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成飞新战机之谜,三发未必能显著提高推重比

2025-01-06军情

主流看法咋说呢,成六呢就是用的三发。大家都觉得这主要是为了增加推重比。

推重比对于机动性和超巡都是相当有帮助的。一般都认为,要想机动性能和四代机比肩,得有1.05-1.10级的加力推重比;至于想要达到M1.5级的超巡,那就得有0.7以上的军推推重比。成六毛估估重50吨,两个涡扇15可不可能达到这么高的推重比,真得靠三台发动机。

这就有些本末倒置了。我们得搞清楚为啥成六会重到50吨,而不是在50吨之后再考虑需要多少推力。再说战斗机设计的问题,千万别想着「航程不够就加油、推重比不够就加发动机」,这种简单粗暴的想法真是不靠谱。把其他因素都看作不变,只想着调整单一因素来解决问题,这在战斗机上是不行的,这玩意儿就像做面条,要是面加得多了,加点水就是了,水多了面再加,根本不行。

无论战斗机的重量是20-30吨还是50吨,机体的总重可以看成是机身、燃油、发动机、武器和电子系统的重量之和。飞行员、座舱设备以及生命保障系统的重量也得算上,不过在30吨以上的战斗机中,这部分重量差不多可以不算了。

另一个计算重量的方法就是用百分比来表示:

机体的重量占比加上燃油的重量占比,再加上发动机的重量占比,最后加上武器和电子系统的重量占比,总共加起来就是100%。

这算法真是更有意思。得记住啊,无论是30吨还是50吨,所有的重量占比加一起必须是100%。多了一分可不行,少了一分也不行。换句话说,要是某个占比多一分,其他占比就得少一分。

在技术条件差不多的情况下,机体重量的占比就差不多是个常数。你看,"it takes fuel to carry fuel",燃油的占比,而不是它的实际重量,才是决定航程的关键。发动机的重量可以通过战斗机的推重比和发动机的推重比来算,当技术差不多的时候,发动机的推重比也是个常数,现在大约是9,好点的能到11。而战斗机的推重比则是由战术技术要求来定,比如说前面提到的1.05-1.10和0.7。也就是说,发动机的重量并不是直接取决于需要多少推力,而是通过推重比的要求间接来决定的。

武器和电子系统的重量占比虽说比较灵活,但也不是完全随意的,主要还是受战术要求和武器、电子技术的影响。换句话说,这部分的实际重量是先由战术需求、武器和电子技术来定的,最后的占比其实是后面算出来的。

设计的时候,要把机体、燃油、发动机的重量占比从100%里扣掉,就能得出武器和电子系统的重量占比。武器和电子系统的重量可以看作一个「锚定点」,根据这个点反推战斗机的起飞重量,以及机体、燃油和发动机的实际重量。接着,就能计算出发动机需要的推力,从而决定是单发、双发还是三发的配置。

武器和电子系统的重量占比还是100%中的一部分,要是能减少一点,那其他方面就可以有点余地了,这样一来,推重比和燃油的提升空间也就大了。不过,有一点是肯定的,如果一架50吨的战斗机和30吨的战斗机能搭载差不多的武器和电子系统,军方的表情肯定不会好看。反过来说,歼-20能携带4中2近型导弹和机头的主动电扫雷达,而成六能挂4超远和2近型,再加上机头和两侧的主动电扫雷达,那军方的心情就会好很多。只是,这样一来,武器和电子系统的重量占比可能又会回到和歼-20差不多的水平。

如果各个占比都差不多,那就说明30吨的和50吨的在航程、推重比上也没啥本质的区别,三发飞机并不会比双发解决更多的问题。不过,成六如果要带上更大更重的武器和电子设备,那把30吨提升到50吨、把双发改成三发就有必要了,但别指望航程和推重比会有特别大的提升。

也就是说,只要各个占比差不多,三发飞机是没法有效提高推重比的。

速度和推重比的关系可没那么简单,还得考虑减阻的问题。成六无垂尾的设计有利于减阻;不过,采用相对较小的后掠角和大面积的机翼则会对减阻造成影响。按我目测,成六的后掠角差不多接近50度,显著高于歼-20的43度和F-22的42度,但低于米格-21的57度和幻影III的60度。这样估计主要是为了兼顾机动性,YF-22的后掠角差不多是48度,但在后续的工程研发中把这个角度降低到F-22的42度。

速度达到一定程度后,气动加热就成了个不得不面对的问题。就目前的技术来看,战斗机要实现频繁和快速的出动,速度超过M2.5可不是件容易的事。米格-31虽然可以达到M2.8,但那也是偶尔的情况。至于SR-71,能飞到M3.2,但准备工作相当复杂,真不能指望随叫随到、立马战斗。

说实在的,30吨和50吨的造价差别真是大,不可能简单地说加60%就行。这个差距可不是那么轻松的事儿。

成六为什么是三发呢?这可能其实是2+1发的设计,说到底,这事儿还真有点意思,并且争议不少。实际上,这并不是一个容易的决定。相比歼-20,三发的设计未必在推重比上有所显著提升,也未必能大幅度提高最大速度和升限。