殲 -20 上艦的改裝量有多大?不亞於研發新飛機

08-16

隨著美軍福特號航母和隱身艦載機 F-35C 的逐步成熟,發展一款中國自己的隱身航母艦載機與其對抗的呼聲越來越高。先是網上風傳 FC-31 要上艦,現在隨著殲 -20 被正式指定為我國第一款隱身戰鬥機,將其改造為艦載機的聲音不絕於耳。就陸基戰鬥機改造航母艦載機來說,隻要改的足夠多,肯定是能夠上艦運作的。但是殲 -20 這款飛機要經過哪些改造才能真正符合上艦要求呢?這些改動加起來成本有多大,是否意味著近乎發展一款全新的作戰飛機呢?本文對這一問題進行探索。

艦載飛機和陸基飛機的使用環境有很大的不同,因此艦載機在技術上有一些特別的要求,這些要求促使殲 -20 必須作出以下改動才能達到與 F-35C 匹敵的程度。

艦載機的起碼要求是必須能在航母上安全起降,而航母甲板的長度僅有陸基機場的十分之一,雖然航母上也有攔阻器和彈射器,但也要盡量的要求飛機必須具備足夠好的低速操縱性和穩定性,以降低飛機起飛飛離速度和著艦速度。這樣的要求之下,艦載機的機型展弦比(就機翼翼展 ²/ 機翼面積)必須較大,以提高飛機的誘導阻力,但達到這樣的要求卻不能通過減少翼面積達到,因為翼面積直接關乎飛機升力和掛載能力,因此一般來說,機翼的翼展是關鍵參數,在翼面上增加吹氣襟翼邊界層控制也是主要手段之一。

觀察殲 -20 的數據,可以看到,其翼展為 13.5 米,翼面積為 78㎡,而同樣情況下,F-35C 的翼展為 13.1 米,翼面積為 62.1㎡,這樣的數據可以說是全面落後 F-35C。

其中展弦比落後瞭 2.76-2.33=0.43,意味著搭載殲 -20 的國產航母在彈射和攔阻方面必須超過美軍尼米茲,因此隻有對其殲 -20 氣動外形作出修改,才能達到與 F-35C 同樣的航母作業能力。這種改動需要重新進行風洞試驗,無異於一次重新設計機體和動力。

殲 -20 的最大起飛重為 36 噸,F-35C 的最大起飛重量 31 噸,前者發動機和後者不是一個時代的產品,因此在減重方面尤其需要作出努力。前文提到一般艦載機都會增加吹風襟翼等增升裝置,殲 -20 飛機鴨翼雖然也有增升功能,但因為這種設計為瞭格鬥機動性實際上是靜不穩定的,在航母上起降使用會造成很大的不確定性,因此還是需要重新設計增升結。為瞭便於航母停放,機翼必須做成折疊式,這兩種措施的直接效果就是飛機必然要進一步增重,至少 200 千克,給殲 -20 的發動機帶來新的壓力。

為瞭滿足航母降落需求,殲 -20 的起落架也要大改,這是因為航母起降采取的無拉平起降,飛機下沉是直線砸下去而不是傳統的飄葉式。當海上有風浪時,會進一步增大,這就要求飛機的起落架必須加強,飛機輪胎胎壓也要提高,F/A-18E/F 戰機上述數據分別是陸基型 2.3 倍和 1.8 倍。考慮到殲 -20 更重,這一數值還要繼續上升,這種起落架增強又會增加飛機的重量,至少 150 千克。

艦載機起飛時必須承受 5 倍以上的重力過載,艦載機機體、油箱、發動機和所有機載設備必須進行加強,還要搭配著艦鉤、海上降落防沉措施等,這又要增加重量至少 1500kg。

此外,為瞭滿足艦載機在海上作業時防潮濕、防鹽霧、防黴菌、防腐蝕要求,必須采取盡可能聯接和密閉的部件,這些也會增加一定重量。總體算下來,殲 -20 改裝成艦載機後補增加 2 噸以上的重量是不可能的,而目前殲 -20 已經有些超重,這種要求簡直無法容忍,除非減少機內設備,降低性能,否則根本無法滿足。

艦載機發動機的可靠性和維修性要求卻要遠超陸基飛機,美軍無論是 F/A-18E/F 還是 F-35C 都寧願犧牲作戰性能也要確保可靠性和維修性。美海軍對艦載機要求一般都采取結構簡單、技術成熟的發動機技術,一款沒有經過長期試飛和驗證的渦扇 -10B 和渦扇 -15 根本無法滿足這種要求,俄羅斯的 AL-31F 同樣難以提供這種能力。但艦載發動機技術要求高,卻急不得,這是科學規律。

此外艦載發動機還必須要求加速性能好、以便能夠在著艦失敗後復飛。美國規定,艦載機正常狀態加速到最大推力所需時間不得超過 2.5 秒;抗腐蝕能力強,必須適應常年在海上環境停放;高溫環境下作業能力好,以適應在熱帶、亞熱帶作戰。

上面的討論已經看出,如果非要讓殲 -20 上艦,基本要對氣動佈局、內置部件、發動機做出全面大改,這就是建造一架新飛機,有這功夫,不如讓成飛負責研制一架全新艦載機,還可以用上他們最新的技術超過殲 -20。

全文完,謝謝閱讀。

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