成都某展览的展板
在成都某展览的一个展板上公开了歼20战斗机的一些性能参数。在其中比较引人瞩目的是歼20的超音速巡航速度可以达到1.8马赫,而最大飞行速度能够达到2.2马赫。1.8马赫这样的超巡速度是相当惊人的,因为目前具备超音速巡航能力的战斗机不多,只有歼20、F-22、歼35这三个型号。F-22的超音速巡航速度是1.58马赫,高空甚至能达到1.75马赫。但是F-22的最大飞行速度只有2.25马赫。而歼20的超音速巡航速度是1.8马赫,要超过F-22的1.7马赫的超音速巡航速度,但是最大飞行速度却只有2.2马赫,还不如F-22的2.25马赫,这个就有点矛盾了。
F-22战斗机
按道理来说,如果歼20的超巡速度能超过F-22,那么最大飞行速度应该也要超过F-22。很显然展板上的数据是经过处理的,显然不是准确数字。那么我们就来推测一下,展板上歼20的超巡速度和最大飞行速度哪一个更靠谱一点。首先说展板上歼20的最大飞行速度2.2马赫,这个数据肯定是打了折扣的。因为早在2018年央视的一档节目中就提到,歼20战斗巡航速度可达一分钟52公里。换算下来可达2.55马赫以上。而且这里的战斗巡航速度是个比较模糊的字眼,这个速度可能并不是歼20的真正的最大飞行速度,也就是说歼20的最大飞行速度至少是2.55马赫以上,以上多少并不确定。要知道在2018年时,歼20刚装备部队一年多,用的还是WS10B发动机,WS10B这个型号央视在2011年也官宣过。
但是网上曾公开过一张国产先进歼击机的飞行包线图,可能是来自某篇公开论文的截图。文中所显示的歼击机最大飞行速度可达3马赫,在我国也只有歼20有可能达到如此高的飞行速度。所以这里的飞行包线极有可能是歼20的飞行包线。文中说目标发动机可能是指WS15发动机,因为所有军迷都知道歼20原计划就是装备WS15发动机的。而换装目标发动机之前用的就是WS10C发动机,再往前只有WS10B发动机了。
歼20很早就做过飞行速度3马赫的风洞试验
那么依据飞行包线推测,原飞行包线指的就是使用WS10C发动机时的飞行包线,而红色飞行包线可能就是使用WS15发动机时的飞行包线。如果使用WS10B发动机也能达到3马赫,那就过于逆天了。歼20能飞到3马赫看起来很惊人,但其实是很正常的事情,因为歼20很早是做过3马赫风洞飞行试验的。如果达不到3马赫是不需要做这种试验的。而且飞行包线可能受蒙皮温度的限制被限定在了3马赫,显然发动机的性能还没有被完全发挥出来。
这里的WS15系列可能包含了同样使用高推核心机的WS10C发动机
根据网上公开的资料,WS10C的加力推力在161.86KN的样子,在这样的推力下,歼20的最大飞行速度还能达到3马赫。而使用WS10B发动机时歼20的最大飞行速度可能不止2.55马赫,而有可能达到2.8马赫左右。因为WS10B的加力推力官宣数字是144KN。而WS15发动机的推力可能还没有达到181.37KN,估计应该在170千牛出头的样子。也就是说对于装备WS10B发动机的歼20来说,最大飞行速度2.7-2.8马赫是个合理的推测,只有这样所有的逻辑才能讲得通。
F-22的飞行包线
那么为什么歼20在发动机推力不如F-22的情况下,还能飞出超过F-22的飞行速度呢。这还要归功于歼20出色的气动设计,歼20的升力系数要远远超过F-22。歼20的升力系数超过2,而F-22的升力系数最高只有1.55左右。我们知道歼20的阻力系数也是非常优秀的,比上一代战斗机低了15%左右。
装备WS10B矢量推力发动机的歼20战斗机
相比较而言歼20的阻力系数要比F-22更优秀,因为机身外形更修长,机翼后掠角度更大,机翼展弦比更小。而且垂尾后掠角度也更大,垂尾面积要小很多,可能只有F-22的一半左右。而升力系数除以阻力系数就是升阻比,歼20在同样的飞行速度下会有比F-22更高的升阻比。更高的升阻比就意味着当起飞重量相同的情况下,飞行阻力更小。飞行阻力更小那么需要的动力就更小,这就是歼20在发动机性能不如F-22的情况下,飞行速度还能超过F-22的根本原因。