簡介
由中國殲20“威龍”隱身戰機發展而來的前掠翼艦載戰鬥機,目前,隨著殲-15艦載戰鬥機在遼寧艦上獲得起降成功,我國第一代艦載戰鬥機正在走向成熟,但殲-15戰機畢竟是三代機的水平,無法與美軍F-35C隱身艦載戰鬥機進行對抗,研製下一代隱身艦載戰鬥機的課題已經擺在了中國航空企業的面前,中國海軍的下一代艦載戰鬥機研發已經進入快車道,多個方案已經浮出水面,其中“凌龍”艦載戰鬥機的前掠翼方案引起熱議。如果這個方案最終贏得第二代艦載戰鬥機競標的勝利,研製理由
航母編隊是通過遏制對方偵察機的雷達搜尋來實現隱蔽,大航程作戰飛機給航母編隊帶來了比較安全的防禦距離,如果艦載機的作戰半徑超過敵方岸基飛機的偵察範圍,那么航母編隊就可以在完全隱蔽的情況下對敵方發動攻擊,使其無法預先反應,沒有足夠的時間組織防禦、如果艦載機的作戰半徑超過敵方岸基飛機的打擊半徑,航母編隊就可以在敵方的防區外航行和作戰,作戰風險大幅度下降。固定翼艦載機的發展趨勢一直是重量越來越大,航程越來越遠,美軍先後發展過A-12和NATF隱身艦載機,正是這一作戰思想的體現,由於蘇聯解體,這些高性能的作戰飛機失去了用武之地,但他們縝密的設計思想,完善的設計理念對後來者的中國海軍航空兵仍然有啟發作用。必須明確指出,中國發展大航程重型雙發艦載隱身戰鬥機,是符合世界艦載機發展基本規律的明智選擇。
我國在成功研製出殲-15重型艦載機之後,已經基本掌握了重型艦載機的關鍵技術,但我們必須冷靜地看到,殲-15相對於美軍的F-35C艦載機已經相差一代,我國第二代艦載戰鬥機必須達到第四代戰鬥機的水平,在作戰能力上,要能夠與F-22和F-35戰機進行有效對抗,對國外典型的三代改進型戰鬥機,如F/A-18E/F、F-15K、F-15SG、颱風戰機等保持全面優勢。按照通用化和減少成本的考慮,在殲-20戰鬥機基礎上發展一種重型艦載戰鬥機,是非常符合我國實際情況的正確選擇;同時,在該機的基礎上,還可以進一步發展殲轟-20雙座多用途戰鬥轟炸機,以及殲電-20高性能隱身電子戰飛機,走系列化發展之路。
起動外形
外形基本與J-20類似,採用鴨式啟動布局,但區別於J-20的是採用前掠翼,這樣可以在使飛機體積減小,更適宜在航母上使用。要有四大優勢: 結構優勢。
前掠翼結構可以保障機翼與機身之間更好地連線,並且合理地分配機翼和前起落翼所承受的壓力。這些優勢用其它方法很難達到或者不可能達到,它大大提高了飛機在機動時、尤其是在低速機動時的氣動性能。此外,前掠翼的結構設計,還可使飛機的內容積增大,為設定內部武器艙創造了條件,同時也大大提高了飛機的隱身性能。 Ju-287是世界上第一種前掠翼噴氣式轟炸機,由納粹德國時代的容克公司研製。 前掠翼雖然高低速性能均優秀,但是存在氣動發散問題:即當速度和仰角達到一定值時,很難保證飛機的靜穩定性。仰角越大,機翼的彎曲變形越大,直至結構被破壞。前掠翼對飛機機翼的結構和彈性變形有特殊要求。為此,在設計Ju-287時對機翼結構進行了一些改進。機動優勢。
前掠翼技術可使飛機在亞音速飛行時具有非常好的氣動性能,從而大大提高其在仰角狀態下的機動性。若前掠翼布局與推力矢量控制系統綜合使用,還可使其在空戰中更具優勢,其近距空戰機動能力將成倍地提高。起降優勢。
與相同翼面積的後掠翼飛機相比,前掠翼飛機的升力更大,載重量增加30%,因而可縮小飛機機翼,降低飛機的迎面阻力和飛機結構重量;減少飛機配平阻力,加大飛機的亞音速航程;改善飛機低速操縱性能,縮短起飛著陸滑跑距離。據美國專家計算,F-16戰鬥機若使用前掠翼結構,可提高轉變角速度14%,提高作戰半徑34%,並將起飛著陸距離縮短35%。 中國在抗戰時期自行研製的研驅一式機,簡稱為“XP-1“其中“X”代表研發,P代表PursuitPlane驅逐機,1代表型別號第1號,其原始需求為受“航空研究院”委託研製,其特點在機翼采前掠式,並配合特殊氣動設計需求,機翼之內翼有大下反角,而外翼則采大角度上反角之“反撬”方式,研驅一前機身、中機身及內翼均為金屬結構,主要材料為4130鉻鉬鋼,後機身含垂直尾翼、水平尾翼、方向舵、升降舵及外翼,則採用木質結構層板蒙皮。可控優勢。
使用前掠翼結構可以提高飛機低速度飛行時的可控性,並能在所有飛行狀態下提高空氣動力效能,降低失速速度,保證飛機不易進入螺鏇,從而使飛機的安全可靠性大大提高。不過前掠翼技術還有很多缺點,如果能解決翼尖振顫等的技術難題,那么將是艦載機的最佳選擇。
先天劣勢
當然,前掠翼也並非十全十美。比如它技術複雜,對與之配套的相關技術要求比較高,氣動部件強度要求大,而且翼尖振顫的問題至今無法徹底解決。所以目前還是很少有戰鬥機採用這種布局。不過它畢竟代表了一種飛機的發展方向。改進方式
前掠翼技術早在二戰開始前就已經出現了,但由於技術條件所限並沒有獲得多大的發展。上個世紀 70 年代,高強度複合材料的出現使前掠翼在飛行器上的套用有了技術基礎。1977 年,DARPA(美國國防高級研究計畫局)和美國空軍飛行動力學實驗室(現萊特實驗室)開始聯合研製一種前掠翼試驗機,並將其命名為 X-29A。由複合材料製成的 X-29A 前掠翼能夠在飛行中克服扭曲變形,其強度也有了很大的提高。第一架 X-29A 於 1984 年 12 月 14 日在愛德華茲空軍基地首飛成功,這是 X 系列試驗飛行器計畫停滯近十年後的首次飛行,標誌著美國重新開始了向航空科研領域最高峰的攀登歷程。
在 45 度的迎角飛行中,X-29A 具有優異的控制回響。即使到了 67 度的極限,X-29A 的表現同樣不錯,並且具有很好的滾轉操縱性。要知道這是不藉助任何附加翼面和推力矢量技術而實現的,所以 X-29A 這些飛行試驗的意義非比尋常。1992 年,X-29A 還進行了一系列的渦流控制(VFC)試驗,同樣取得了大量有價值的試驗數據。