外国记者谈6代机

chenhao · 发表于 2024-12-31 22:32

中国大型新型战斗机：技术评估

中国航空工业隆重地庆祝了毛泽东诞辰，发布了三款飞机的研发成果，它们将组成一个面向2030年代及以后的空战系统系列。其中一款来自沈阳的飞机看起来像是下一代隐形战斗机大小的演示机，可能与舰载机兼容。西安运﹣20运输机的机载预警和控制改型也是新品，这是无与伦比的空中监视系列中的最新产品。
最引人注目的首秀是成都飞机工业集团的飞机，它于12月26日进行了首飞：一架隐形战斗机，中国互联网上许多匿名评论者称其为歼﹣36。它是中国设计和研发的最大战斗机，也是35年来飞行的第二大战斗机。
J -36（如果这确实是它的名字）的设计目标是将超音速性能与全方位隐身性能相结合。这也是美国下一代空中优势计划的目标，该计划目前因预算和政策问题而陷入停滞。（本系列的第二篇文章将探讨 J -36的作用。)
可能还有更多。匿名中国互联网评论员的记录比其他人更准确，他们说这些新飞机是空战"茶具"的一部分，我们还没有看到"茶壶"-﹣期待已久的 H -20隐形轰炸机；这可能是诺斯罗普·格鲁曼 B -21的类似物。尽管如此，仅 J -36一架就足以让观察者大吃一惊。
它的亮相与歼﹣20战斗机14年前的亮相如出一辙。官方尚未公布任何技术细节，而且短期内也不大可能公布，但该设计的原型机在白天从人口稠密的城市地区的机场起飞，中国政府也允许发布图像。
紧随其后的是一架双座歼﹣20B，这充分表明了歼﹣20B的大小。歼﹣20B比歼﹣20长约23米，双三角翼展长约19米，翼面积约200平方米。( F -22的翼面积为78平方米。）正如我在全球战斗机计划的"暴风"设计中所评论的那样，大型、适度后掠的三角翼可以容纳大量燃料，如果设计师想要实现长航程，那么这种设计非常有用。
双轮主起落架表明这架飞机体型较大，因为单轮、轮胎和刹车装置不足以支撑超过35吨的重量。主武器舱长约7.6米，侧边有用于放置小型武器的辅助武器舱，也表明这架飞机体型较大。55吨的起飞重量是一个合理的猜测，比歼﹣20的重量高出三分之二，而诺斯罗普．格鲁曼公司的 B -21的起飞重量估计为82吨。
J -36的平面图明确表明了隐身和超音速。它是"绝望之钻"的改进版，"绝望之钻"是洛克希德公司臭鼬工厂首次尝试的全方位隐身飞行器，之所以得名，是因为20世纪70年代的技术无法让它飞行。2003年，诺斯罗普·格鲁曼公司的 X -47A飞马无人战斗机演示机尝试了另一种平面图变体，并成功试飞。试飞了一次。
在歼﹣36上，姜形被拉长为双三角翼，以减少跨音速和超音速阻力。它有一个前缘弯角，即后掠角的变化。从雷达截面的角度来看，这并不理想，但正如诺斯罗普·格鲁曼公司的曲柄箭头设计所表明的那样，这是可以接受的。飞机周围有一条完整的边缘和脊线，所有传感器孔都在里面（歼﹣20和其他战斗机不是这样）。这是全方位隐身的基础。
除了机翼后缘外，没有垂直尾翼，也没有可见的控制面，每侧有五个活动面板，每个发动机后面有一个；这样的表面被称为"升降副翼"。（可能存在我们尚未看到的飞行控制效应器，例如机翼上表面的镶嵌面板。）后缘表面的铰线似乎被柔性蒙皮覆盖。外侧一对表面水平分裂形成制动舵，就像 B -2和 B -21一样，在首飞的所有照片中都完全打开。
自20世纪50年代以来，副翼一直可靠地提供俯仰和滚转控制，但取消垂直尾翼是一项挑战，对于超音速飞机来说更是如此。当 J -36不靠近敌人时，它可以依靠其制动舵。但是，为了在威胁区隐身，它需要保持它们关闭，并利用空气动力学和推进效应将尖端保持在前方﹣﹣这给我们带来了另一个几乎独一无二的特点。

J -36有三台发动机，并排安装在宽阔的中央机身后部。机翼前缘下方的进气口与 F -22类似，呈椭圆形，带有后掠和倾斜唇缘，为左右发动机提供动力，而中央发动机则由机身上方的无分流器超音速进气口供气。三个发动机排气口位于后缘的前方和上方，后缘由似乎是铰接面板组成。全涡扇再热增压将对后缘结构施加可怕的热和声负荷。（诺斯罗普 YF -23后部的沟槽（发动机排气进入沟槽）没有像预期的那样经受住环境考验。）这倾向于支持这样一种观点，即 J -36的发动机要么是非加力燃烧，要么是用于跨音速加速的有限加力燃烧。一些评论家认为， J -36之所以配备三台发动机，是因为中国没有足够大的发动机设计来为双发飞机提供动力。这似乎不太可能。即使现有发动机只能提供生产型双发飞机所需推力的三分之二，也可以制造一个80％线性比例的演示机，其湿润面积为三分之二，这样既更容易开发，也更能代表最终配置。
必须有充分的理由来证明增加的复杂性是合理的。一种可能性是，两台外侧发动机在全推力和峰值效率下运行时，为亚音速飞行提供足够的推力，而第三台发动机则用于超音速巡航。
这一主题的一个变体是让中央发动机针对超音速飞行进行优化，这样就能发挥变循环发动机的一些优势，而没有其复杂性和风险（我能听到12,000公里外的后勤人员的尖叫声），但其配置稍后可以安装 VCE 。
一位前战斗机设计师认为，三引擎布局可能受到稳定性和控制因素的影响，允许在一个发动机不工作的情况下进行对称推力矢量控制。
后缘襟翼在对称使用时可在俯仰时提供推力矢量控制，在滚转时外侧发动机排气不对称偏转（同时仍使用中心发动机进行俯仰）。完全有可能在偏航轴上使用流体控制（将扇形气流不对称地注入喷嘴）。
三台推力为22,000磅（10,000公斤或100千牛顿）的发动机足以让 J -36成为一架超级巡洋舰﹣﹣一种无需使用耗油的加力燃烧就能超音速飞行的飞机。它的后掠角表明，其速度可达1.8至2.0马赫（1900公里／小时至2200公里／小时，具体取决于高度）。关键不在于获得足够的静态推力，而在于制造能够承受压缩机出口高温的发动机。中国的发动机技术一直在朝着这个方向发展。
敏捷性？高机动性与超音速巡航和航程相结合相悖﹣- F -22缺乏后者﹣﹣因为它需要很大的控制力和高安装推力（以及由此带来的重量）。物理是一个限制： J -36的后缘控制和推力矢量系统必须为飞机提供所有的控制力，而无需垂直稳定器、鸭翼或俯仰恢复装置（如苏霍伊 Su -57的可移动前缘根部延伸）的辅助。
至于携带重型武器和远程传感器的超音速隐形飞机的机动性需求，请读者参考经典电影短片《小鹿斑比遇见哥斯拉》。
我们将在预生产和服役测试阶段更多地了解歼﹣36，因为它遵循了歼﹣20的模式。关于该设计还有其他一些谜团：机头两侧似乎有大型光电传感器窗口，以及在美国许多州不合法上路的深色座舱盖。但有一点可以肯定：那些指责成都总工程师杨伟和其他中国设计师抄袭的人应该坐下来。

比尔．斯威特曼是一位资深、屡获殊荣的记者和航空航天业高管。他是《万亿美元的灾难： F -35如何掏空美国空军》一书的作者。