文|张慧 知名航空撰稿人


新年伊始,继沈飞公开展示歼-35完成新年首飞之后,航空工业成飞也大方展示了全新制造的歼-20A地面滑行状态。这是官方首次公布被称为“粗脖子”版的歼-20A内场高清影像,表明歼-20基本型已进入停产阶段,成飞正开始全面转产新一代的歼-20A及歼-20S型号。

(成飞放出的歼-20A照片)

早在去年九三阅兵中首次公开亮相的歼-20A,其最为军迷所熟知的特点在于气动外形的显著改进——座舱盖后方的机背区域明显隆起,并与机身形成平滑过渡,被网友们形象地戏称为“粗脖子”。

众所周知,飞机在跨音速飞行阶段(约0.8至1.2马赫)会产生显著的波阻。根据面积律,飞机沿纵轴各处的横截面积变化越平滑、越顺畅,所受到的波阻就越小。早期的歼-20基本型在座舱盖(机身最高点)后方,机身截面积会出现一个较为陡峭的减小过程,这种急剧的面积收缩会导致周围空气流场发生剧烈变化,从而诱发更强的激波。

歼20与歼20A脖子区别明显

因此,歼-20A的“粗脖子”实质上是一个遵循“超音速面积律”而设计的机背“超音速鼓包”。它通过填补歼-20基本型在座舱盖后出现的急剧收缩区域,使整个机身从头到尾的横截面积分布曲线变得更加饱满且连续,有效减缓了截面积的变化梯度,从而推迟并削弱激波的产生,显著降低跨音速飞行时的阻力,并减少机身后部可能出现的气流分离现象。

值得注意的是,沈飞在歼-35的设计中也采用了类似的机背隆起布局,这说明此类减阻气动方案已成为国产新一代隐身战斗机的标配设计准则。

除了显眼的“粗脖子”鼓包之外,歼-20A在气动设计上还进行了多项细致入微的调整与优化:

该机的DSI进气道“鼓包”经历了重新建模,新形状针对更大的进气量需求进行了专门优化,从而能够在超音速状态下更有效地对来流进行预压缩。为配合机背的隆起,座舱盖本身的外形也做了调整,其弧度略有减小,后端与机身的衔接过渡更为平缓。机身末端与发动机喷管之间的整流罩线条更加顺滑,有助于降低尾部气流紊乱,改善超音速飞行时的稳定性。配合整体气动修形,歼-20A的雷达罩前段呈鹰嘴状,底部则呈现出更加扁平的趋势。

在生产工艺方面,歼-20A进一步提升了蒙皮接缝的装配精度,有助于降低雷达散射截面积、提升隐身性能。同时,该机涂装也演进至被军迷称为“黑武士”或“隐身2.0”的新阶段,采用了颜色更深、带有金属质感的暗灰色吸波涂料。

歼-20A在气动上的全面改进,体现了成飞在升力体边条鸭式布局上的二次进化。之所以投入如此大力气进行优化,自然是因为涡扇-15“峨眉”大推力发动机已经成熟。所有的气动改进的根本目的都是为了让歼-20A在匹配涡扇-15发动机之后,能够以更低的能量代价实现可观的超音速巡航。

(歼20A更黑)

超音速巡航指战机在不开启加力燃烧室的情况下,可持续以1.5马赫以上速度飞行。该能力能大幅缩短进入战场所需时间,压缩敌方防空反应窗口,同时提升所发射导弹的动力射程与不可逃逸区。在防御时,高速巡航状态能增加来袭导弹的追击能耗,提升生存能力;在进攻后,亦可在保持隐身状态下高速撤离,维持全程高能量态势。

从成飞此次公开的“黄皮”歼-20A高清照片中可见,该机所配备的黑色尾喷管在外观上明显区别于此前歼-20基本型及歼-20A早期型使用的涡扇-10发动机尾喷管,视觉上显得更加修长、收敛。

具体来看,涡扇-10C发动机的喷管通常带有明显的银色“项圈”状金属环,且采用双层衬垫结构,其外层鱼鳞片(即调节片)较短且较宽。而目前的涡扇-15喷管似乎改为单层结构,取消了原有的厚重双层外壳,这使得鱼鳞片需要设计得更长,以维持超音速巡航所需的高增压比和扩张比;更长的喷管也有助于实现对排气流的更精确调节。此外,喷管末端边缘呈现明显的锯齿状构型,这种设计能有效剪裁喷气流与外部空气的接触界面,有助于降低红外辐射并散射雷达波,从而显著提升了歼-20A的后向隐身能力。

(涡扇-15)

根据坊间流传的信息,涡扇-15是一种推重比达到10、加力推力约18吨、军用推力约10吨的性能猛兽。涡扇-15相对于涡扇-10C实现了跨代进化,它为歼-20A提供了与国际先进水平相当的动力支持,并使该机真正获得了超音速巡航能力,标志着歼-20系列从“满足基本需求”向“追求极致性能”的重要转变。

对换装涡扇-15的歼-20A而言,超音速巡航意味着最终补齐了此前存在的最后一块短板。它不再仅仅是依赖隐身的“远程狙击手”,而是转变为一个高动态、高能量的空中猎手,能够在超视距空战中有效压制不具备超巡能力的第四代或四代半战机。

涡扇-15的成功量产与列装,解决了长期制约中国航空工业发展的“心脏病”问题,成为中国航空发动机技术发展历程中的重要里程碑。它使得歼-20A跻身全球少数具备超音速巡航能力的第五代战斗机行列,有助于优化区域空中力量平衡,提升整体制空作战效能。

原文:toutiao.com/article/7601466154602742278/

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