歼-20升力系数超2.0,傲视群雄,这要感谢F-22的忽悠

爱迷彩地老虎 2024-12-23 15:53:34

升力系数是衡量一款战机机动性的重要指标,系数越大,战机的机动性能就越优秀,世界上主要的航空大国在先进战机的气动设计上可谓是下足了功夫。以美国的F-22战机为例,其使命就是应对苏-27等第三代战机的威胁,而苏-27凭借着优异的气动布局,升力系数高达1.6。F-22战机要想在近距离狗斗中压制苏-27战机,必须在升力系数上做文章。美国曾在F-22研制之初就对外宣称,F-22的升力系数高达2.0,具有优异的超机动性能,这也为我国歼-20战机的研制指标埋下了伏笔。

F-22战机

苏-27战机拥有优异的升力系数

我国的歼-20战机在本世纪初立项,假想敌就是独孤求败的F-22战机,所以在隐身性能、气动布局、机动性能、战场感知性能、航程、载弹量以及作战半径等方面都要对标F-22战机。由于F-22战机的详细参数属于绝密,我国的科研人员只能通过公布的大致数据并制作F-22战机缩比例模型进行风洞试验来验证其详细的性能参数。美国公布的F-22战机2.0的升力系数,对于我国来说是一个几乎不可能超越的数字,但是我国科研人员还是坚定的把歼-20战机的升力系数定在了2.0以上。

在我国发动机性能不如美国的前提下,如何才能在升力系数上实现超越呢?那只能是在气动布局上下功夫。我国的科研人员巧妙地应用了歼-10战机身上成熟的近距耦合无尾三角翼鸭式布局,并配合大边条翼以及全动垂尾设计,该设计方案具有升力系数大、超音速阻力小、重心变化范围小,大迎角性能好,敏捷性高等特点。

歼-20战机和歼-10战机外形对比图,歼-20战机大边条翼清晰可见

歼-20全动尾翼展示

歼-20战机的气动布局由前翼、带大边条翼的机翼和全动尾翼组成,前翼有5~6度的上反,机翼有2~3的下反。采用鸭翼的飞机本身就很难控制,而歼-20却在鸭式布局的基础上又增加了一个大边条翼,直接运用了多涡系涡升气动布局,使得歼-20战机飞行控制程序异常复杂,这也是我国的一大创举。

这幅图可以看出歼-20战机的机翼和鸭翼的角度

世界上第一个尝试多涡系鸭式布局的飞机是俄罗斯的S-37“金雕”战机,采用了不同寻常的四涡系复杂气动布局,前翼和机翼都有自己的边条翼,配合独特的前掠翼设计,整体上飞机的升力效率非常高。但是,“金雕”战机毕竟是一款验证机,并没有真正的服役。

“金雕”战机是多涡系气动布局的典型代表

歼-20战机的前翼与机翼的距离较短,近距耦合的效应非常明显,机翼的上洗会让前翼产生分离,从而在较小的偏角下能产生涡流。近距耦合效应能让飞机获得相当于前翼面积的机翼升力2~8倍的增量,而普通的边条翼仅能提供2倍左右的增升效果。近距耦合效应能快速的增强机翼的升力,使得飞机能以很高的速度转化到上仰的姿态,极大的提升战机的整体机动性能。后置的全动垂尾和近距耦合鸭式布局,是目前升力效率最高的三面翼布局。这种特殊的气动设计,可以让歼-20获得2.2左右的升力系数,超越了美国F-22战机的2.0的升力系数,是目前世界上升力系数最高的设计。

歼-20战机具有优异的机动性能

后来,美国对外公布的F-22战机真实的升力系数仅为1.5,大大低于之前宣称的2.0,仅和第三代战机的气动巅峰水平相似。而我国的歼-20战机则确确实实的实现了升力系数大于2.0的目标,可以说美国当年吹的牛,被我国真正的实现了。

其实,美国当初的宣传也是一个阴谋,夸大其在研武器的性能,提高中国、俄罗斯等敌对国家研制对等武器的难度,让敌对国家知难而退。美国千算万算没有算到我国竟然把其说过的大话实现了。

此外,美国当年还吹嘘的双脉冲空空导弹、高速两栖战车、全球快速打击计划、人体外骨骼等等均给了我国灵感,在美国的计划还在PPT阶段时,我国却投入实战了。

可以这么说,在一些尖端的武器技术领域,美国负责大胆地想,我国来负责具体的实现!

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