跟歼-20相比,歼-36具有哪些更先进的特性呢?谈谈我眼中的六代机
上图中在机头侧面能够比较清晰的看到360XX的编号,很可能表示该机是代号为“360工程”的验证机甚至是原型机。我们都知道隐身舰载机的工程编号是3500X,我们习惯称之为歼-35,那么成飞这款新飞机我们就暂时称其为歼-36。
虽然因为除了图片之外的其他消息很少,很多人不愿意认为该机就是歼-20之后的下一代隐身战机,也就是美国人率先提出的“六代机”,特别是欧美不少军事博主在心理上很难接受这是世界上第一款“六代机”,但是从个头、构型和歼-20S伴飞的待遇上看,这就是妥妥的“六代机”,是中国开始引领世界航空工程技术的标志!
那么作为“六代机”,歼-36相比上一代的歼-20,会有哪些更先进的特性呢?
本人就以美国NGAD计划和现实中的“需求-技术”升级的逻辑合理性进行一番推测,来聊聊歼-36可能具备的一些先进特性。以下内容完全是个人推测,如有雷同,纯属巧合。
先来谈谈美国的“下一代空中优势系统”(NGAD),具体细节肯定不是网络上能够知晓的,不过美国军事网站上有所谓的“军事专家”鼓吹过这玩意,大方向上应该大差不差,也就是顺延F-22/F-35的技术发展能够实现的技术目标。
具体内容我就不贴了,总结出来就是“更高、更快、更隐身、更大航程、更强感知和完全网络化”。NGAD一共发出了五份招标书,所以网上“美军六代机”的造型设想图五花八门。
美军六代战机最终会是什么样,会有哪些特性和进步?咱们现在不需要操心,而大方向上,或者说技术发展侧重点,中美不会有什么根本性不同。从空中作战技术发展的基本逻辑上,各国其实都是一致的,除非你想跳代,强行追求技术上的超级跨越。如果你的技术实力确实强过竞争者,强行跨代确实是确立领先优势的办法,比如美国在欧洲台风、法国阵风之后研制F-22直接把前两者变成四代半,并且把米格I.44和苏霍伊S37送进了垃圾堆。
但是在竞争对手技术水平追上甚至超过自己的局面下,想玩强行超越,那就是NO作NO会死。
那么在第五代战机的基础上,第六代战机在人类现有的技术条件下能提高到什么技术层次呢?我认为在性能和能力两大方面,可以实现四大特性。
下面我就拿歼-36做蓝本来粗浅分析一番。
我先从整机构型开始分析,上面两张对歼-36的仰视图能够看出该机采用直线大边条翼+大三角翼的翼身融合体构型,取消了垂直尾翼和水平尾翼,这在超音速战机构型设计上绝对是划时代的。可以看到所有的控制翼面都放在了机翼后缘,左右各五,总共十个控制面。
与前两代歼-10和歼20大长宽比的狭长构型不同,歼-36在视觉上宽度跟长度几乎是一样的!与旁边伴飞的歼-20S比较,两侧翼尖之间的距离肯定超过了十八米,翼面积比歼-20大了一倍以上!这意味着歼-35的载油量比歼-20要高至少50%!
相比歼-20,歼-36的机腹宽大了不少,外网上有博主说弹仓长度可以给到7米,比歼-20的弹舱宽60%以上,显然比歼-20的载弹量要大很多,歼-20无法内置的PL-17远程空空导弹歼-36能够装载6枚以上,或者装载10-12枚PL-15B。对地对海攻击可以装载大型反舰/对地武器,攻击能力比歼-20高2-10倍。
歼-36从机头开始向后保持了非常锋利的直线大边条翼构型,机翼前缘也是非常锋利的直线,后掠角非常大,50度左右,比歼-20的43度的后掠角更倾向于超音速飞行。进气道抛弃了歼-10C/歼-20采用的DSI构型,反而像是F-22的“外斜切大四边形”的嘉莱特进气道。整个机体线条几乎全部都是“直线”!
这种简洁锋利的“直线”设计,一是为了突出“隐身”,更重要的是突出“速度”。这是一款彻底为超音速设计的战机!
可能很多网友不明白上面被加粗了字体的句子的意思,我解释一下:我认为,歼-36是全世界首款实现超音速飞行的战机!
有人会奇怪:歼-6歼-7就能超音速飞行呀?歼-20还能超音速巡航呀?超音速飞行有什么稀奇的?
我的意思是:歼-36是能够全程超音速飞行的战机!(除了起飞和降落过程外)换句话说,就是超音速飞行是歼-36的基本功能!
一款战机起飞之后就进入超音速飞行状态,直到它进入降落过程前,一直处于超音速飞行状态!
打个比方,过去的战机就像是能长时间慢跑的人,能够在短跑中做到最大马力加速冲刺;歼-20体能好很多,能够拿出一半的力量跑出一般人冲刺的速度,歼-10能冲刺跑一百多米,歼-20能冲刺跑四百米。歼-36呢?它的正常速度就是别人的冲刺状态,它能以别人冲刺的速度甚至是比别人冲刺还要快的速度跑十公里!
这就是六代机的优势!
以歼-20超音速巡航1.8马赫和最大速度2.6马赫估算,个人认为歼-36正常飞行速度1.5马赫以上,不开加力最大平飞速度2.2马赫,平衡加力状态2.6马赫,野兽状态3马赫以上,超过米格-31的3.2马赫冲刺速度应该不意外。
歼-36凭什么实现上述指标?构型上分析,就是“提升力、减阻力”。去掉鸭翼、水平尾翼、垂直尾翼、前缘襟翼这些增大飞行阻力的东西,高度的翼身融合和大翼面尽可能提高升力系数,尖锐的边条和大后掠角为超音速飞行优化,歼-36在空气中就像是高速运动的扁平箭头!
高度翼身融合和大翼面还有另一个好处,高升力体构型能让歼-36飞得更高!更高空气就更稀薄,也就能飞得更快。个人认为,歼-36飞行高度能大大超过前两代战机一万八九千米的高度,或许能达到两万六千米的高空!
想想看,你在两万六千米的高空以2.6马赫以上的速度飞行,还具有超隐身特性,什么四代五代战机能拦得住你,追得上你?进入任何战场都有如杀入无人之境!
大载弹量、更高的飞行高度、更快的速度,这不正是美国NGAD要实现的重点设计目标吗?所以大家的思路其实是一致的。
当然有人会疑惑:你说的这些离开更强大的动力是没办法实现的,美国有XA-100和XA-101这些先进的变循环发动机,中国才刚刚搞定了WS-15这种跟F-119同级的发动机,怎么可能实现你所描述的指标!
这些疑惑不是个例,美国那边很愿意用这个做借口来否定歼-36是六代机,他们更愿意把歼-36看作是FB-22那种笨重的性能指标并不突出的战斗轰炸机。台湾那边也因为这个不愿意承认大陆领先全球首飞了六代机。
说到动力,我根据观察,做一些自己的分析。
歼-36是非常奇葩的三引擎战机,这在超音速战机时代还从未出现过。为什么用三引擎?如果不是为了追求超出以往的高速度根本说不过去!毕竟两台WS-15还不够你超音速?
当然我也不同意某些网民自嗨的什么“旋转爆震发动机让歼-36达到4马赫以上的飞行速度”这样的言论。前几天媒体透露的旋转爆震发动机只达到了200公斤推力,只能用在小型无人高超音速飞行器上,离重型战机所需推力还差着两个数量级呢。
上面这张图比较清楚的显现出歼-36的背部进气道,跟下部的两个平行四边形进气道不同,背部进气道是比较明显的类DSI进气道,显然它给供气的中间那台发动机跟两边的发动机不是一个类型。
通常来说,DSI进气道更适合跨音速飞行,所以中间那台发动机是专门用来亚音速和跨音速飞行的吗?两边的发动机是专门负责高超音速飞行的吗?
显然不可能。
如果两边的发动机能够支持从亚音速到超音速的宽域飞行,那中间那台负责中低速飞行的发动机就纯属多余。如果两边的两台发动机只能支持高超音速飞行,那在达到超高音速之前或者减速之后,这两台发动机就纯属累赘!
没人会这样设计飞行器。
所以个人认为:两边的两台发动机是WS-15,中间那个类DSI进气道支持的是一台专门负责高速飞行的“亚燃冲压发动机”。
下面我来说理由:
两台WS-15足能够把歼-36推到2马赫的巡航速度,但再往上,WS-15就需要开加力,耗油率大幅度上升,而且更高的速度需要更高的飞行高度,两万米以上的高空氧气含量低,WS-15效率和推力会大大下降,无法满足六代机更高速度和更高飞行高度的要求。
可是2马赫以上的速度,却是亚燃冲压发动机开始发挥威力的时候!
关于冲压发动机的知识,我这里就不科普了。总之冲压发动机没有风扇涡轮,结构简单,重量轻,速度越快,效率越高,耗油率还低。缺点是1.5马赫以下没法启动产生推力。优点是2.5马赫以上推进效率超过涡扇发动机,3马赫以上遥遥领先。
所以WS-15在把歼-36推进到2马赫以后不需要再加大油门,而是开启中间的冲压发动机,速度越快,推力反而会越大,理论上可以一直支持到6马赫!当然歼-36那么大的家伙飞不到那么快结构就受不了了。
冲压发动机支持更高的速度,也就能达到更高的高度。可是更高的高度WS-15的效率会低到没法看,这该怎么办?
其实决定WS-15工作效率的重点是氧气供应。所以我个人认为:歼-35需要装载两种燃料——航空煤油和氮氧化物低温燃料。
这种低温燃料被冲压发动机工作时使用,被空气动能加热时释放出氧气,然后被引入WS-15发动机的燃烧室,用来提升涡扇发动机的燃烧效率,为WS-15在高空高速时保持推力!
大家以为我这个分析如何?
可能有人会说冲压发动机都是用在导弹上,没人在战斗机上用过。我要说,亚燃冲压发动机早二十年前技术就已经非常成熟,现在更是白菜价。个头搞大了用在战机上并不困难,技术上比三涵道的变循环发动机简单多了,只要你不在乎他在中低速状态下是个累赘,根本就没有问题。
那1.5马赫下带着这么个累赘能接受吗?
要我说,只要不打算在跨音速和亚音速状态下跟F-16之流一对一狗斗,多背一台冲压发动机根本不是个事。你都飞到快3马赫在25公里高空去扔导弹了,干嘛还想着跟四代机进行亚音速狗斗?
说到这里,可能会有人说“那不是说歼-36敏捷性很差?”
敏捷性问题我一会儿再说。我先继续说中间那台是冲压发动机的依据。从上图看,进气道在机背中部流线型稍稍隆起,避开了座舱部分的阻挡,并且跟座舱隔开不短的距离。这显然跟一些军事绘画博主的CG图明显不同。这是典型的保障气流通畅的设计,唇口前的隆起具有典型的冲压发动机“外压式进气道”特征,让外界的超音速气流在进入进气道之前就处于高压亚音速状态,这样可以有效缩短发动机舱的长度。
上下两种进气道比较,上进气道要短得多,长度只有下面进气道的一半,这种设计显然是在尽可能降低上进气道的重量,也证明中间那台发动机结构比两边的发动机要简单很多。这不正是中间采用冲压发动机的明证吗?
同等推力级别,冲压发动机的重量能够降低到涡扇发动机的40%,在中低速状态下,对整机推重比的影响是可以接受的。
说到机动性,歼-36既然专为超音速而生,那么设计重点肯定就会是超音速状态的过载能力。一般来说,超音速状态下进行远程攻击不需要持续改变飞行角度,只需要短时间内快速改变角度的能力。这正是高升阻比战机的优势。歼-36没有尾翼和鸭翼这些造成阻力的部件,超音速机动时能量损失速度最低,不容易陷入大过载动作猛掉速度的尴尬。
那么亚音速状态下呢?低翼载和大三角翼大边条翼决定了歼-36保持了成飞前两代角度优势的传统,而且不容易掉高度。但宽大的翼面会产生巨大的阻力,迅速损失速度,导致持续机动能力很差。
所以没有全能战机,歼-36玩的就是一个“快”字,不会存在谁把它拉入亚音速狗斗状态的情况。这就实现了扬长避短。你想跟它狗斗,它在200公里外一招天外飞仙就把你击落了,你连追到她跟前的机会都没有!
如果说歼-10是武林中的一流刀客,歼-20就是半步先天的绝顶剑客,歼-36,那就是筑基期的仙宗修士,取武林高手性命如探囊取物。
当然光飞得高飞得快也并不会拥有多大的优势,毕竟导弹可以比你飞得更高更快。只有加上更强大的隐身能力,才能真正来去无踪、杀人于无形。
美国六代机计划特别强调全向隐身和宽频谱隐身能力。现有的隐身战机主要针对分米波、厘米波波段的雷达探测,这是追踪和火控雷达的主要工作频段。另外就是针对红外波段采取了一些措施来降低热能表现。
另外根据战场形势,正面隐身首先受到重视,后半球指标就降低了很多,可以说基本跟隐身无缘。
至于六代机传说中追求的所谓“全向隐身”,并不现实,除非你真能造出飞碟来。歼-36取消了尾翼,就大大提升了侧向隐身能力,正面可变翼面的取消和直线造型外加取消尾翼,也大大提升了歼-36的正向隐身能力。而所有控制面都放在机翼后缘,可见还是牺牲了相当部分的后向隐身能力的。
这张模糊的后视图能够看到取消尾翼对隐身的好处,特别是尾喷口,应该类似于美国当初的YF-23的结构,降低红外特征和雷达特征比F-22那种矩形喷口要好得多,更不用说歼-20那种圆形喷口。
所以如果不强求标准一致的话,六代机一定程度上实现了“全向隐身”,只是不同角度隐身程度不同。
其实对于飞得如此之高如此之快的六代机来说,后向隐身不足不是大问题。就算对方探测到了红外源,连追都追不上,造成威胁纯粹是无稽之谈。歼-36可不是F-35。
说到红外源,六代机隐身还面临着另外一个困境——气动加热。飞的太快未必都是好事,空气摩擦会在机头、进气道唇口和机翼前缘积累起热量,2马赫以上就会达到上百度,3马赫甚至能融化铅!飞的越快,红外特征越明显。
怎么办呢?
就该低温燃料登场了。
反正2马赫以上时冲压发动机已经启动,低温燃料首先经过机体外高温部位给机体降温,再进入燃烧室提供推力,两种用途兼顾,保障高空高速,还能降低红外特征,岂不美哉!
至于宽频域隐身,外形上是看不出来的,那需要了解机身材料特性。但真要想实现,光靠材料不行,还必须实现基于AI的主动电磁对消技术,也就是AI加持的“智能电磁蒙皮”。歼-36是否实现了这项能力?我只能说但愿。而且,“智能电磁蒙皮”是否跟耐高温冲突?
歼-36宽大的机身和巨大的机翼显然大大提高了重量指标,所以很多人看到机身两侧的双轮起落架就认为这是歼轰机。歼-36的载油量肯定比歼-20高得多,所以作战半径会有巨大的提升。但目前限制很大程度上来自于驾驶员能在座舱里待多久。歼-36更大的作战半径主要是靠更快的飞行速度取得的,加上三台发动机,对油料的需求是巨大的。在作战中如何节省油料?如何提高油料利用率?这是保障六代机作战效能非常重要的研究方向。
恰好,一个月前媒体披露了一项关于军用航空发动机的研究成果:
这项研究成果是纯粹的军事领域的研究,这种高度敏感的研究不会一开始就曝露于大众面前,必然是取得实在的成果或者已经算不上尖端才会进入媒体传播。
简要说,这项成果就是实现同样推力,新的喷嘴能节省一半的燃料!同时降低80%的振动,可以长时间维持发动机加力状态!
WS-15没有理由不使用这项技术,即便现在没来得及用,未来几年也必然要普及。
从这条消息看,歼-36在超音速状态下实现连续机动根本不是问题。
关键是,歼-20、歼-35、歼轰26都能够因此大幅提升作战性能!
放出这些消息,可能就是想要军迷们把这些消息放到一起看,让咱们琢磨出个味道来。
以上都是基于照片所做的猜测,至于超感知力和网络化作战能力,我只能猜测歼-36是完全基于人工智能和网络化作战设计的战机,细节目前根本无从知晓。
倒是有一点:歼-36那张显露出座舱的照片座舱部分是黑乎乎一片。很多人说这是无人机。我倒认为这很有可能表明歼-36的首飞是在无人驾驶状态下完成的。伴飞的歼-20S或许实施了部分飞行控制。做到这一点并不是问题,珠海航展几架大型无人机自主转场降落证明AI自主飞行技术已经成熟。
美国的NGAD设想的就是有人战机与无人战机配合实现网络化作战,在中国军用无人机技术后来居上的今天,我们没有理由不采用这种大大提升作战效能的方式。所以我个人认为,后面的关注点应该包括可以跟歼-36组网的先进无人战机。
歼-36是否实现完全无人化?我个人认为不排除这种可能。毕竟是面向至少十年后的未来战机,充分评估AI未来十年的突飞猛进并不为过。实际上如果取消有人驾驶,或许是彻底放开了制约无人作战能力发挥的枷锁。
另外一条,未来十年我们将发射八万颗卫星,这个时间点跟歼-36联系起来,我不认为是巧合。