
J36战斗机
看到这个标题,很多人可能又要说,你是不是在吹牛啊?一架战斗机的航程怎么会有上万公里呢?这是战略轰炸机才能达到的性能。是的没错,战略轰炸机的航程确实可以达到上万公里。比如B-2隐形战略轰炸机,其航程是11100公里。B-1B战略轰炸机的航程是12000公里。在大家的印象里,上万公里的航程是大型飞机所独有的。但事实上并非如此,小型飞机也可以有上万公里的航程。比如RQ4全球鹰战略无人机,其最大起飞重量只有11.6吨。但是航程却可以达到25000公里。

比较高的升阻比是飞机获得大航程的关键
那么到底是什么决定了飞机的航程呢?有三个主要因素。第一是飞机的升阻比,第二是发动机的耗油率,第三是飞机的载油系数。为什么升阻比高的飞机航程就远,那是因为升阻比是升力系数和阻力系数的比值。飞机要想正常飞行不掉下来,飞机产生的升力要等于飞机的重量。而升阻比的意义就体现在获得同样的升力所要付出的阻力代价是多少。在飞机正常巡航飞行时,阻力等于发动机的推力。所以升阻比高的飞机在同样的飞行速度下所需的发动机推力更小,而推力更小,消耗燃料就更少,所以就有利于获得更远的航程。

B2战略轰炸机的升阻比
全球鹰无人机之所以有25000公里的航程。首先是全球鹰无人机的气动设计非常优秀,其升阻比可以达到30。而我们知道B-2战略轰炸机的航程之所以有上万公里,也是因为其有着超过20的升阻比。那么J36的升阻比有多高呢?从气动外形上来看J36采用了双三角翼的气动外形,其机头边条和机身边条融为一体。而且这段边条非常大,几乎占据了整个机身长度的40%左右,可以产生非常强大的涡流。这道涡流掠过机翼上方时能够产生非常强大的升力。这和J20战斗机的鸭式气动布局有着异曲同工之妙。

J36有着普通战斗机三倍左右的机翼面积
而且J36战斗机的机翼面积非常大,至少在200平米左右,远远超过J20战斗机的机翼面积。J20战斗机的机翼面积只有73平米左右。这么大的机翼有利于产生更为强大的升力,并且可以大幅降低机翼的载荷。J36战斗机的机翼面积几乎是J20战斗机三倍,但是起飞重量却只提高了50%左右,这就意味着J36的机翼载荷只有J20的一半左右。这样优秀的气动设计必然可以造就更为优秀的升阻比。

同类气动外形的升力系数
那么J36战斗机的升阻比到底有多高呢?这个其实是比较容易推测的,因为J36战斗机的气动外形是非常简洁的。其双三角翼的气动特性是非常容易估算的,有大量的公开技术文献可以参考。根据同类气动外形的论文研究,其亚音速升阻比大概在15左右。这对于战斗机来说已经是非常优秀的了。即使是第五代战斗机的亚音速升阻比也只有其一半左右,比如美弟F22战斗机的亚音速升阻比也只有8.4。也就是说在发动机耗油率相当的情况下,J36战斗机的航程至少可以达到F22战斗机的两倍左右。

J20的航程就可以达到5500公里
我们知道F22战斗机的航程大概是3000公里左右。这个其实在第五代战斗机中算是非常差的,因为F22战斗机的载油系数比较低。像我国的第五代战斗机J20的航程就可以达到5500公里,如果以此为参考,J36的航程轻松过万不是问题。而且J36的载油系数可能远远超过J20,因为J36的起飞重量要大很多,可能在55吨到60吨之间。起飞重量更大,那么雷达航电、武器载荷等就不用占很高的载荷比例,可以腾出更多的空间和重量来装燃料。而且J36机身宽大,机翼面积也几乎是J20的三倍大,也就是说J36的机内空间非常大。这都非常有利于获得更高的载油系数。所以J36的航程超过一万公里肯定是非常有把握的。

一个战略轰炸机的设计方案
此外我们还可以找到一个非常好的参考,那就是一个战略轰炸机的设计方案。这是前段时间网上公开的一篇论文,里面提到了一个疑似轰20的设计方案。这一方案的气动外形和J36的气动外形非常接近,这就意味着两者的升力系数相当,而且使用的发动机是WS15。而J36在试飞初期使用的发动机可能就是WS15,这就意味着两者的耗油率是一样的。在这个设计方案中,以1.8马赫超巡航程最多可以达到11000公里,亚音速航程可以达到13500公里。所以J36的航程达到这水平肯定没有问题。而且J36的航程可能还不止于此,因为J36最终必然是会使用变循环发动机来代替WS15发动机的。

变循环发动机的最大优势是可以改变涵道比 低速下更省油
而变循环发动机的最大优势是可以改变涵道比,能够适应更宽的速域范围。在低速下可以扩大涵道比,这样会更省油,在高空飞行可以缩小涵道比,这样高空推力下降更小。所以J36的航程只会超过而不会低于一万公里。J36的航程可能比轰20那个方案的航程更远。因为J36有三台发动机,还有更大的发挥空间。外界普遍猜测其中间那台发动机采用的可能是冲压发动机。冲压发动机可以飞行在更高的飞行高度上,这里空气阻力更小,有利于降低油耗。而且冲压发动机在高空推力下降要比变循环发动机更小。从理论上讲,J36未来甚至有可能采用爆震冲压发动机。这种发动机工作速度更高,耗油率比冲压发动机更低。所以总的来说J36要实现上万公里的航程完全不是问题,甚至超音速巡航下的航程都有可能过万公里。那么J36会采用什么样的发动机,我们下一篇文章接着聊。