歼20可能仍无法超音速巡航!目前发动机推力不足 亟待涡扇15服役

军迷圈官微
文|123军情观察室
二战时期,某些飞行员为了摆脱敌机的追击,把机头朝向地表,试图以重力来增加飞机的速度。但当他们的速度快到一定程度之后,却忽然感觉好机身像顶到了什么东西,不但速度无法再增加,甚至可以看到机身与机翼出现部分扭曲变形的现象,这也就是俗称的"音障 (sound barrier)"。

音障的原理是当飞机的速度持续增加,到达了接近音速的某个临界点以后,之前所堆积起来的压力波,会忽然融合成为一道密度、温度与压力都比周边空气高出很多倍的激波 (shock wave),这道激波会瞬间在机体上造成极大的压力与阻力,让飞机难以继续加速,若是机体强度不够,也可能造成机体的严重物理损伤。但要是飞机拥有充足的推力,以及合适的机体材料与设计,让飞机在冲击波产生之后,仍能持续加速,等飞机的速度超过音速一定程度之后( 一般而言在 1.2 马赫以上 ),机体所产生的激波,会被机体抛离在后方一定距离,此时机体不再受到激波的影响,空气阻力大幅下降,就可以形容飞机"突破了音障"。
飞机的超音速性能中,首先要提到的就是超音速巡航能力(英语:Supercruise)。但由于许多媒体报导不甚确实,甚至直接望文生义的直译为"超级巡航",就如同把RPG翻译为"火箭助推榴弹"一样的搞笑,所有的航空与军事术语中,均没有"超级巡航"这种说法,同时这一概念往往会跟"超音速飞行"这概念混淆。

所谓的超音速巡航能力,就是战机在不开启加力燃烧室的情况下,能以1.5马赫以上的速度,进行超过30分钟以上的超音速飞行。首个具备超音速巡航能力的战机是美国的F-22,其配装有两具普拉特‧惠特尼F119-PW-100涡轮风扇发动机,采用耐高温材料和先进热循环技术,将涡轮进气温度提高到1853至1923K,总压缩比提高到25,单发最大推力为104.5千牛顿(kN),即10663公斤,使其有足够的剩余推力。

F-22战机之所以具有真正有效的超音速巡航能力,也和采用了先进的气动力外形设计密不可分,如翼身融合技术、小展弦比蝶形机翼、内置武器舱及紧贴机身菱形进气口等等,这些设计使猛禽的气动力外形干净光滑,气动力阻力小。

相比较而言,即使WS-10B发动机的推力也算是相当不错,但其性能应该尚不能使歼-20拥有超音速巡航能力,而且没有推力矢量控制系统也难以具备超机动作战能力。当然歼-20最终计划使用的WS-15大推力发动机应该能使其超音速巡航及机动性达到四代机的标准。但歼-20的意义不仅是使解放军拥有了一种能与F-22对标的先进战斗机,更大的是证明了国内战斗机制造已经渡过了所谓的借鉴阶段,超过了英法俄,大幅度拉近与美国的距离,进入世界战斗机发展的领先国家的行列。(利刃/Snakefilm)
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