比超巡更快,完全体歼20可间歇性超巡,突破2马赫,如同米格31

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近日,歼20完全体的尾部高清照曝光,从图中可以看到涡扇-15尾喷管的细节,与涡扇10版歼-20相比,完全体歼-20的尾喷管长了很多,这表明,涡扇-15的加力筒体更长,加力推力也比涡扇-10C大得多。

超巡能力,全称超声速巡航能力,新旧两版歼20都有,是指大于1马赫的速度持续飞行30分钟以上。完全体歼20,相较于旧版歼20,或增加了一个能力,就是间歇性巡航能力,是指大于2马赫的速度持续飞行15分钟以上,这个能力跟米格31非常相似。

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(完全体歼-20与涡扇-10版歼-20)

涡扇15跟歼20双剑合璧

相比涡扇-10C,涡扇-15尾喷管的颜色也深了很多,很可能采用了传闻中的陶瓷基复合材料,耐高温性能更好。这是因为涡扇-15的涡轮前温度达1850K,比涡扇10高了100℃左右,根据相关资料,涡轮前温度提高100℃,发动机的推力可增大30%。既然涡扇-15有着更高的涡轮前温度,还要进行超音速巡航,这就意味着尾喷管要长时间处于高温状态下,自然要新型耐高温材料了。

这样一来,涡扇-15约18吨的最大推力就从侧面得到了印证,那完全体歼20的最大速度有多少呢?这里有两种说法,央视《军人一分钟》披露,歼-20的速度为2.5马赫,正好处在"热障"的门槛上。所谓热障,就是指飞机的飞行速度超过一定界限时,高速气流的摩擦会导致机体表面的温度急剧升高,超过机体材料承受能力的现象。热障对应的速度一般为2.5马赫,此时的气动加热温度可达200℃。

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(《军人一分钟》歼-20的微视频)

而一位网名为"不刷题的吴姥姥″的同济大学物理学教授称,歼-20的最大速度可达2.8马赫,超过了热障。但显然这只是理论上的,即使歼-20的整体复合材料蒙皮和吸波涂料能够承受200℃的高温,座舱里的飞行员也受不了啊!

而按照涡扇-15约0.38的涵道比,其军用推力大致为12吨,两台就是24吨的推力。军用推力指的是喷气式发动机在不开加力的情况下所能达到的最大推力。歼-20的正常起飞重量约25吨,推力24吨时,整机推重比为0.96,那此时歼-20能达到1.8马赫的超巡速度吗?以米格21为例,它在推重比只有0.7的情况下,速度超过了2马赫,原因是米格21优秀的减阻设计,而采用远距鸭式耦合布局的歼-20,超音速阻力并不比米格21大多少,以0.96的推重比,飞1.8马赫问题还是不大的。

有没有间歇超巡能力?

除了最大速度和超巡速度,完全体歼-20还有一个很容易被忽视的速度模式,这还得从多年前说起。

2017年7月的朱日和阅兵之后,歼-20梯队长机飞行员张昊在接受央视采访时指出,歼-20机动性出色,“一进入超音速就是它的天下了”。这句话意味深长,这表明歼-20不仅超音速机动性优异,发动机开加力的次数和时间也更多,否则就称不上"它的天下了"。

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(相关报道)

更重要的是,完全体歼-20开加力的次数和时间很可能会进一步增加,因为涡扇-15不用使出全力就可以达到原来的推力水平,轻一点的哑铃自然举得次数更多。因此,笔者大胆推测,完全体歼-20具备类似米格31的间歇超音速巡航能力。

米格31可间歇性超巡

米格31的最大速度为2.83马赫,但在打开加力燃烧室的情况下,可以用2.2马赫的速度进行长时间飞行,当然,这个"长时间"达不到超巡30分钟的标准,但米格31也用不了30分钟,其作战半径只有720公里,也就是以2.2马赫的速度飞15分钟的距离,但15分钟到达拦截位置已经非常厉害了,F-22都无法做到。

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(米格-31)

之所以说完全体歼-20能够像米格31那样,做到2.2马赫的间歇超巡,还因为前者在空重、推重比、发动机性能上全面优于后者。

先看空重,米格-31机身有50%的材料是合金钢,16%是钛合金,33%轻质合金,也就是说一半的机体材料是钢,因而,米格-31的空重高达21.8吨,而歼-20呢?在复合材料占比20%以上,并广泛采用3D打印钛合金结构件的情况下,歼20的空重被控制在了17吨的水平。

其次是发动机性能。米格-31的D30F6涡扇发动机最大推力93.1千牛,加力推力151.9千牛,推重比按俄式标准都只有6.4,按西方标准D30F6也就是斯贝MK202的水平。60年代技术水平的环管形设计,涡扇-15就不用说了,说领先D30F6两代都不为过。

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(D30F6发动机)

最后就是推重比了。由于空重太大,发动机性能落后,米格-31的整机推重比只有0.67,而歼-20的超巡推重比就有0.96,开加力后,推重比更是超过1.44,是米格-31的两倍以上。

结语

总而言之,完全体歼-20飞行包线右端的性能又上了一个台阶,有超巡、极速、间歇超巡三种飞行模式,说它是全球超音速性能最好的战斗机并不为过。常言道:天下武功,唯快不破,可歼-20不光是快,隐形能力同样优秀,在这种情况下,对阵最大速度只有1.7马赫的F-35,会是什么场景呢?