近日航空工业集团发布的一组照片引起了外界的关注,图中明确标注了歼-10战斗机具备“间歇性超音速巡航”的能力。我们都知道“超音速巡航”(Super-Cruise)一直是四代战机的4S性能之一,此番航空工业集团的公开列出的细节是否说明了三代机歼-10战机在某些性能上已经不逊四代机了?另外,歼-10战机所搭载的WS-10B航发既然能做到“间歇性超音速巡航”是不是意味着推重比更强劲的WS-15航发未来能完美赋予歼-20“全程超音速巡航”的性能?
首先需要明确的是,“超音速巡航”并不等同于“超音速飞行”。以米格-31重型截击机为例,它可以在发动机开小加力的状态下挂载导弹以2.2马赫的速度巡航,但这是凭借机内高达17吨的载油量实现的,这样的超音速巡航并没有多大的实战意义,一来导致续航里程缩短,二来机动能力也大打折扣。同样的道理,当今主流三代半战机如EF-2000“台风”战斗机,苏-35战斗机,包括上文提到的歼-10战斗机,其实它们都不具备严格意义的超音速巡航能力。
▲米格31开启加力后的最大速度接近3马赫,号称能甩开导弹
如果没猜错的话,歼-10的“间歇性超巡”也并不是完全意义上的超巡,而是先开加力再关加力,通过短暂加力突破1.5马赫超音速巡航,而后利用惯性滑回1.2~1.4马赫的速度巡航。“台风”战斗机虽然能以超1.4马赫的速度巡航200公里但这是在战机没有外挂载荷,以极少的载油量压缩飞机的起飞重量而实现的,相当于一架没有任何作战能力的“裸机”,并不具备实战意义。三代战斗机气动布局与四代战机不同,优势包线普遍集中在包线中心或者左下角,因此在进入超音速区间后飞行品质下降明显,执行作战任务的效率远不如在亚音速区间来得高,所以歼10的间歇性超巡也只能在特定环境中使用。
那么什么是真正意义上的“超音速巡航”。按照美军的标准,“超音速巡航”一般是指战机在不打开加力燃烧室的情况下,以1.5马赫以上的速度持续30分钟以上的长时间飞行,在这种状态下战机可以以更少的油耗和更短的时间抵达或脱离战场,延长有效滞空作战时间。而实现超音速巡航则需要战机拥有优异的气动布局,尽量优化减少阻力,同时还需要配备高推力的航发。当今全球具备超音速续航能力的第四代战机只有美军的F-22A,其配备的的F-119-PW-100发动机最大后燃推力为16吨,使其可以在不开加力的情况下满载油量及弹药实现超音速巡航。歼-20搭载的WS-10B虽然极大提高了歼-20的作战半径(1500公里),但其加力推力只有14.5吨,推重比也不过8,这样的推力标准很难让歼-20实现超音速巡航。
▲F22突破音障
在发动机推力相对不足的情况下,歼-20必须从气动布局上进行优化。歼-20使用了“鸭翼配合边条翼设计”的设计,同时采用远距耦合鸭式布局(升力体边条鸭式布局),这能最大程度减少歼-20在超音速机动时遇到的空气阻力,节省燃料,提高续航时间。这样一种空气动力配置可以让歼-20飞行速度在1.5马赫时达到超过5.4升阻比,最大升力系数达到2.07,正是拥有这样强大的机动性能,才能为日后歼-20换上WS-15发动机,实现完全意义的“全程超音速巡航”奠定结实的基础。
▲歼20气动布局比F22更为优秀
不过就目前的情况,吐槽君认为歼-20战斗机换装WS-15发动机这事还需“细水长流”,从最开始的俄制99M1发动机,再到WS-10B发动机;从传统的圆形喷口再到锯齿状的隐身喷口,无不说明我军对歼-20动力单元极致的追求。从各方信息综合推算,现阶段WS-15的推重比已达到了9.5,加力推力达18吨,但与俄制AL-31F相比,总消耗量平均高出27%。这意味着使用WS-15将产生额外的高燃油消耗,飞机的战斗半径也随之遭到削减,笔者认为这或许是WS-15一直处于研发阶段的原因之一,毕竟要实现两者间的平衡并不是件容易的事情,加之歼-20双座型战斗机的亮相,WS-15所要承担的任务也加重了。
▲歼20双座版
对于WS-15,我们也不能一昧要求其拥有更大的推力,因为F-35就是一个反面教材,其装备的F135-PW-100航发推力强劲,其后燃推力达惊人的20吨,最大推重比达到11.47,其实就是在F-119的基础上扩大了外涵道风扇的直径实现的。但这导致发动机变粗,进气道直径和迎风阻力也相应变大,严重影响了飞机的高空高速性能,这也导致F-35不仅不具备超音速巡航能力,而且最大速度只有1.6马赫,远远低于主流的四代机。
▲F35为什么被称为肥电,很大程度上是受到了发动机的拖累
尽管难度重重,但是WS-15发动机的前途仍旧是光明的,因为技术上的难题是暂时的,可我们的进步却在以肉眼可见的速度前进。WS-15设计总工程师在去年便因其主持的某项重大型号发动机“取得了突破性进展”而获得业界荣光的称号,说明涡扇15已经初步获得了成功,并且在之后将不断完善,要不了几年必将能够匹敌甚至超越美国同行。歼-20预留了充足的机体空间可以在未来进行必要的换装升级,无论是发动机还是航电系统、配套武器都能随着技术进步而换装,所以超音速巡航即便现阶段达不到,但是也要不了多久了。
那么具备超音速巡航能力的战斗机能在战术及战役中能带来哪些优势呢? 第一、提升作战体系的反应能力。超音速巡航与超音速机动相结合能提高作战编队接敌的平均速度,外推拦截线,规避导弹攻击的概率也大幅度提高。第二、扩展机载武器的杀伤包线范围,压缩对方导弹的不可逃逸区,增大己方导弹的不可逃逸区。由于战斗机处于超音速飞行的状态,因此导弹无需通过自身加速即可突破音障,动力射程大幅度增加,可以在更远的距离攻击敌方目标。
▲苏35发射R37空空导弹
第三、摆脱四代以下战机的纠缠,迅速撤离战区或者直接奔向目标。由于传统战机在进入超音速飞行状态时需要要打开加力,导致油耗剧增,因此只能半开半闭合的短暂冲刺再把速度降下,所以面对夸代优势下的具备超巡能力的四代机,只要发动机没坏,都会被轻易摆脱。最后让我们期待安装了涡扇15的满血版歼20早日现身吧!
超巡航、只和发动机和气动有关、和隐身无关
什么叫间歇性超巡?哪个飞机做不到?
能不能超巡要看军推,而不是加力推力!
另外下次请把米格-25和米格-31的最高速度分清。别拿25的数据来套31的数据。
前面说超音速巡航是不开加力的,后面罗列的数据全都是加力推力的。[汗][汗][汗]
买个玩具都能整篇文章
能干f22了?
搞笑!米格31最省油的飞行模式就是高空近2马赫飞行!无论航程还是速度F22与米格31比就是渣渣!