙皮会翘起来,各个翼面也会被压变形,飞机还会随着速度逐渐逼近音速,而产生猛烈颤振,将机体部件给振掉都是完全有可能的事情。
目前我们低空大表速科目纪录保持者,是我们的英雄试飞员李中华。当时他驾驶着歼10战斗机,飞出了1453千米每小时的速度。作为第四代机的苏27,曾飞过1400千米每小时的速度。也就是说三代机与四代机,低空最大飞行速度,不过1.2马赫左右。
五代机尽管在机体上做了加强,但是也承受不住低空三马赫带来的诸多负面影响。别说歼20了,就算是外星人来了也做不到。
五、歼20高空能飞三马赫吗
那么在三万米的高空,歼20能否飞出三马赫极速呢?很遗憾依然行不通,到不是说在高空歼20飞不出三马赫,而是它能在三马赫下坚持多久,光是热障问题就够令人头疼得了。
航空界将2.5马赫速度定为热障的界限,超过这一数值就会遇到热障问题。当飞行器飞行速度到达2马赫时,机头区域的温度可以达到100摄氏度,而当飞行器飞到3马赫,机头区域温度则会高达350摄氏度,这已经超过了铝合金的极限温度。
机身蒙皮表面温度也会剧增,在高温持续的烧蚀之下,轻则机身蒙皮被融化,落地后飞机变得满目疮痍,失去维修的价值。重则飞机直接在空中解体,飞行员命丧高空,亦或者发动机失去效用。飞行器从万米高空直坠地面。
所以飞行器要想飞出2.5马赫以上速度的话,就需要做针对性的处理,来克服热障问题。例如使用钛合金耐热材料,加装隔热设备,安装冷却系统等等方式。但是最终效果都不是很好。
像美国的SR71黑鸟侦察机,飞机机体有93%都是钛合金,米格25更绝,使用高耐热的不锈钢作为飞机蒙皮。但是这两款机型以3马赫飞行过一段时间后,不是机身蒙皮大变样,就是发动机几近报废,无法再度使用。
歼20的身上可没有充斥着大量的钛合金或者不锈钢,等等耐高温的设计,其机身还喷涂了低可探测性隐身涂料,这玩意在飞机造价里,占据非常大的比例。
假如歼20能飞3马赫极速,那每飞一趟,都要喷涂一次隐身涂料,这个养护费用也不是一般家庭能承担得起的。
所以即便他能飞3马赫,也不会天天这样飞。再说了歼20的机体结构强度,能不能承受住三马赫的冲击,就是另外一回事了。当然要是说有人掏50亿,硬要搞一架能飞3马赫的歼20出来,以咱们军工当前的能力,铁定可以造出来,并且建造时间还很快。但造出来的能飞三马赫的歼20,无法给我们空军带来质的提升呀。
六、五代机更侧重极致的飞行速度还是超音速巡航能力
对于注重隐身的五代机而言,极致的飞行速度其实并不重要,而跟速度有关的超音速巡航能力,才是五代机的重中之重。
超音速巡航能力加上五代机的超音速升阻比以及超音速可用过载,能够保证五代机即便身处超音速的状态下,也能拥有极强的机动能力。这在超音速接敌时,可以帮助战斗机增强空空导弹初始的动能,提高导弹不可逃逸区的范围。
另一点就是敌我双方距离很近时,咱们五代机可以利用高机动性,在自身速度不减慢的情况下,摆脱敌方导弹的不可逃逸包线,甚至我们还能开启加力推力,将敌人甩开,然后我们一个英麦曼回旋机动动作,将机头掉转过来死死咬住敌机,对其实施中近距离的导弹攻击。
此外五代机可轻松做到超音速巡航,而四代机需要开启加力推力才能实现,双方的耗油率都不在一个层级。五代机完全可以打完一波攻击后,利用剩余弹药再组织一波攻击,其可一直处于超音速巡航状态,油料足以支撑其长时间多波次的战斗。
而四代机打完一波后,就需要开启加力进入超音速巡航状态,甩掉敌人后做机动动作调转方向,然后要再次开启加力推力,进入超音速巡航状态返回战场,空战节奏比五代机慢一倍左右。
七、总结
聊到这里,其实完全可以回答视频开头的问题了,歼20能不能进行3马赫速度飞行,答案是可以,前提是在高空之上才能做得到,并且是歼20的极限性能。它完全没必要在平时飞3马赫极速,咱们造的是歼击机,又不是火箭,追求更高马赫数的飞行速度,无法带来更高的战术意义。
歼20还是专注于隐身性能以及超音速巡航能力,在这上边深挖,研究更多的技战术战法,方可进一步增强空军的作战实力。