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关于鹘鹰重量的再次讨论:为什么鹘鹰比F-35A轻

超大有人一直说鹘鹰的12.5吨空重是没有装系统的重量,然后他认为装了系统后会更重,关于他的“计算”见链接: https://lt.cjdby.net/forum.php?mod=viewthread&tid=2534705

这里简要摘录他的计算:

  他认为17.5吨不是真正的正常起飞重量,然后他对“正常起飞重量”的估算,估计是按照空重乘以0.465,算出一个5.81吨,然后用5.81吨除以26.8%这样的正常起飞重量结构系数,得出一个正常起飞重量21.7吨。还认为17.5吨的正常起飞重量中,导弹是0.8吨,滑油等重0.3吨,人员重0.1吨,装油是3.8吨,装了63%的油。

    另外,他也算了F-35A的构重量,是空重13.3吨,按照起飞重量22.7吨时结构系数是按照28%来估计的。

基于上述计算,他得出结论是:

飞机空重=结构重量+发动机+系统设备,

FC31的系统设备是12.5(验证机空重)-5.81(验证机结构重量)-2.4(发动机)=4.29吨;F35A的系统设备是13.29(空重)-6.1(结构重量)-1.67(发动机)=5.52吨;差了1.23吨的系统设备重量,所以只能是验证机。

他的上述计算是不是对的?个人认为这个计算存在问题,因为很多东西无法自冾。

按照他说的3.8吨是总油量的63%,那么装油就是6吨,而按照12.5+0.8+0.3+0.1+6=19.7吨,这和他计算的21.7吨的“真正正常起飞重量”还有2吨差距。就算19.7加上他后来计算的1.23吨系统设备重量,那也还有700多公斤的差距。在他的计算中,雷打不动的是哪个结构重量占据空重的46.5%这个数据,实际上这个数据是可以变化的,因为结构改进结构系数降低,结构重量占据空重也会降低,自然让46.5%这个数据也发生变化。还有,12.5吨如果是不考虑系统设备重量,那么这个12.5吨空重实际上是没有多少实际意义的重量,也不应该当做空重来看待,研制者不会犯这样的低级错误,这样的空重告诉给国内外军队,也会损失自己名誉。另外,6吨燃油要做到高高高1200公里作战半径基本是不大可能的,7吨内油做到还差不多。

那么重量到底是怎么回事呢?我翻查了飞机设计手册第四册和第八册,可以看出,无论是按照空重的结构系数(统计值0.465)还是正常起飞重量的结构系数(0.28-0.32),都只是估算时候用的初始值,在真正计算时候是反复多次迭代,最后实际数据并不是这些数据,所以这些数据只能推断大概情况,不能推到更细致的地步来做判断,因为误差累计会把很多东西给吃掉。所以判断17.5吨的“正常起飞重量”是根据发动机推力不足而设定是可以的,因为这个数据是个“大”数,误差再大这个大致情况也能推断出来,需要更准确的数据来做判断的事项(譬如有没有设备)就需要更多方面判断了。

我们还是看一下目前鹘鹰和F-35A真正公开的有效数据。

在珠海航展公布的是鹘鹰2.0的最大起飞重量是28吨,12.5吨是《开讲啦》中的数据,26.8%是采访时的数据,最大挂载能力8吨。见下图

 

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在洛马网站上,F-35A公布的数据见下图:

 

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先看F-35A的数据,可以看出最大起飞重量是70000磅,也就是31751千克,而其武器挂载能力是8160千克,内油是8278千克,空重是13290千克,31751-8160-8278-13290=2023千克,也就是说,空重+内油+武器挂载≠最大起飞重量,差2吨重量。这2吨重量耗费在哪里?注意到空重可能没有包含挂架重量,飞行员重量和其它载荷,估计这些综合起来差不多是2吨的样子。

再看鹘鹰2.0数据。只说了8吨是挂载能力,这个8吨并不是F-35A的纯武器载荷能力,所以8吨可能是包含挂架的重量,换句话说鹘鹰2.0的挂弹重量是要比F-35A要低。28吨减去8吨是20吨重量,7吨燃油是满足1200内油作战半径所需要的燃油重量,那么20-7吨=13吨。飞行员和其它载荷大约0.5吨,比上面的F-35A算的飞行员和挂架等合起来重量要小1.5吨,这中间是存在差距的,那么这又该如何解释?挂架由那么重么?

在超大论坛,我找到曾经讨论F-15C空重的帖子,里面提到F-15上挂架重量,其中挂载机翼下的基础挂架是SUU-59/A,重345磅,大约156公斤,这是能够挂载重载物的挂架。这个挂架通过转接挂架再去挂弹药,还得增加几十公斤的重量,也就是说,F-35挂载1吨重炸弹时要付出的挂架重量差不多得200公斤左右。超大帖子内容见下,链接是:https://lt.cjdby.net/forum.php?mod=redirect&goto=findpost&ptid=2037208&pid=65831857&fromuid=10015

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APPENDIX A:F-15C的operating weight是28,500磅;AIM-7F/M的重量为510磅;AIM-9L/M的重量为195磅;LAU-114/A发射架连接AIM-9适配器后重79磅;SUU-60/A中线挂架重296磅;SUU-59/A翼下挂架重345磅;610加仑副油箱空重320磅。由此可得基础使用空重28,500磅,基础空战空重29,028磅,拦截任务空重31,068磅,空优任务空重34,110磅。

 APPENDIX B:F-15C PLUS MSIP的operating weight是29,500磅;AIM-7F/M的重量为510磅;AIM-120C的重量为341磅;AIM-9L/M的重量为195磅;LAU-114/A发射架连接AIM-9适配器后重79磅;LAU-128发射架连接AIM-9适配器后重106磅;SUU-60/A中线挂架重296磅;SUU-60B/A中线挂架重299磅;SUU-59/A翼下挂架重345磅;SUU-59B/A翼下挂架重356磅;610加仑副油箱空重320磅。由此可得基础使用空重29,500磅,基础空战空重30,028磅。(1)当外挂物型号和APPENDIX A中一致时,拦截任务空重32,068磅,空优任务空重35,110磅。(2)当部分外挂物使用APPENDIX B中特有型号时,拦截任务空重31,392磅,空优任务空重34,567磅。

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按照F-35挂载8吨多武器能力,可以确定的是至少得6个(弹舱内两个,左右机翼内侧4个,总计6个重载挂架),6个挂架基本是1.2吨,再加上外侧挂架重量,就接近1.5吨了。这样或许能够解释得通为何F-35空重和内油、弹药重量加起来距离最大起飞重量还有2吨差距。

我们接着看鹘鹰,鹘鹰12.5吨的空重目前来看基本是对的,那么就带来一个问题,鹘鹰12.5吨空重和F-35A的13.3的空重要差0.8吨重量,而且鹘鹰两台发动机重量要比F-135要重不少,把发动机都拆掉,鹘鹰怎么能做到比F-35A轻很多。我们这里还是先看一下鹘鹰发动机重量,前面说到超大那个军迷把鹘鹰发动机是按照1.2吨算的,实际上目前看到资料说WS-13大约是1135公斤,不知道鹘鹰12.5吨重量重发动机到底是按照多重算的,个人认为1135公斤这个数据可以考虑。那么1135*2=2.270,F-135的重量大约是1.7吨,也就是发动机鹘鹰要比F-35A重大约0.57吨,加上前面0.8吨,鹘鹰和F-35A都拆掉发动机后要轻1.37吨。能轻出来这个重量么?我认为有以下四个因素造成F-35A的空重比鹘鹰大。

1、关于弹舱内部AIM-120挂架算不算空重,有说法说的是:对于飞机上固定基本不拆卸的挂架,挂架重量计入空重,譬如F-15的AIM-7挂架。那么,说F-35弹舱的两个挂AIM-120的导弹挂架基本是固定不变的,要算在空重内,但是很遗憾找F-35的LAU-147挂架重量一直没找到,似乎重量大约在50-100公斤之间,两个挂架差不多能有100-200公斤。

2、更大的内油需要结构重量。F-35A的内油有8.3吨,这个是个了不起的数据,这么多内油自然要增加内部容积,另外油箱还需要有被破片击破后密封燃油等功能,所以应该也会需要一定的结构重量。这方面可以参考F-15A到F-15C早期的变化,F-15C早期相对于F-15A是在雷达上做了改进,结构上将部分机体结构改为油箱,内油从5.18吨增加到6.1吨,增加了900多公斤,还有就是机身侧面可以挂保形油箱,这些改进大约增加了1500磅的重量,合680公斤。雷达改进增加不了多少重量,主要重量还是消耗在增加内油带来的重量增加。而F-35A要比鹘鹰多1吨燃油,那么必然会增加空重,估计这个因素造成的空重增加在500公斤左右。

3、更大的承载能力会增加结构强度。F-35A的最大起飞重量达到31.8吨,这比鹘鹰2.0宣称的28吨要高3.8吨,这个也是不小的数据。关于飞机为了增加载荷而增加结构重量方面,我没有找到合适的对比对象,但大家能看到,F-15D发展成F-15E增重不少,当然F-15E本身也做了很多其他方面的改变,这方面增重估计也在几百公斤的样子。

4、更长的寿命和三机合一的设计带来结构重量较大。F-35A的耐久性测试已经达到24000小时,不清楚其是什么样的载荷下,但这个数据显然比鹘鹰说的8000小时寿命要长不少。另外三机合一必然使得部分结构设计要兼顾三种机型,在结构上也得兼顾,其结果就是在某个机型上就很难说是最优。

综合上面情况来看,原来看上去鹘鹰比F-35A轻不少的空重,实际上是用少载油、总载荷能力比F-35A少、寿命比F-35A短带来的,并不是少了系统部分重量。当然验证机可能系统没装全,但不等于研制者那里没有系统的相关数据,在对飞机性能进行研制时,空重等数据是需要考虑相关系统的重量,否则空重数据是没有任何意义的。回头来看F-35A的性能也着实高,堪比重型机的内油和载荷能力,还有长寿命,同时兼顾了三种机型,这样的工程技术能力着实不错。鹘鹰这样的选择可以认为是发动机限制造成的,因为发动机重了不少而推力还不足,如果还按照F-35A的载荷能力和寿命来设计,那么飞机的重量大幅度增加,其结果就是在机动性上彻底没有了竞争力,这就是在有限条件下的权衡。鹘鹰这样的选择属于寻找相对优势,通过降低载荷能力(内油和武器)、较F-35A短的寿命和航程,换取机动能力上有一定优势(低翼载和超音速能力),达到可以一战的目的。

 

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