歼20战机外观为什么看起来这么长?
歼-20战斗机的长机身是“中国智慧”的象征。
在所有的五代机中,歼-20的机身从整个飞机的比例来看,似乎是最长的。截止目前,世界上服役、首飞过的五代机一共有5个型号,美国的F-22A、F-35都属于机身较短的设计,俄罗斯的苏-57和苏-75“将军”战斗机虽然机身也较长,但是还没有歼-20这么长。那么,歼-20的机身咋就这么长呢?其实,这是一个田忌赛马式的“中国智慧”。
图为歼-20战斗机挂弹展示,我国的导弹尺寸相比美国还是要大一些,要容纳更多导弹,机体就免不了要加长。
如果我们给五代机的最大特征做一个定义,那一定会是隐身。第五代战斗机一开始也被称为“隐形战机”,由此可见,第五代战斗机区别于其他战斗机的最大特点就是隐身。我们都知道,第二代战斗机的最大特征是高空高速特征,飞行速度快,典型代表就是歼-7、歼-8、米格-21、F-5和美国百系列战机;三代机最大特征是雷达先进,具备全天候和初步的中距离作战能力,典型代表是米格-31、F-4、歼-8IIF、飞豹等;四代机最大特点是能量空战,具备较强的中低空和亚跨音速机动性,典型代表是歼-10、歼-11、苏-27、F-16、F-15等。
图为我国展出的机载三面式有源相控阵雷达,可见其雷达两侧还有副天线,歼-20就使用了类似原理的雷达设计。
而第五代战斗机的最大特点就是隐身。虽然在F-22A战斗机诞生的时候,提出了4S的五代机标准,也就是:超音速机动、隐身、超音速巡航、超级战场态势感知等,但是经过长期发展后,五代机的本质其实就是在第四代战斗机基础上,使用隐身设计。由于隐身性能的存在,第五代战斗机对此前各代战斗机其实都是一种实力碾压般的优势。
图为大仰角飞行状态下的歼-20。
比如,在第四代战斗机同第五代战斗机空战时,第四代战斗机因为无法隐身,因此会被第五代战斗机在150公里外发现并锁定,毕竟所有的五代机雷达探测距离都在150公里以上,而苏-57、F-22A、歼-20这三款重型五代机的火控雷达搜索距离更是超过了200公里,那些没有隐身设计、且没有电磁干扰吊舱掩护的四代机,很容易就会被第五代战斗机在远距离锁定。
图为俄罗斯苏-57战斗机,因为使用了全动垂尾,因此也显得机身较长。
而现代空空导弹又非常先进,率先发现和锁定,就等于取得了绝对优势,被锁定就等于被击落。比如,美国的AIM-120D空空导弹和我国的PL-15空对空导弹的最大射程都在200公里左右,其不可逃逸区的范围也高达30公里以上,换言之,歼-20、F-22A都具备在200公里外直接对第四代战斗机发起进攻的能力,而等到空对空导弹接近到距离目标30公里时,目标就基本上能确定被击落了,毕竟已经进入了导弹的不可逃逸区。导弹之所以强大,就在于其机动过载大于战斗机,一般的空对空导弹机动过载都在30G以上,而战斗机的机动过载则被限制在9G以内。
图为美国F-22A战斗机。
我们讲这么多五代机的优势,这和歼-20的机身长度有什么关系呢?答案就在于,上述内容全是五代机对其他战斗机的优势,这是五代机的最大长处。那么在五代机自己的空战中,起决定性因素的又是什么呢?这是我们的军工科技人员必须要深入思考的问题,因为歼-20从服役开始,他面临的对手就不光是第四代战斗机,还有其他国家的第五代战斗机。如果隐身是所有五代机都具备的优势,那么五代机之间的空战,又如何决出胜负?
图为歼-20战斗机的正面照片,注意他的两个垂尾偏转角度不同,整个垂尾都是一个可动翼面,这和一般战机的设计不同,垂尾面积较小就使得他看上去较长。
在隐身设计上,歼-20或许不如F-22A,但是歼-20如果想要取胜F-22A,他就必须要在其他的方面占据优势!隐身,歼-20要稍弱一些,但是不至于差很多,或许F-22A会在100公里左右发现歼-20,毕竟歼-20也是具备一定隐身能力的,F-22A肯定不可能在200公里就发现他。既然如此,那歼-20就一定要提高自己的探测能力,在隐身不如对方的情况下,做到在更远距离发现并锁定敌机!
图为歼-20,其实如果不看侧面,他的其他视角都很协调。
歼-20为此使用三面式相控阵雷达,这是导致歼-20机体较长的第一个原因。在歼-20的机头部分,他不光有传统战机都有的正向火控雷达,他还有分布在机头两侧的相控阵雷达副天线,这样,歼-20的雷达搜索角度就能更大,而且机头雷达也无需进行机械转动,去搜索其他方向上的敌机,对于那些位于歼-20前半球,但是并不是正前方的战斗机,歼-20完全可以用机体侧面的雷达对其进行搜索。
这就使得歼-20拥有了类似于“宙斯盾”驱逐舰一样的能力:雷达不转动,就能搜索360°空域。当然,歼-20没有背后的雷达,只能搜索前半球180°空域,但是避免了雷达的机械转动后,雷达波束就能始终处于搜索角度较小、但是波束比较集聚的“凝视效果”中,在这种局面下,也许F-22A的隐身效果更好,但是歼-20可能会凭借探测能力的优势,率先发现并锁定他,从而占据空战的优势。
其次,歼-20使用了全动垂尾,这是歼-20机体显得较长的第二个原因。其实,如果算总体长度,歼-20不见得比F-22A能长出多么夸张的数字,但是因为歼-20的垂直尾翼面积比F-22A的小很多,因此显得机体更长。F-22A的垂尾为什么就那么大?歼-20的垂尾为什么就那么小?答案都是因为一个原因:他们为了隐身,使用了V形垂尾,因此垂直尾翼的舵效较差。弥补的方式就是两个:要么增加垂尾的面积,要么改变垂尾的设计。F-22A选择了前者,歼-20选择了后者。
F-22A使用了面积很大的垂尾,弥补了V形垂尾比垂直垂尾舵效的差距,而歼-20则选择了全动垂尾设计。在一般的战斗机上,垂尾并不是整个可动的,只有位于垂尾后半部分的可动翼面,可以通过机械控制实现左右摆动,实现对战机飞行方向的控制;换言之,垂尾大不代表可动翼面就大,但是要让可动翼面大,就必须要先做大垂尾,这就是F-22A垂尾大的原因。歼-20则是让整个垂尾动起来,整个都是可动翼面,因此他不需要一个面积巨大的垂尾,事实上,相当于只保留了垂尾上可动的那一部分。
由于垂尾面积较小,因此从视觉角度来看,歼-20的机身就显得更长了。当然,全动垂尾带来的技术优势肯定是大于大型垂尾的,毕竟面积小的垂尾,还更有利于隐身,也能弥补没有矢量尾喷的缺憾,这又是一个智慧性的设计。最后,歼-20的机身更为修长,就更有利于高速飞行和超音速机动,使得歼-20在超音速状态下的机动能力超过F-22A。
换言之,歼-20的设计不光是为了对付四代机,更是为了对付五代机,用田忌赛马一样的智慧,使得歼-20在隐身稍微不如F-22A的前提下,拥有了探测、机动、速度等方面的优势,在五代机空战中,具备了战胜F-22A的条件,剩下的就看飞行员的技术发挥了!
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