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成飛新戰機之謎,三發未必能顯著提高推重比

2025-01-06軍情

主流看法咋說呢,成六呢就是用的三發。大家都覺得這主要是為了增加推重比。

推重比對於機動性和超巡都是相當有幫助的。一般都認為,要想機動效能和四代機比肩,得有1.05-1.10級的加力推重比;至於想要達到M1.5級的超巡,那就得有0.7以上的軍推推重比。成六毛估估重50噸,兩個渦扇15可不可能達到這麽高的推重比,真得靠三台發動機。

這就有些本末倒置了。我們得搞清楚為啥成六會重到50噸,而不是在50噸之後再考慮需要多少推力。再說戰鬥機設計的問題,千萬別想著「航程不夠就加油、推重比不夠就加發動機」,這種簡單粗暴的想法真是不靠譜。把其他因素都看作不變,只想著調整單一因素來解決問題,這在戰鬥機上是不行的,這玩意兒就像做面條,要是面加得多了,加點水就是了,水多了面再加,根本不行。

無論戰鬥機的重量是20-30噸還是50噸,機體的總重可以看成是機身、燃油、發動機、武器和電子系統的重量之和。飛行員、座艙裝置以及生命保障系統的重量也得算上,不過在30噸以上的戰鬥機中,這部份重量差不多可以不算了。

另一個計算重量的方法就是用百分比來表示:

機體的重量占比加上燃油的重量占比,再加上發動機的重量占比,最後加上武器和電子系統的重量占比,總共加起來就是100%。

這演算法真是更有意思。得記住啊,無論是30噸還是50噸,所有的重量占比加一起必須是100%。多了一分可不行,少了一分也不行。換句話說,要是某個占比多一分,其他占比就得少一分。

在技術條件差不多的情況下,機體重量的占比就差不多是個常數。你看,"it takes fuel to carry fuel",燃油的占比,而不是它的實際重量,才是決定航程的關鍵。發動機的重量可以透過戰鬥機的推重比和發動機的推重比來算,當技術差不多的時候,發動機的推重比也是個常數,現在大約是9,好點的能到11。而戰鬥機的推重比則是由戰術技術要求來定,比如說前面提到的1.05-1.10和0.7。也就是說,發動機的重量並不是直接取決於需要多少推力,而是透過推重比的要求間接來決定的。

武器和電子系統的重量占比雖說比較靈活,但也不是完全隨意的,主要還是受戰術要求和武器、電子技術的影響。換句話說,這部份的實際重量是先由戰術需求、武器和電子技術來定的,最後的占比其實是後面算出來的。

設計的時候,要把機體、燃油、發動機的重量占比從100%裏扣掉,就能得出武器和電子系統的重量占比。武器和電子系統的重量可以看作一個「錨定點」,根據這個點反推戰鬥機的起飛重量,以及機體、燃油和發動機的實際重量。接著,就能計算出發動機需要的推力,從而決定是單發、雙發還是三發的配置。

武器和電子系統的重量占比還是100%中的一部份,要是能減少一點,那其他方面就可以有點余地了,這樣一來,推重比和燃油的提升空間也就大了。不過,有一點是肯定的,如果一架50噸的戰鬥機和30噸的戰鬥機能搭載差不多的武器和電子系統,軍方的表情肯定不會好看。反過來說,殲-20能攜帶4中2近型飛彈和機頭的主動電踩地雷達,而成六能掛4超遠和2近型,再加上機頭和兩側的主動電踩地雷達,那軍方的心情就會好很多。只是,這樣一來,武器和電子系統的重量占比可能又會回到和殲-20差不多的水平。

如果各個占比都差不多,那就說明30噸的和50噸的在航程、推重比上也沒啥本質的區別,三發飛機並不會比雙發解決更多的問題。不過,成六如果要帶上更大更重的武器和電子裝置,那把30噸提升到50噸、把雙發改成三發就有必要了,但別指望航程和推重比會有特別大的提升。

也就是說,只要各個占比差不多,三發飛機是沒法有效提高推重比的。

速度和推重比的關系可沒那麽簡單,還得考慮減阻的問題。成六無垂尾的設計有利於減阻;不過,采用相對較小的後掠角和大面積的機翼則會對減阻造成影響。按我目測,成六的後掠角差不多接近50度,顯著高於殲-20的43度和F-22的42度,但低於米格-21的57度和幻影III的60度。這樣估計主要是為了兼顧機動性,YF-22的後掠角差不多是48度,但在後續的工程研發中把這個角度降低到F-22的42度。

速度達到一定程度後,氣動加熱就成了個不得不面對的問題。就目前的技術來看,戰鬥機要實作頻繁和快速的出動,速度超過M2.5可不是件容易的事。米格-31雖然可以達到M2.8,但那也是偶爾的情況。至於SR-71,能飛到M3.2,但準備工作相當復雜,真不能指望隨叫隨到、立馬戰鬥。

說實在的,30噸和50噸的造價差別真是大,不可能簡單地說加60%就行。這個差距可不是那麽輕松的事兒。

成六為什麽是三發呢?這可能其實是2+1發的設計,說到底,這事兒還真有點意思,並且爭議不少。實際上,這並不是一個容易的決定。相比殲-20,三發的設計未必在推重比上有所顯著提升,也未必能大振幅提高最大速度和升限。