歼36是低翼载/角度+高推重比/能量的双重战斗机!
最近网络上流传着一段歼36机动飞行画面,包括压坡度小半径转弯,滚转,俯冲等机动动作,让大家认识到这架外形巨大的战斗机,机动性能也非常优异,本文从机动性方面详细解读:
先来说一下歼36的压坡度小半径转弯
在空战中战斗机在进行压坡度小半径转弯时,就像我们骑单车倾斜车身过弯。飞行员会操纵飞机增大机翼与水平面的夹角,让机翼“斜着” 飞行。此时,机翼产生的升力就像一个 “超级大手”,不仅托举着飞机不让它掉下去,还会往转弯方向施加力量,这个力量就是向心力。
根据物理规律,当飞机速度保持不变时,这个向心力越大,飞机就能转得越“急”,转弯半径也就越小。所以,通过加大压坡度,机翼升力在水平方向的分力变大,飞机就能实现小半径转弯。
歼- 36 在实现压坡度小半径转弯具备独特优势
由于采用了无尾部结构,这一设计大大简化了飞机的气动外形,减少了尾部带来的阻力和紊流干扰。从整体的空气动力学角度而言,干净的气动外形使得飞机在飞行时,气流能够更顺畅地流过机身和机翼表面,降低了不必要的能量损耗。同时,无尾布局有助于降低飞机的结构重量,在同等推力下,更轻的机身意味着能够更快地改变飞行状态。
低翼载特性能让歼- 36 在小半径转弯中占据很大优势。翼载指的是飞机重量除以机翼面积。低翼载意味着单位机翼面积承担的重量较小,根据物理原理,在飞机进行转弯等机动时,低翼载的飞机在爬升速度上更具优势,因为其在爬升时需要提供的升力更少。而升力相同的时候,低翼载飞机也更容易获得较大的法向加速度,这就使得转弯半径更小。简单来说,就像一个燕子更灵活地转弯。
翼尖阻力舵对压坡度小半径转弯的作用
歼36翼尖阻力舵安装在机翼的翼尖位置,力臂较长,在相同的作用力下,较长的力臂能够产生更大的力矩。当需要进行压坡度小半径转弯时,飞行员通过操纵翼尖阻力舵,使其产生阻力差,从而形成偏航力矩。由于翼尖阻力舵的力臂优势,只需较小的舵面偏转角度就能产生足够大的偏航力矩,使飞机快速改变航向,实现小半径转弯。原理是用长杠杆撬动同样的重物,只需较小的力量就能实现更大的效果,即更快速地完成转弯动作。
(与传统战斗机依靠副翼产生滚转力矩相比,歼- 36 的翼尖阻力舵在产生相同滚转力矩时,所需的气动力更小,或者在相同气动力下,能够产生比传统副翼更大的滚转力矩。这使得歼 - 36 在进行滚转动作时,能够在更短的时间内达到较高的滚转速率。例如,在近距格斗空战中,当需要快速改变飞机姿态以瞄准敌机时,歼- 36 凭借翼尖阻力舵产生的高效滚转力矩,可以迅速滚转机身,,使飞行员能够更快地获取射击角度,占据空战优势。)
在小坡度飞机的姿态变化较为复杂,容易出现不稳定现象。翼尖阻力舵可以通过微调阻力来精确控制飞机的偏航和滚转姿态。当飞机出现偏航或滚转偏差时,翼尖阻力舵能够及时调整阻力分布,纠正飞机的姿态,使飞机保持稳定的转弯状态。良好的操纵稳定性能让飞行员更准确地控制转弯半径和速度,提高了压坡度小半径转弯的效果。
在实战应用层面,压坡度小半径转弯技术在空战中非常重要。近距格斗场景下,当敌机试图通过机动摆脱锁定时,己方战斗机可利用该技术迅速改变航迹,通过快速调整机头指向,占据敌机后半球攻击位置。
依据空战能量机动理论,占据后半球攻击位置的战斗机,能够有效压缩敌方防御空间,提升导弹发射与命中概率。在防御态势中,面对敌方空空导弹或敌机的攻击,战斗机通过实施压坡度小半径转弯,可急剧改变飞行轨迹,使来袭目标的火控解算误差增大。例如,在导弹末端制导阶段,战斗机的快速机动能够破坏导弹的导引头跟踪算法,有效降低被命中风险。
但压坡度小半径转弯对机体强度,飞控技术和飞行员要求极高。
从力学方面来说,压坡度小半径转弯过程中,飞机承受的过载大幅增加,可能超过飞机结构设计的最大限制载荷。长期或频繁承受超载荷作用,会导致飞机结构疲劳损伤加剧,严重时甚至引发结构失效。
对飞行员而言,高过载环境会导致血液因惯性作用向下半身聚集,引发黑视、灰视甚至意识丧失等生理反应,严重影响飞行操控能力。在飞行性能层面,压坡度转弯过程中,机翼的攻角与气流分离特性发生变化,若操作不当,极易导致机翼失速。失速状态下,机翼升力系数急剧下降,飞机操控性与稳定性丧失,可能引发不可控的飞行状态变化,危及飞行安全。这些问题也可以通过飞控系统优化解决,难度非常大,在这个星球上,现在有能力解决这个问题只有东大国了!
但歼36除了低翼载荷外还是个装有三台发动机的能量战斗机,根据公开资料该机机翼面积约为230平方,最大起飞重量55吨,最大起飞翼载荷240公斤/平方,和正常战斗机的空机重量翼载相当,已经非常低!但该机装了三台WS10C发动机,最大推力接近45吨,如果是WS15推力会更大。
本文重点:低翼载角度战斗机和高推重比能量战斗机区别:
低翼载角度战斗机:强调通过较低的翼载,即飞机重量与机翼面积的比值较小,来获得良好的机动性,尤其是在低速和近距格斗时的性能。它注重利用机翼产生的升力来实现快速转弯和机动,以占据有利的空战位置。
高推重比能量战斗机:设计重点在于拥有较高的推重比,即发动机推力与飞机重量的比值较大。这种设计理念旨在使飞机能够快速积累能量,包括速度和高度,以在空战中获得优势,更侧重于高速性能和远程拦截能力。
性能特点
机动性
低翼载角度战斗机:在低速时具有出色的机动性,能够快速改变飞行姿态和方向,进行小半径转弯。高推重比能量战斗机:虽然在低速机动性方面可能不如低翼载战斗机,但在高速时的机动性较好,能够迅速改变速度和高度,进行高速俯冲和爬升等动作。像美国的F - 22 战斗机,凭借高推重比,在高速下也能保持较好的机动性能。
速度性能
低翼载角度战斗机:一般最大速度相对较低,通常在2 马赫左右或以下。这是因为其设计更注重翼面升力特性和低速性能,在追求高速时会受到一定限制。
高推重比能量战斗机:往往具有较高的最大速度,部分战斗机可以达到2 马赫以上,甚至更高。例如,F15/22,推重比较高,最大速度可达2.3马赫,能够快速抵达作战区域并进行高速拦截。
加速性能
低翼载角度战斗机:由于翼载低,在加速过程中,机翼产生的升力能帮助飞机更快地改变速度,但发动机推力相对不是特别突出,所以整体加速性能一般不如高推重比战斗机。
高推重比能量战斗机:凭借强大的发动机推力,加速性能优异,能够在短时间内达到较高的速度,快速占据有利的能量位置,无论是在起飞加速还是空中加速方面都表现出色。
航程与作战半径
低翼载角度战斗机:为了保持低翼载,飞机的机翼面积较大,这可能会增加飞行阻力,在一定程度上影响航程和作战半径。不过,一些低翼载战斗机通过采用先进的燃油管理系统和优化气动设计,也能获得较好的航程性能。
高推重比能量战斗机:通常具有较大的发动机推力,在相同燃油携带量的情况下,能够以更高的速度飞行,从而在一定时间内飞行更远的距离。而且,这类战斗机往往更注重远程作战能力,会配备较大的燃油箱或采用空中加油技术,以增加航程和作战半径。
适用场景
低翼载角度战斗机:更适合近距离格斗和复杂环境下的空战,例如在国土防空作战中,需要在低空、低速条件下快速拦截敌机或进行空中巡逻。其良好的低速机动性使其能够在城市、山区等复杂地形上空灵活作战。
高推重比能量战斗机:主要用于远程拦截、高速突防和超视距空战。在现代空战中,它能够快速抵达目标区域,在远距离上发射导弹攻击敌机,然后迅速脱离,适合在广阔的空域中执行任务,如在边境防空或远洋作战中具有明显优势。
高推重比能量战斗机
F - 22 战斗机:美国的 F - 22 战斗机是世界上第一种进入服役的第五代战斗机,装备两台普惠公司生产的 F119 - PW - 100 涡扇发动机,单台最大推力可达 156 千牛。凭借强大的发动机推力,F - 22 具有出色的加速性能和爬升性能,能够快速达到超音速巡航状态,在超视距空战和高速突防方面具有明显优势。
“阵风” 战斗机:法国的 “阵风” 战斗机采用三角翼加鸭翼的气动布局,三角翼翼面积相对较大,翼载荷低,有助于改善起降性能。同时,鸭翼可以偏转,其产生的鸭翼涡能给主翼增升,弥补了一般三角翼在起降状态下升力系数小的缺点.
歼36 兼具低翼载角度战斗机和能量战斗机的双重高机动特点,这在战斗机历史上尚无先例。
歼36 的低翼载设计使其在近距格斗中让歼 36 在近距离空战中能够迅速改变飞行方向,非常灵活的应对敌机的机动动作,容易占据有利的攻击位置。
同时,歼36 配备的大推力发动机具备推重比的优势,使其具备能量战斗机的特性。高推重比使得飞机在加速、爬升和高速时,能够快速积累能量,在空战中获得速度和高度上的优势。
在实际战斗中无论是远程拦截还是高速突防,歼36 都能凭借强大的动力迅速抵达目标区域,
而翼尖阻力舵进一步提升了歼36 的机动性。翼尖阻力舵位于机翼的最外侧,力臂较长,在进行滚转动作时,只需较小的舵面偏转角度就能产生足够大的偏航力矩,使飞机快速改变航向,实现小半径转弯。同时也提高了歼36 的滚转速率,还改善了其操纵稳定性,
除了高机动性,歼36 还具备隐身优势。隐身技术能够降低飞机被敌方雷达探测到的概率,使歼 36 在空战中能够实现先敌发现、先敌攻击。在未来空战中,这种隐身优势将与高机动性相结合,使歼 36 具备强大的战斗力。
在近距格斗中,歼36 可以利用隐身优势接近敌机,然后凭借高机动性迅速发起攻击;在超视距空战中,隐身优势能够让歼 36 在敌方雷达发现之前发射导弹,占据空战的先机。
歼36 凭借其低翼载、大推力、翼尖阻力舵以及隐身优势,成为一款在未来空战中极具威胁的战斗机。