歼20的机体那么长有什么优点?是否也存在不足呢?

J20机体那么长是一种非常无奈的选择。

虽然我十分喜欢J20。但不得不承认这个缺点。

J20机体长度并不是想象的那么长。从上次摆拍来看,其实和苏27差不多。苏27长度为21.9m。很多人认为J20长度应该是20.5m,而不是原来估计的23M。

考虑到J20没有空速管,这个答案比较靠谱!

但为啥很多人觉得还是太长了呢?因为在五代机中,即使是20.5米,也是最长的!

所以大家感到遗憾。

那么为什么这么长?有什么优点和缺点?

个人认为是和中国军工底蕴不足的一个产业有关——J20发动机!

当年设计J20时,设计师肯定预料到战斗机的拦路虎就是发动机。发动机推力不足,会导致性能直线下降。于是采用鸭翼提高机动性。采用长机身提高加速性。这是有可能的。

实际上,根据目前的资料中国的涡扇15(J20标准发动机)似乎还是没有量产。而国家最近文件说,采购了三种发动机XX—10B,XX—10C,XX—15。XX应该就是涡扇(ws)的保密写法。那么WS—10B是给J10和J16战斗机的。WS—15好像还没有彻底量产,只是在小批量实验中。那么WS—10C应该就是最新WS—10发动机的改进型,估计就是给J20使用的批量发动机!毕竟J20现在已经超过50架了。让飞行员早点熟悉五代机战术才是关键。

宁可飞机上差发动机,不能让飞行员等飞机!

歼20的机体那么长有什么优点?是否也存在不足呢?

五代机的设计要综合考虑“4S”性能的均衡性,细长机身有利于减少正面横截面积、减少超音速升阻比,对隐身性与超音速巡航是加分的。同时,细长机身会影响机动性,虽然通过加装大面积鸭翼来解决,但又牺牲了隐身性。

细长机身最突出的优点是保证了超音速性能。五代机“4S”性能中,超音速巡航能力是仅此于隐身性能的重要硬性指标。“快速接敌、快速脱离战场”是五代机的主要战术,与隐身性相结合,让五代机拥有了跨代的战术优势。细长机身可以在发动机推力不济的情况下,实现超音速巡航。细长机身带来的一个突出优点往往被人们忽略,歼-20拥有更大的内部空间,可以装备更多感知设备,挂载更多武器,装载更多油料,让歼-20成为航程最远、载弹量最大的五代机,几乎可以看着是一款中程隐形战斗轰炸机。使得歼-20更加适合作为“踹门”利器使用,这一点是中国设计师对五代机的拔高认识,相比其他短胖挫的五代机,把亚音速机动性凌驾于超音速能力之上的做法,明显具备突出优势。

细长机身是我国战机气动布局传统设计格局,歼-7、歼-8、歼-9、歼-10无不是细长机身,技术上一脉相承。歼-9以后,又有鸭翼布局、飞控系统加持,技术越来越成熟可靠。“发动机不行”经常成为有些人攻击歼-20的托词,笔者承认发动机是弱项,但是我们的发动机技术总有一天必然会突破。大家有没有想过,在同等发动机推力作用下,歼-20的载弹量、航程与超音速能力,将达到一个其他战机无法企及的高度。

“颜值就是战斗力”,细长机身机身真的很美。2011年1月11日,歼-20的首飞日的确意义非凡,一个军迷舆论场口风转变的标志性事件。当人们还在讨论歼-7怎么打F-16、歼-8怎么打F-22的时候,谁也没有想到,中国的五代机会在这么短的时间横空出世。军迷朋友们在成都机场昂首观望的激动之情,奔相告知的溢于言表的兴奋之情,感染了多少人。又有多少人为我国能够拥有这么出色的五代机而深感自豪,信心倍增。歼-20让我们不仅满足了我们的视觉享受,更加坚定了我们不比别人差的信念。

歼20的机体那么长有什么优点?是否也存在不足呢?

(国外网友制图仅供参考,歼-20还标错了...)歼-20隐身战斗机的机身长度,很可能是世界各国第五代战斗机中最长的,长度超过了俄罗斯苏-57战斗机,更是远超F-22和F-35战斗机,这种机身看似合理也似乎有点透露着无奈。

(同样来自国外网友图)歼-20战斗机机身长度十分修长,这种设计主要是考虑到歼-20战斗机飞行性能,特别是歼-20隐身战斗机长度明显超过了国外类似的机型,特别是适度放宽了气动稳定的要求。歼-20隐身战斗机可以依靠翼面实行气动稳定,这种设计是歼-20战斗机外形设计上的重点。歼-20战斗机长机身和小翼面的特点不仅可以平衡主翼、鸭翼升力,还可以为歼-20战斗机在飞行性能上提出大迎角要求,这种分离式的翼面设计有利于克服鸭式布局后,在发动机推力不够,无矢量情况下,提供全机的胜利,全机的升力主要依靠主翼和机体下获得。

机身长度增加的好处就是歼-20弹舱可以加大,空空导弹型号可以不用特意去研发,而统一使用中国空军主力战斗机空空导弹型号,同时未来歼-20战斗机多用途的时候,歼-20机体更大可以安装更大的精确制导炸弹。

而歼-20战斗机代表了中国航空工业技术的先进水平,歼-20机身拉长缺点很简单,主要就是导致机身过长,导致发动机推力需要增加。目前歼-20战斗机装备都是俄罗斯制造的99M3发动机,虽然太行-B发动机已经装机测试,但仍然没有大规模装备歼-20战斗机机身上,显然机身长度带来的发动机问题,尤为突出!

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歼20的机体那么长有什么优点?是否也存在不足呢?

可能是因为机翼大梯形翼,导致歼20看起来长宽比很高的缘故,所以不少人觉得歼20机体过长。但其实歼20的长度还真的不算个事。网上早就有人根据歼20和歼16同框照片测算出了世纪长度,歼20长20.77米,比歼16短1.2米左右,所以歼20的长度真的谈不上有多扯到后腿。

歼20和歼16同框,不论是长度还是宽度都是歼16更大

对陆基型飞机,只要长度不影响结构,不影响机动性,那么久没什么好讨论的那么就没必要单独拿出来讨论。反正陆地上的机库很宽敞,跑道更是动辄上千米,这点长度有啥影响,轰炸机不照样飞么。舰载机的话因为机库和甲板和升降机面积有限,对尺寸非常敏感。但歼20其实比歼15还要短,而且翼展也比歼15小。如果歼20上舰,长度绝对不是问题,主要问题是机翼折叠和鸭翼的影响。

歼20舰载版想象图

歼20的机体那么长有什么优点?是否也存在不足呢?

“动力不够,气动来凑”歼20的机身长度近21米,F22的机身长度近19米,苏57的机身长度近20米。可以看到的是,歼20是最长的第四代战斗机。歼20的机身设计修长的目的就是为了减小超音速飞行时的阻力。此外,较长的机身也可以携带更多的燃料,设计更长的弹舱。

歼20机身较长的优点

众所周知,第四代战斗机极为注重超音速巡航能力。而歼20的发动机又不够给力,为了能够达到超音速巡航的要求。所以只能增大机身的长细比,提高超音速升阻比,以减小超音速飞行时的阻力。其实,在超音速飞行时,阻力最多的是激波阻力。而减小激波阻力也可以增大超音速飞行时的升阻比。减小激波阻力的方法有四种:一:减小机身截面,增大机身长细比;二,增大机翼后掠角,减小展弦比;三,减小机身相对厚度;四,增大座舱盖的后掠角。

可以很容易看的出来,歼20的机身较长,长细比就大;机翼面积较小,机身截面积就越小。所以歼20在超音速飞行时的激波阻力就越小,超音速巡航升阻比就会得到提高。正是由于发动机的推力不足,歼20才不得已采用这样的设计方法,来达到超音速巡航的要求。可以说,由于歼20较长的机身,在其达到超音速巡航时对发动机的推力要求相对于F22和苏57来说是最小的。

此外,较长的机身也可以布置较大弹舱。歼20的内置弹舱长度在4.7米,宽度2.2米,是弹舱容积最大的四代机。容积大的弹舱,在导弹尺寸相同的情况下,就可以多带点。另外,在挂载对地攻击武器时,也更有优势。毕竟歼20拥有较远的航程和隐身能力,如果只用来空战,未免有点太单一了。研发小尺寸的对地攻击弹药,也该提上日程了。一旦适合歼20弹舱的攻陆弹药研发成功,那歼20成为的“踹门者”角色,就更加容易了。

歼20机身较长的不足之处

而机身较长的话,就不利于亚音速机动性了。由于机身较长,导致歼20的纵向转动惯量较大,其纵向敏捷性不如机身较短的F22和苏57。但是在鸭翼和升降副翼的作用下,其纵向敏捷性也不会差,大迎角飞行性能也不弱。此外,较长机身也使得歼20的擦地角较小,以至于起飞迎角变小,会对其短距降能力带来不利的影响。

此外,我国第四代舰载机的选型还没有落下帷幕。歼20较长的机身,是不利于在航母上起降的。从这方面来说,歼20倒不如歼31优势,所以说,歼31入选第四代舰载机的可能性要大一些。

总得来说,歼20的所有设计都比较偏向超音速性能,不想F22那样追求均衡的性能。较长的机身,明显的降低了超音速巡航的阻力。这也是在“涡扇-15”发动机到位之前的时间段内折中的选择。毕竟第四代战斗机追求的就是超音速性能,而不是亚音速性能。(图片来自网络)

歼20的机体那么长有什么优点?是否也存在不足呢?

唉……一看到这个问题就想到郭德纲的那个笑话“如果有个人跟火箭专家说火箭是点煤球发射的,那火箭专家看他一眼都是火箭专家都输了。”

说实话作为高技术密集型产业的航空工业,中国的航空人是非常不容易的,做不好有人骂、做好了又有人质疑,就像北边某设计所一样,这些年都快被人给黑出翔来了,总是被人抓住一个缺点就无限的放大,却很少有人去考虑作为“共和国长子”它所代表的历史意义和其背负的社会责任。

这种现象在今天的中国比比皆是,哪怕成飞歼20这种典型的四代机,按理说作为国人的骄傲,应该是被人正确看待的,可是呢?总是有那一些人去靠着一堆无端的揣测去质疑,像什么鸭翼啊、发动机啊、尾喷管啊、甚至就连机身长度也有人吐槽,这也真是见了鬼了,难道我国民间的航空器总体设计大神真有那么多吗?如果真有,我强烈建议这些大神把这“一腔热情”用在报国上,南北两大设计所可是年年都招人的。▲对我国航空工业不服的亲们,去吧……祖国需要你们!

吐槽完,还是跟大家说点实际的吧,航空器的总体设计其实是非常复杂的,要学的东西很多,要将很多复杂的东西结合权衡,才能设计出满足未来空战环境和技术指标要求的先进战机。▲飞机总体设计一直都是涉及多学科领域的综合性学科,它需要飞机总体设计人员合理掌握运用气动、结构、动力、材料、工艺等科学知识,充分合理的通过分析和计算,将设计需求转化为完整描述飞机参数的过程,所以能做飞机总体设计的人、尤其是各“总师”都是航空工业的顶尖才。

而航空飞机作为在大气层内飞行的飞行器,必然要受到空气物理特性的影响,而其中“升力”与“阻力”是两大相互依存又相互矛盾的特性,所以如何合理的权衡安排两大特性,是飞机设计的关键。▲人人都想设计出“完美”的飞机,但是空气物理特性的原因,这是不可能的。

所以飞行器的总体设计人员,就要在各种飞机气动布局上进行取舍,根据预先的详细研究论证,和装备方、生产厂家的详细讨论,按照基本的技术要求和实际的工业制造能力,选择一个合理的设计要求,然后再根据要求选择合理的气动布局,比如常规布局、三翼面、鸭式布局等等。

其后再根据设计要求,详细设计飞机各外形部件,比如选用什么样的翼型、机身、进气道等等、等等。▲这是一个极其极其复杂的事情,比如机身来说,作为设计人员你就要考虑到空气动力、结构受力、材料力学、隐身特性等等。

而等初步设计完成之后,还要考虑飞机的总体布置,比如机载设备的布置、分系统的设计、详细的承力结构,完了还要精确计算重量、重心、操稳等等、等等。

最后还要进行大量的实验测试,反复详细的论证,要来来回回的根据需要进行更改,最后达到一个各方面平衡的结果。

所以说,飞机机身的设计不是盲目的,是经过大量实验、论证过的,是有极高科学依据的,不能简单的仅凭着外形就认定其是好是坏。

以歼20的机身来说,我们所认为的“长”或者“不合理”都是过于偏面的看法,它是根据歼20的实际需要设计的,是在整个气动布局下的一个分枝。

而歼20具体需要什么?“趣科普”简单的按照歼20的气动布局给大家讲一下;

按照过去F22A所设定的经典四代机标准,隐身、超声速巡航和超机动能力是其重中之重。

而这三大技术标准都需要飞机整体气动布局的合理设计,比如超声速巡航和超机动性,就要合理的设计飞机的气动外形,因为前文说到因为空气动力学的特殊性,所以飞机这样的航空器,气动外形的设计就要在空气阻力与升力之间相互权衡。

需要超声速能力强的,就是要合理的设计飞机的截面积率分布、合理的机身侧剖面、高长细比、小展弦比、相对薄翼型、大后掠角、相对小弯度机翼等等。

而强调跨声速能力的,就要多采类似“蜂腰”这种合理的跨音速面积率分布、中等后掠、较高展弦比和合理的相对厚翼型剖面等等。

同时无论采用那种设计,都必须尽可能满足升力大、阻力小、稳定性好的特点。

所以歼20的机身设计,本身是根据四代机设计标准,所做的合理设计,是在升力体边条翼鸭式布局、小展弦比中等后掠角主翼、大长细比机身的整体下去设计的。

在这种兼顾超声速巡航和跨/高速机动能力和隐身的设计下,歼20的机身设计本身是很合理的。▲歼20的机身有人觉得长,那是因为过于偏面的去看歼20的机身,将机身与整个气动布局割裂开,这是很错误的。

在一个要说的问题就是动力的问题,很多人愿意将歼20的整体气动布局归结于动力薄弱的原因,单纯的认为是“航发的落后”才让歼20变成了今天的样子,但是我们要注意的是,即使我们有先进的适配航发,优秀的气动设计也是要保留的,航发虽然是影响飞机气动布局的一个因素,但它不是决定因素,不是说有了好航发,就可以不用优秀的气动布局,那是不现实也是不合理的。

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