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谈谈我国下一代舰载机选择中型机的必然性

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现在网上一批网友对于我国下一代舰载机选择中型机的必然性缺乏认识。本帖系统谈谈。
现代美国十万吨航母的弹射能力最大33吨,标准弹射能力略低于30吨。拦阻能力最大24吨左右,标准拦阻能力21吨。
另一方面,四代机(美标)时代中型机最大起飞重量正好略超过30吨,重型机的最大起飞重量已经逼近40吨!把这些数据套进前面的弹射和拦阻系统看,重型四代舰载机根本不能满载起飞,这又何谈它的大航程、大载弹量优势?此时重型舰载机反而成了短腿机或者轻载机!而在降落上,受限于航母拦阻能力,重型机降落能携带的弹药比中型机少得多,这样作战或演习时就不得不造成更多昂贵弹药的损失。反观中型机在现行弹射和拦阻限内正好可以满油满弹起飞,且能大吨位载弹降落。
以美军数据为例,美军F35C最大起飞重量31.6吨,满油载油8.9吨(载油系数0.28),此时载弹超过7吨。
而如果F22上舰,都不考虑舰载型增重,就拿路基型比。其最大起飞重量38吨,载油系数也取0.28,此时载油10.6吨。美军航母弹射器极限弹射能力为33吨左右。如果F22能飞起来,也就33吨,减去10.6吨油,减去19.7吨的空重,也就只能带弹2.7吨了。
同样任务反而是中型机起飞出动量少,选择四代中型机上舰不但有数量,更是有质量!


IP属地:江苏来自Android客户端1楼2019-07-26 08:58回复
    对于同代战斗机来说,最大起飞重量大一些,基本上意味着单机战斗力更强,这没什么大问题。
    但是,在现有航母可以支持的起飞着舰能力上,所谓的四代(美标)中型舰载机已经达到了其上限。换而言之美标四代中型舰载机已经是航母可以支持的,最重的舰载机了。
    若非要再重,目前条件下,舰载机就不得不减油或者减弹起飞了。这才是问题之所在。


    IP属地:江苏来自Android客户端3楼2019-07-27 16:16
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      为了解决上述矛盾,摆在中国海军面前的,除了选择四代中型机上舰,还有两个选择:其一,建造更大的,配备超级弹射器的航母;其二,选择改造现有的四代重歼上舰,因为即便减油减弹,其战斗力仍旧可能超过中型机。
      下面对这两种可能逐一探讨,待续


      IP属地:江苏来自Android客户端4楼2019-07-27 16:30
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        从前述分析可以看出,航母对舰载机的起降支持能力,限制了更重型舰载机的上舰。如果中国海军能装备40吨级的电磁弹射器,以及拦阻能力达到26-27吨一线的电磁拦阻装置,这样重型机的优势不就全发挥出来了?
        可惜理想很丰满,现实很骨感。如果是近几年的中国海军,而不是那个“将要如何如何”的话,我国还真的不可能装备40吨级的航母弹射器,必然先以J15的参数为设计标准,首先开发30吨级的弹射器,解决有无问题。原因如下:
        (1)根本没有可兹测试40吨弹射器用的舰载机,基本弹射器做出来怎么侧视?不测试谁敢用?而30吨级弹射器研发出来,正好给J15用。
        (2)弹射器与航母的匹配问题。首先大功率弹射器必然消耗航母更多动力,为了这个弹射器航母必须配备更大的锅炉,更大的汽机,更强的发电机,更变态的储能装置,如果是电磁弹射器还必须承受更大的瞬时电流。其巨大的的工程投资和技术风险谁来承担?对于一支连成熟的30吨级弹射器都没装备过的海军,却要求一步登天上40吨,这和要求中国海军不造一遍大辽就直接造尼米兹有什么区别?以小步快跑著称的中国海军绝不可能采取这么冒险的工程策略!其次,弹射器提高弹射能力,要么提高弹射力,要么加长弹射距离。前者对弹射器载荷,特别是舰载机结构载荷均提出更高要求,舰载机可能更重;后者,如果船小,过长的弹射器会延伸到载机整备区,影响起降效率;如果造比美国还大的超级航母,长度倒是够了,但造舰的风险又不可控。这些弹射器与军舰匹配方面的技术风险决定了中国不可能采取40吨的技术路线。
        (3)拦阻系统的限制。弹射能力和拦阻能力是匹配进步的,否则重型机弹上去了落不下来也白搭。全世界拦阻系统发展了几十年但拦阻上限并没有更大的提高,所谓一根索难倒英雄汉。在我国拦阻能力没有实质提高的情况下,搞40吨的弹射器有什么用?
        (4)未来需要40吨级别的重型舰载机么?过去几十年,战机越做越大很大程度上是为了容纳更大功率的传感器(主要是雷达)和电子战设备。但是进入四代机时代后,为了对抗隐身目标,空战开始发生两个转变:从依靠单一平台大功率传感器到多平台组网探测的转变,从以主动雷达探测为主向大量被动传感器组网探测的转变。此外,隐身水平的提高也使得电子战功率可以远远低于原三代机水平。这些转变都使得重型平台的优势逐步下降。具体到中国还存在重型平台中距火力与中型机拉不开差距的问题。这些都使得海军装备重型机的必要性下降。进一步突显研制40吨级弹射器没有很强的必要性。
        综上,中国装备40吨级别弹射器的必要性不强,可靠性无法验证,技术风险大,除了舰载机的花费,航母本身匹配需要的投资也巨大。智慧的中国海军是不可能不先装备30吨级的弹射器,就贸然跳40吨弹射器这个坑的


        IP属地:江苏来自Android客户端8楼2019-07-29 08:24
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          如果在船的问题上走稳妥的技术路线,基于J15的参数开发新一代弹射和拦阻系统(以下简称稳妥路线),海军的实际收益是大于走上述激进路线的。
          (1)采用稳妥路线后,下一代舰载机可以装备中型四代舰载机,其空战能力完全可以压制我们航母的主要对手F35C,利用网络化空战的后发优势也具备与路基F22集群对抗的能力。
          (2)新一代中型机完全可以沿用现有16,17号航母的拦阻系统,滑跃起飞系统等。16,17号航母和未来的国产新航母都可以进入四代舰载机时代,而如果采用激进路线只有新的超级航母才能用新歼,16,17乃至18号航母就断了使用新歼的念想,只能使用老旧的J15。海军愿意要一水儿的四代机隐身舰战,还是愿意要J20+J15的半吊子组合呢?
          (3)如果一水的中型四代,中推发动机又可以与舰载无人机统一,这样整个舰载航空兵也能够享受到统一后勤的好处。
          (4)从舰载机起降系统的后勤维护角度,重型四代上舰也是不利的。前文讨论过,重型机上舰配备的弹射及拦阻系统都要比现有为J15开发的系统要高一个档次。那么,从后勤上也势必要同时维持两种不同的起降系统,依然会增加后勤压力。而如果采用中型四代,沿用现有为J15开发的一切就够了,整个海军的航母起降系统都一样,后勤进一步获得简化。


          IP属地:江苏来自Android客户端9楼2019-07-29 08:56
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            上一篇其实主要讲的是飞机上舰气动的问题,希望能有个统一的讨论标准,而不是在说一变形金刚。这个领域附上一篇18年论文的节选,作者单位是航空第一设计研究院的。里面明确提出了舰载机气动布局上的一些要求,以供参考。


            IP属地:江苏来自Android客户端15楼2019-08-04 12:13
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              好文


              来自Android客户端17楼2019-08-05 11:28
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                我说楼上的ZWD啊,咱也是老相识啦,咋你和那个9K315的知识水平一样啊?说什么电磁弹射测试不需要弹射真机,弹射滑车就可以了。我说你这么说是想侮辱中国电磁弹射器研发团队的智商呢,还是想害死我国舰载机飞行员?看看美国为了开发电磁弹射器弹射了多少真机吧。


                IP属地:江苏来自Android客户端21楼2019-08-06 09:40
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                  看看这勃起的阵风,看看人家的展弦比,你小展弦的大长鸭能跟它比上舰?


                  IP属地:山东来自Android客户端22楼2019-08-06 09:46
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                    有了这篇论文的一些原则性的指导,就可以谈谈J20上舰的气动问题第三部分。目前网上还有一种说法,那就是J20上舰根本不需要改气动。理由大致有三:第一、既然Mig29和Su27没怎么改就上航母了,J20也能;第二、法国阵风也是鸭式布局,也没怎么改就上舰了,J20也能;第三、就有些玄学了,说J20有各种涡升力,所以低速升力特性特别好,因此不需要改就能上舰。下面根据上述三类说法一一分析。
                    首先,我们看看Mig29和Su27。众所周知,我们判断一架飞机低速特性好不好的一个重要指标就是看它机翼的展弦比,通常展弦比大的飞机会获得较好的低速特性。Mig29和Su27的展弦比高达3.4-3.5,正好满足前述论文中对舰载机的要求,当然不需要大改就能上舰。而J20的主翼展弦比才2.2左右,与Mig29和Su27差距巨大。所以那些因为Su27没有大改就能上舰变成J15,就认为J20也能的童鞋,请先把J15的主翼插到J20再说。而且,不客气地说即便插到J20上也不行,因为J15的主翼距离飞机重心位置很近,因此着舰时可以通过放襟翼增升。可J20是鸭式布局,主翼位置靠后远离重心,如果也放襟翼,襟翼产生的巨大升力会导致飞机头重脚轻,根本就办法飞。
                    其次,阵风。人家阵风设计时就考虑了上舰的要求,选取了展弦比较大的三角翼,翼展约为2.55左右,虽然不如前面的Su27,但还是大于J20。其次阵风为了上舰采取了大迎角着舰的方式,其着舰攻角在16度左右(我国J15着舰攻角在11度左右)。鸭式布局飞机增加着舰迎角可以非常有效地提高升力,降低着舰速度。为了大迎角着舰,阵风采用短机身,长主起落架,以增大擦地角,保证大迎角着舰时屁股不会擦地;其次阵风不惜采用小的雷达,以减小雷达罩的尺寸,确保大迎角着舰时高耸起的机头不会遮挡飞行员的视线。J20若奔着阵风的路子上舰,起码也需要加长起落架,再削了脑袋换上小一号的中型机雷达,机翼也很可能酌情增大展弦比。改完的J20就成这个样子,怕是也不受军迷们待见。

                    最后,说说J20气动特性超凡,有各种涡升力加成,根本不需要改就能直接上舰的观点。我说这种观点有些玄学,就是因为持这种观点的人拿说不太清楚的涡来唬人,即使唬不住,也至少让人很难反驳,因为不是真正做实验谁也说不清那个所谓的涡升力到底有多大。其实这种观点不值一驳,首先不支持这种说法的就是著名的宋老那篇“一种小展弦比高升力飞机气动布局研究”的论文。这是文中关于鸭式布局与普通布局在小速度下不同迎角下升力系数的对比图。

                    从图中可以看出,在舰载机使用的小迎角(0-12度)下鸭式布局与普通布局根本没有什么大的区别,那些所谓涡升力加成根本就没有那么显著,只有到大迎角区间,鸭翼的气动加成才非常明显。所以说小迎角着舰条件下J20这种布局的所谓涡升力根本不可能对降低着舰速度有什么大的贡献。认为J20气动上不改就靠着所谓的涡能直接上舰只能说蜜汁自信。


                    IP属地:江苏25楼2019-08-07 16:19
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                      其实不必和那些杠精去较劲重型还是中型机这种概念,反正就是一句话,中国未来要装备的舰载机肯定是30吨级别的


                      IP属地:浙江来自Android客户端26楼2019-08-08 21:55
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                        @光锥至º决命运 你还好吗?


                        IP属地:河北来自Android客户端27楼2019-08-25 19:31
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