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发信人: keqi (杀情), 信区: Green
标  题: 歼10 弱点大揭密(二)
发信站: 哈工大紫丁香 (Wed Jun  4 18:01:29 2003)


歼10 弱点大揭密(二)   
  
神秘的机头:另一张流传已久,与歼十相关的照片是个机头的照片。据说这是弹射椅实验
用的机头模型,但究竟是哪个战机的机头呢?照片中机头雷达罩的构型便明显与大陆现有
战机完全不同,即便是非机头进气的FC-1或歼八-Ⅱ,也没有这种底部渐平的形状。相反地
进气道在机头下方的歼十却与这特征相当符合,而该模型的座舱后方有明显的前翼根部结
构,更是非歼十莫属。从这张照片中,我们可以找到两个共通的特色,第一是机鼻的形状
与前翼的位置,这与实机照片是相同的,与官方模型照片倒是不同,这更支持了官方模型
照片是在细部定型以前制作的理论。第二就是座舱罩。实机照片中,不细看的话会发现座
舱罩的形状不太流线,放大细看的话可以发现该座舱前有一横框结构,后方直接与机身连
接。两者之间是活动的座舱罩,该罩正在向右侧开。特别的是,该活动座舱罩的曲线是顶
部接近直线,而非西方战机常见的凸出气泡状。而机头模型的照片虽然看不出座舱罩开启
的方向,但顶部的曲线却是非常类似的接近直线。  



    由于歼十是大陆第一种不使用座舱罩前方支撑架,也就是所谓的气泡座舱罩的战机,
是大陆战机科技提升飞行员状况意识的一大进步,所以对新型座舱罩多所实验,以致于遗
留一个实验的机头模型并不令人意外。而这与实机照片之间的神似也串起了另一个关系。
    



    由这张机头照片我们还能看出更多东西。前面提到,座舱罩上面接近直线的曲线是西
方现代战机中看不到的样式,原因是外凸的气泡状可以让飞行员坐得更高,对下方的视角
更大,往后面看也容易一点。而接近直线的设计会让飞行员坐得更矮一点,如同苏联MiG-
29战机一样,由于飞行员坐得太矮,所以西方飞行员试飞后的评价是虽然有气泡状的形状
,但飞行员真正的视角范围仍然远不如预期中那么好。这并不是说MiG-29的设计师或歼十
的设计者头脑有问题,故意让飞行员坐那么矮,而是外凸的座舱罩对于气动力学或是结构
力学都有不利的影响。外凸的曲线会让座舱罩更深入机身上方的流场,对于机身后段产生
不小的影响。所以如果不希望座舱罩产生过大的阻力,那就必须限制它的大小。从座舱后
方连接的减阻结构可以发现大陆设计师对此的重视。  



    对结构力学而言,由于座舱罩深入上方的流场,座舱罩本身也就必须承受更大的应力
。别忘了这个座舱罩已经没有传统的金属支撑架,需要让玻璃本身承受这些应力。所以如
果玻璃的材料性能并不足以支持这么大的应力的话,避免座舱罩过度深入流场是唯一的选
择。因此歼十的设计师不是不知道飞行员的需要,只是可能他无法面对这两个问题。  




  



卫星照片:传说美国海军根据机场上空的卫星照片,绘出了一张假想的三视图表示出歼十
的外型。上一次美国卫星照片担任这种独家的八卦角色是偷拍苏联的Su-27与MiG-29原型机
,与后来证实的外型相比,可以说算是相当逼真。而这张新照片也同样让人发现与美国海
军假想图相比,的确非常类似。  



    最类似的地方就是前翼与三角翼的后掠角很多假造照片者都没有考据到这一点,不过
话说回来,这跟Lavi战机非常的类似,天知道他们是不是根据Lavi战机画的。但有一个非
常独特的地方是主翼与机身之间的减阻结构,这是一个俗称「翼胴融合」的凸起,减缓机
身与机翼接合处的曲线变化,也增加燃油与结构的空间。Lavi战机虽然也有类似的凸起,
但是中间却为了配合面积率的蜂腰状,反而凹回去,所以这段凸起结构并不明显。但是在
美国海军的假想图却有了非常明显的凸起。  



    在照片中的确发现了同样的特征。在后视角度的模型照中,可以看到主翼根部的确有
明显的凸起,在实机照片中,也可以看到隐约的曲线。让人不得不相信不是美国情报人员
观图辨机的本事惊人,就是该照片根本就根据美国海军的假想图伪造的。不过要注意的是
美国海军的假想图中,歼十的机头并不是实机照片中的独特形状,也没有锥形进气道。  




  



AL-31发动机:很多人对新战机的期待都是针对炫目的气动力外型、傲人的武装,然而战机
的关键通常是外表看不到的发动机。发动机的成功与否决定了很多战机的生死,例如F-14
A有两具著名的烂发动机,而P-51野马机的成功跟梅林发动机有绝对的关系。更残忍的是,
如果你拿不到你想要的发动机,那你也作不出想要的战机。F-CK-1的性能极限在美国准许
TFE-1042的输出时就决定了,设计人员只能尽量逼近这个极限。如果对F-CK-1不满意,更
别提当初连TFE-1042都没有的丑样子。  



    发动机的功能在于体积必须尽可能地缩小,推力却要尽可能地增大。体积缩小让战机
可以携载更多的燃油以及武装,推力增大让战机真的能载着更多的燃油与武装起飞。所以
如果你的发动机推重比太小,你的战机便会有相反的结果:飞不远、载不重。  



    发动机科技远比战机设计来得困难,世界上有十几个国家曾经,或是已经设计出自己
的战机,却只有四个国家能够做出推重比超过8的战机发动机:美俄英法。大陆虽然自制战
机发动机多年,但对于涡扇发动机这关一直不能突破。即便是英国数十年前发展的史佩发
动机:推重比仅5,最大推力两万磅(现代战机发动机的一般标准是推重比达8以上),大
陆仍然极力争取采购,以增产歼轰七。所以同样身为安理会五强中的一员,但没有强力的
发动机,大陆自制战机也只能看其它四强的脸色。  



    犹太人实在是很会做生意的民族,手上没有半颗发动机也敢大摇大摆地走进中国大陆
,说要协助大陆设计新战机。在官方模型照片中,歼十模型的喷嘴与Lavi的PW1120发动机
几乎是完全相同。但就在美国断绝任何先进军事科技流入大陆后,歼十战机也等于没了翅
膀的鸟。  



    而苏联的垮台提供了大陆另一种选择:AL-31发动机。AL-31发动机的大小等级与PW11
20相当接近,又是大陆新一代战机群:Su-27SK与Su-30MKK的发动机,在后勤支持上可说是
相当便利。因此歼十改采AL-31发动机可说是相当自然的选择。在这张实机照片中,我们可
以清楚地看到其发动机喷嘴与Su-27的AL-31喷嘴可说是一模一样。AL-31的特色是喷嘴前的
尾管可能因为耐热的关系,必须采用金属外罩,Su-27这段外罩是由许多金属片拼成的,利
用金属片之间的空隙引入冷却气流,而在照片中歼十原型机的喷嘴前方也有类似的无涂装
金属部分。     由以上五点可知,新曝光的这两张照片与已知的五点情报之间都有相当密
切的关系,如果不是它们的确都指向同一架战机,那就是这两张照片的伪造者的考据功夫
确实,每一点细节都考虑到了。 



  



 鸭式布局  



    前翼三角翼构型在80年代的航空设计界可以说是非常的流行,恰巧除了美俄以外,大
西洋东岸的欧洲诸国乃至以色列都采用这种构型作为第五代战机的设计。究竟这种构型有
什么特色呢?第四代战机的特色是汲取越战的教训,全世界都听到了的讯息:缠斗复活了
!美国战机不愿意继续被轻小的苏联战机打好玩,恢复追求缠斗性能。但大型的美国战机
要如何在缠斗中击败轻小的苏联战机呢?答案便是「能量机动性」。  



    美国空军的「能量机动性」理论告诉我们,战机的缠斗性能被两个因素决定,一是翼
负荷,一是能量。翼负荷越低,表示战机翼面在受不了应力而崩溃之前,能够替战机产生
更多的升力,也就是转弯的向心力,让战机能够转更小的圈。能量越高,表示战机的机翼
能够持续提供升力,吊诡的是战机速度越慢,转弯半径越小,但是速度低到让机翼降低升
力时,却反而无法继续转弯,所以战机必须有足够的能量让机翼继续卖命。  



    所以第四代战机的特色是采用大型的中度后掠梯型翼,以得到足够的翼面积,也就是
够低的翼负荷。另一方面,就是让战机推重比超过一的后燃涡扇发动机,这让战机有足够
的能量持续转弯。所以,面对第四代战机的苏联轻战机,虽然它们的翼负荷够低,一样能
作极小的转弯,却没有足够的能量可以持续下去,也就会在持续的空战中被击落。因此,
第四代战机的能量机动性理论保证了战机的持续机动能力。  



    但在80年代,欧洲各国审视苏联战机的威胁时,他们知道苏联的新一代战机Su-27与M
iG-29同样达到了第四代战机的标准,所以重复这条路最多只能作出一样好的战机,而由于
苏联应该会有数量的优势,便能在空战中击败欧洲。所以欧洲人选择了另一条路:瞬间转
弯性能。能量机动性的理论是建立在机炮以及早期追热飞弹上,这些武器都必须在敌机后
方发射,所以必须采用持续的追尾缠斗。然而,新一代的红外线空对空飞弹可以全向位发
射,如果在一见面时就能面对面的迎头痛击,那何必费心绕到人家后面呢?  



    因此,欧洲人认为战机的下一条路是在第一个弯还没转完时,先对准敌机的一方就已
经获胜。而这需要更低的翼负荷,好提供巨大的升力,竭力缩小瞬间的转弯半径。为了达
到这样的性能,就必须采用三角翼,因为三角翼在同样的翼展中能够提供最多的翼面积,
在低超音速阻力的情况下能够产生最大的升力。  



    前面提到的能量机动性一样要求低翼负荷,为何不采用三角翼呢?因为三角翼虽然拥
有最大的翼面积,能够提供最大的升力,但其产生的阻力也是非常的巨大,这会让战机的
确转得很快,但越转空速就越低,也就是能量就越小,不符合「持续转弯性能」对能量的
要求。所以第四代战机并不想追求这样过度的翼负荷而牺牲了能量。但如果只要求瞬间转
弯性能的话,越转空速越低并不是坏事,因为转弯率与速度成反比,速度越慢,转弯率越
快。所以越转越慢反而让战机达到瞬间转弯率的颠峰值。于是,三角翼成了追求「瞬间转
弯率」的欧洲各国不二选择。  



    但是战机的升力跟速度有关,当你越转空速越慢时,你的升力也在逐渐降低,所以你
还有同样的向心力吗?所以在慢速度的转弯中,战机不只需要大面积的机翼,还需要提高
攻角,攻角越大,机翼的升力越大,才能维持住升力不降低。则空战中最重要的第一个弯
中,我们知道这群第五代战机会越转空速越慢,攻角越大,但转弯率反而更高。  



    不幸的是,攻角越大,机翼就越接近失速,失速的机翼是没有升力的,大家就没得玩
了。幸好这不是没药可救的,这仙丹妙药就是「涡流」。涡流在第四代战机中就可以看到
,例如F-16与MiG-29都有大型的翼前缘延伸面可以在高攻角时产生强力涡流吹动主翼上的
边界层,减缓失速的发生。而对于三角翼战机而言,前翼除了提供更强大的涡流,还能作
为主动的控制面,因此前翼加上三角翼,也就是大陆俗称的「鸭式布局」的构型,就成为
追求瞬间转弯性能的80年代欧洲战机设计师与以色列人最喜爱的构型。  



    战机界有一句话:「一架战机设计完成时,往往就不再先进;投产服役时,就已经落
伍」。这对鸭式布局而言,也是如此。90年代的战机设计界,将眼光放到失速后的高攻角
上,当机翼完全失速,反而不受到许多传统的限制,而能够作出人意表的动作。虽然完全
失速的战机是撑不久的(注意:战机几乎没有任何升力,但地球引力还是存在的),但如
果你只要瞬间的一记回马枪,就可以用全向位空对空飞弹命中敌机,那何必执着要在「转
弯」中获得胜利。  


    式布局的前翼涡流的确能在高攻角中延缓失速的发生,但是这群战机为了降低成本都
采用单垂直尾翼,在高攻角中单垂直尾翼被机身的乱流遮蔽而失去效益时,即使涡流持续
维持升力,但战机已经失去了横方向的稳定性。所以,70年代末期出厂的YF-17,利用其外
倾的垂直尾翼就能达到稳定的45度攻角,苏联的Su-27与MiG-29也以高攻角的性能闻名于世
,而这些鸭式布局的第五代战机的攻角限却多半不能突破30度。  



    不过,鸭式布局的优点并不全然在空战上。对于对地攻击任务而言,鸭式布局提供了
大型的机翼油箱延伸战机的作战半径,这也是较注重对地攻击的Lavi战机与疾风战机的更
主要理由。但是Lavi战机的后掠主翼设计却非常的奇怪,一方面这缩小了翼面积,另一方
面它对酬载有不利的影响,不过 Lavi的翼面积仍然非常大,其翼面积比F-16大了40%。 
 



    战机最佳的武器挂载位置一定是重心附近,因为武器终究会离开战机,如果武器距离
重心太远,当拋射出武器时,重心的移动会让战机产生相当大的转动力矩,这力矩甚至可
能大到让战机失去控制。苏联的MiG-29在预设的发射模式中,必须将两枚R-27飞弹几乎同
时发射出去,因为剩下一枚飞弹的不对称酬载会严重限制战机的运动性能。  



    而大后掠角的三角翼会让翼端的位置相当地「后面」,很可能就是这个因素,所以歼
十战机没有翼端的挂架,而必须在机翼下方增设一个外端挂架来挂短程空对空飞弹。同样
是因为力矩的关系,越轻的飞弹一定挂得越外面。类似的战机还有EF-2000,其机翼延伸得
较为后方,所以也没有翼端挂架。  



    由于机翼只剩下中内侧的地方可以挂载武器,所以目前的两侧三具挂架应该是极限(
与F-16相比,F-16机翼两侧各有4个挂架,日本研发的F-2更有5个挂架)。因此Lavi战机大
量使用机腹挂架(其机腹共有6个挂架),而歼十的官方模型照片中也可看到类似的机腹挂
架。机腹挂架可以解决挂载大量炸弹的问题,但对于越来越普及的精确导引弹药却否,因
为精确导引弹药往往有大型的控制弹翼,甚至发动机,无法多枚容纳在机腹狭小的空间中
。所以在高强度的现代轰炸任务中,这种构型并不受到欢迎。例如Su-30MKK便可以轻易在
机翼下挂载4枚大型空对地飞弹,机身与进气道下再加3枚,而歼十可能很难超过2枚。  




    在航空工业上往往遥遥领先世界各国的美国,却没有任何一种新一代战机采用前翼三
角翼构型,这是因为美国在进步的路途中忘记转了一个弯,还是欧洲各国走入了一个岐路
? 


--
                            情深不寿,强极则辱。
                            谦谦君子,温润如玉。
 




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