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我国歼-20有哪些黑科技?
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歼-20战斗机毫无疑问是我国最强大的第五代战斗机,他浑身上下都是黑科技,这些黑科技集合在一起,造就了一个全球最强的制空战斗机。
图为歼-20战斗机打开弹仓展示自己的PL-15空空导弹训练弹。
要说全球最强制空战斗机,恐怕最不服气的就是F-22A战斗机了,他是美国的重型第五代战斗机,但是要知道,F-22A战斗机诞生于上世纪90年代,迄今为止没有对电子设备进行较大的升级,意味着他的航电系统信息化水平并不高,要知道,从90年代到今天,发展最快的就是电子科技了,F-22A诞生时,世界还在用大哥大,根本不可能在软硬件上和如今比拟。
图为大仰角状态下拉出涡流的歼-20战斗机。
歼-20战斗机制空战斗力强的一个因素就是他的鸭翼布局,这是他的第一个黑科技。首先,现代战斗机大都是重心后置,因为战斗机上最重的部分就是发动机了,其他的部分可以用复合材料,唯独发动机必须是全金属构造,因此飞机的重心基本就在中后部。一般的战斗机由于使用常规布局,因此在飞行时需要运用平尾来操纵飞机水平姿态,因为中心后移,所以一般战斗机平飞时就容易机头上扬,就需要要把飞机机头压下来,平尾起的作用反而是反升力的。
图为歼-20战斗机,他是目前世界上最强大的第五代制空战斗机。
鸭翼战斗机就不同,鸭翼可以产生额外的升力,因为他起到了配平作用。鸭翼的动作筒等也都是比较重的材料,鸭翼本身也需要加固,因此重量并不轻,飞机的重心更加接近于中心位置,飞机在飞行时不需要进行太多的姿态控制来消耗升力,因此飞机鸭翼和主翼都能产生升力,而产生的升力多,就降低了发动机的负担,解放了发动机的功率,那飞机的飞行速度就更快,而且油耗就更低,意味着作战半径也更大。
正因为如此,所以虽然歼-20战斗机使用的WS-10B发动机只有14吨推力,而F-22A战斗机的F-119发动机有15.5吨推力,但是歼-20战斗机反倒是速度比F-22A要更快了。这就是歼-20总体升力更大的优势。当然,造成歼-20速度更快的因素也并不只是这一点,歼-20本身的设计就偏向于高速设计。
图为身披霞光的歼-20战斗机,可见他在大仰角飞行姿态下拉出的涡流是多么复杂,也能看出他能够最大限度减小高机动状态下的机翼载荷。
歼-20为了在高速飞行中,提高垂尾的操作效率,因此使用了一对全动垂尾,而且还在垂尾下延伸出了腹鳍。其实歼-20的垂尾腹鳍更加类似于垂尾的延伸,主要也是起到在高速飞行中稳定战机的水平姿态所用。我们知道,越是高速飞行的战斗机,其尾舵在水平方向上的操控就越显得重要,但是也更加棘手,因为高速飞行时,尾舵的效率会下降,因此F-22A才用了一对巨大的尾舵。
歼-20的尾舵小,但是拥有腹鳍,其实是兼顾了隐身和操控性的妥协设计,歼-20也可以设计更大的垂尾,但是必然造成隐身性能下降,已经尾舵的运动消耗更大。歼-20在高速飞行中,尾舵整个可以转动,实际上操作翼面的面积要比普通的不可动尾舵要大的多,因此飞机的高速机动性更好。
图为歼-20战斗机打开弹仓展示自己的载弹状态。
同时,全动垂尾也可以作为没有矢量发动机的一个补充,他可以通过和飞机其他翼面的随动,依靠电传飞控系统和计算机辅助,实现精准动作、快速响应,让飞机在没有矢量发动机的情况下,实现一些过失速的机动能力,而且可以有效降低飞机的盘旋半径。歼-20除了全动垂尾,还有一个黑科技就是他的涡流使用能力。
图为已经服役的歼-20战斗机在训练,目前歼-20已经开始小批量产。
据不完全统计,歼-20可用的可控涡流起码有5对,包括鸭翼外缘拉出的涡流,鸭翼内侧前部拉出的涡流,飞机边条拉出的涡流和主翼涡流等。涡流是一种不稳定的气动形态,因此存在一定的危险性,因为涡流的运动不稳定,飞机会出现剧烈的震动,同时可能因此陷入失速状态。但是如果把涡流运用起来,那么就能大大降低飞机的机动消耗,提高飞机机动过载,尤其是能降低翼载荷,防止飞机在大仰角机动等主翼压力较大的动作中,出现影响飞机结构安全的情况,也就是能防止飞机折断、解体,因此涡流非常重要。
图为刚刚下线的黄皮版歼-20战斗机,尾喷呈现出神秘的幽暗蓝色尾焰。
歼-20还有一个黑科技就是他的电子设备了。歼-20的雷达是三面式有源相控阵雷达+机翼外缘雷达副天线+尾部雷达副天线等。这样的配置让歼-20成为了“空中宙斯盾舰”,有源相控阵雷达依靠电子相扫,固态布置在飞机各个方向上,就能够让飞机实时探测到周边广泛空域的空情信息,掌握战场态势。
歼-20因此也使用了合成孔径系统,此前该系统只有美国F-35战斗机才有,合成孔径系统搭配飞行员的“蜂窝头盔”,让飞行员通过转动头部就能对战斗机周围空情进行精确掌握,形成“透明座舱”能力。歼-20战斗机也和F-35一样配备了EOST和EODAS红外/光电合成观瞄、跟踪系统,他对付隐身目标非常有效,也能提高飞机探测地面目标的能力,这些雷达、电子系统,在F-22A战斗机上是通通没有。
因此,歼-20被打造为一个拥有完善作战装备,独立作战能力较强,而且还能融入网络作战体系的先进战斗机,成为了当今世界空战能力最强的飞机,美国的F-35、F-22A都有差距。当然,歼-20毕竟在动力上是一个短板,还需要今后弥补,一旦配备我国隐身轴对称三维矢量发动机WS-15,那么笔者相信,歼-20还能引领未来顶尖水平最少20年。
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歼-20,早已成建制地装备了军改以后的空军数个航空兵旅,读者不妨自行推测一下其服役数量有多少;网络上关于歼-20为何不大量生产,其实是毫无根据的揣测,批量生产,尽快成军,让国之重器迅速形成战斗力,因此,歼-20的产量只会越来越高,成为一柄御敌于国门之外的空中利刃。
采用了独特的DSI鼓包进气道的歼-20,比同为隐形战机的F-22进气道非DSI、F-35的DSI进气道更先进;表现在尽管歼-20的鼓包是固定的,但是进气道侧等位置却是可以调节,进而获得了一定的减重,且总压恢复比较优,间接则是提高了发动机的推力。
运用了这种可调节鼓包,虽然歼-20发动机的推重比,逊色于F-22隐形战机,但歼-20的最大飞行速度,却比F-22还要高,一般认为F-22飞行速度为2.2马赫,而歼-20则为2.8马赫,这个速度是非常快的,同为隐形战机的F-35却只能飞1.6马赫。
除了F-35以外,歼-20也采用开放式架构,可以对任何关键部位进行升级,在每个批次的量产中,都可以运新技术进行升级;与之相对应的F-22和苏-57这两架隐形战机,仍然采用传统架构,战机一旦定型,再进行升级就非常困难,需要对战机进行伤筋动骨的改造,成本非常高昂。
据总设计师杨伟院士介绍,歼-20采用了民间企业研制的碳纤维与超材料,其中,超材料指电磁特性与天然材料截然不同的人造材料,其电容率与磁导率为负值,导致电磁波穿过的折射率也是负值,可用在雷达隐身的关键位置,让雷达罩对自己的机载雷达透明,却能避免敌军电波的穿透,堪称顶级隐身战机必不可少的“黑科技”。
正因为采用了民间企业研制的碳纤维与超材料,让歼-20的正面雷达反射截面小于F-35,与F-22处于同一水平,设计最小雷达反射面为0.005-0.01平方米左右,在其他战机雷达屏上貌似一只小鸟从空中飞过,因此,不太会引发对方飞行员的关注,隐形性能非常出色。
歼-20机头直径极大,其机载主动有源相控阵雷达比F-22、F-35要领先一代,意味着凭借强大的雷达,歼-20能做到先敌发现、先敌开火、先敌击落。
此外,歼-20还配备有低辐射信号LPI雷达,能在保持静默的情况下,毫无察觉的锁定和击落目标,这是F-22隐形战机所不具备的。
目前,全球战机中只有歼-20和F-35装备了EOTS光电作战系统,但显然F-35要比歼-20逊色,特别是作用距离没有歼-20远。
歼-20通过数据链,具备制导其他战机作战的能力,典型的就是“A射B导”,是多机种作战时的信息指挥控制中心,在联网作战中,能发挥歼-20隐形战机的巨大优势,这方面的能力堪称与F-35并驾齐驱。
全球独一无二的侧弹舱设计,内置PL-10E近距格斗空空导弹,拥有全向离轴攻击能力,在近战时,拥有先敌开火的优势,有一招置对手于死地的能力,对近战的敌机拥有空中不对称优势。
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歼20作为当前我国现役综合作战能力最强的战机,也是现阶段我国现役唯一一款五代隐身战机。当然对于歼20的外界评价一直以来是褒贬不一,喜欢歼20的朋友都认真的从歼20的真实作能力来称赞歼20的先进性能表现,而不喜欢歼20的朋友则坚持认为歼20没能使用隐身效果更好的二元矢量喷口、而且还有鸭翼的存在,所以歼20再怎么改进设计也是比不过他们心中坚持的“F22世界第一”的想法。首先说一下很多人说的歼20的鸭翼影响隐身的问题,的确歼20相比美国的F22多了鸭翼,但是歼20没有F22有的平尾啊,而且歼20的全动垂尾面积相比F22的垂尾更小,所以歼20的隐身能力实打实的要比F22强不少,要不然歼20首飞当年F22也不会彻底停产。所以我们可以仔细的对比一下歼20相比直接竞争对手—–美国的F22隐身战机,看看到底谁才是当前世界“制空霸主”的同时也来再一次清楚的认识歼20身上独具一格的“黑科技”到底有多少?首先从定位来说,虽然当前全球范围内五代隐身战机已经不少,但是能够直接和最早F22同台竞争的只有歼20一个,因为其他的比如俄罗斯的苏57真实作战实力到底如何另说,单单是其延续苏27的中央升力体+吊挂发动机设计,就使得苏57战机无论是正向还是尾部几乎没有隐身处理设计都让其愧对“五代隐身战机”称谓。而其他的F35和我国的FC31战机都属于多用途隐身战机,所以全球范围内也就只有我国的歼20和美国的F22同属双发、重型、纯制空型隐身战机。那么对于纯制空作战的歼20和F22隐身战机而言,自身的机动优势直接决定了纯制空战机中谁到底是霸主的胜败,所以歼20在核心的制空作战上,直接用天生机动优势明显的鸭式气动布局,打败了F22采用矢量喷口才换来的高机动优势,因为鸭翼的存在使得歼20无论是在任何状态下都具备超强的机动飞行能力,但是对于采用常规气动布局的F22战机而言,首先受限于其采用的常规气动布局天生机动优势就没有鸭式气动布局强,所以其采用了具备上下偏转的二元矢量喷管来增强其机动飞行能力,但是相比任何时候都能“高效”使用的鸭翼而言,矢量喷口虽然也具有超轻的机动飞行控制能力,但是首先这个喷管偏转角度有限,其次其并不能长时间的连续使用,所以也就谈不上高效使用率的问题了。而且歼20只是现阶段没有公开安装矢量喷管,不代表永远没有,但是对于F22而言一开始没能采用天生机动优势明显的鸭翼也就注定永远不可能有了,也可以说歼20用F22引以为傲的机动优势打败了对手。其次歼20直接集成有对手F22不具备的先进航电系统,F22因为从上世纪80年代开始研发,所以在航电系统上无论是航电架构还是在硬件上基本停留在上世纪八九十年代的水准。比如其采用的宝石柱航电系统属于封闭式航电架构,后期无法随便增加其他硬件或者软件设备来扩展F22的航电能力,那么这也就限制了F22的先进作战能力。特别是随着当前超视距作战能力的今天,封闭式航电的F22在空战中只能使用机头的机载雷达机型制空探测,但是一开机就会暴露自身行踪,所以也可以说航电上的极大落后是F22最大的“失败”。但是我国的歼20就不一样了,歼20在航电架构上大量参考国际先进技术,比如其撇弃了F22采用的封闭式航电架构,选择了当前主流的开放式航电架构,而且研制时间更晚航电系统硬件也更为先进。同时未来随着电子技术的发展歼20可以根据技术的发展不断升级改进其航电系统来进一步提升歼20的航电水准。同时歼20还装备有F22不具备、但是F22后代F35战机率先使用的ETOS光电探测系统和EODAS分布式光电孔径探测系统,这样歼20就可以在不开启机载雷达不暴露自身行踪的前提下,仅利用不会暴露行踪的两种光电探测系统来完成周围空域的扫描和其他空情探测、预载能力。所以同样可以说歼20再一次在航电系统上用美国人发明的新技术击败了对手。最后一个就是F22由于研制的时间较早,所以在一些细节处理上不够完善,但是歼20研制的时间更晚一些,那么借助后发优势就可以从设计上解决F22天生存在的一些致命缺陷。比如F22虽然开创了机身腹部主弹舱、两侧格斗弹舱的机身结构布局。但是因为F22两侧格斗弹舱在打开状态下弹舱门无法关闭,所以会直接破坏其隐身能力,外加其机身结构遮挡使得F22的格斗弹导引头在搜索目标时会被机身遮挡很大一部分视野范围,继而降低了F22在综合格斗过程中率先锁定敌机的可能。但是歼20在两侧弹舱门设计上巧妙的借助旋转打开的方式成功解决了导弹伸出弹舱门无法关闭影响隐身能力、和格斗弹搜索视野范围被机身遮挡的两大问题。比如歼20的格斗弹伸出后两侧弹舱门依然可以关闭,这样不光不会影响歼20的正向和侧向隐身能力,而且关闭弹舱门后整机的空气阻力大幅降低,更有利于歼20在近距离格斗中发挥其超强机动优势。同时因为采用了旋转发射架设计,使得红外格斗弹尽可能的全部伸出弹舱的同时整个导弹也更远离机身,那么就会极大的降低主机身遮挡红外格斗弹导引头搜索目标时的视野受阻问题。总结来说的话,歼20和直接对手F22相比,的确现阶段歼20装备的发动机无论是在推力还是尾喷管隐身能力上都不如对手,但是和田忌赛马一样,歼20打着“差异化”的招牌依然能够稳赢对手,比如在机动优势对比中歼20用天生机动优势更明显的鸭式气动布局打败了F22的矢量喷管设计、在航电系统上用F22小弟F35率先使用的先进航电打败了F22和F35隐身战机,最后在核心的纯制空作战中的近距离格斗中,歼20又用一点小创新依然巧妙的战胜F22,等于是歼20在不同之处都用对手要么先使用、要么对手不具备却实打实先进的技术成功打败对手,而这些都是歼20的黑科技。所以歼20才是当前全球范围内最强战机,这个称谓可以说是“实至名归”。