解析新版歼20改进:弹舱尺寸加大武器兼容性更好

2014年07月01日 16:30  新浪军事  收藏本文

  因此,F-35上的EOTS被整合进机身内部,只有钻石状的光学窗口突出于机体表面。该系统集成了前视红外成像(FLIR)、红外搜索和跟踪(IRST)和激光指示瞄准(LTD)等功能,相当于将传统的光电雷达、前视红外成像吊舱和目标指示瞄准吊舱的功能融合为一体。因此,EOTS不仅可以用来探测空中目标,还可以用来探测地面目标,具备多用途能力。其对地面目标的前视红外成像可将目标放大4倍,以得到分辨率较高的红外图像。另外EOTS系统还具有激光定位能力,并引导激光制导武器打击地面目标。

资料图:美军第五代战机F-35双机编队。资料图:美军第五代战机F-35双机编队。

  现代战机都是多用途战机,作为第四代重型战斗机,歼-20巨大的机体内部空间,包括其庞大的主弹舱设计也为该机在多用途方面挖掘更大潜力提供了条件。2011号原型机加装国产EOTS系统,说明了研制部门和装备部门对该机的多用途扩展能力寄予厚望。不过通过高清图片可以看出,这个钻石形状的设备上还看不到光学窗口,可能说明相关系统还在研制当中,只是在2011号原型机上预留了设备的安装空间。

  另外,在前两架原型机上已经出现的类似F-35上EODAS(光电分布式孔径系统)的光学窗口也依然存在于2011号原型机上。通过装在机头周围的多个光学窗口,EODAS可以为飞行员获得座舱的底部和侧面的观察视角,形成一个360度无死角全景视野,提高了空战中飞行员的姿态感知能力。

  对于第四代战斗机而言,由于飞机上的各类传感器空前复杂,要把这些分布在机体不同部位,不同工作原理的传感器获得的信息进行处理、融合,获得统一的战场态势图像的话,对机载航空电子系统的信息传递和数据处理能力要求很高。在这一点上,研发年代较早的F-22都尚有不及之处,拥有后发优势的F-35在这方面则堪称全球第一。而结合了国产EOTS和EODAS两大新型综合光学设备,同时还将装备先进的有源相控阵雷达的歼-20也将在航电系统架构上达到一个相当高的水平,至少领先于F-22的“宝石柱”架构。

  从2011号原型机座舱的清晰图片中可以看到,该机使用的抬头显示器(HUD)的外形和歼-20前两架原型机相比有了一些变化。作为座舱显示设备的重要部分,HUD可以分为传统的折射HUD和衍射HUD两大类;而因具备视场更大,显示效果更清晰而被第三代改进型战斗机和第四代战斗机广泛应用的衍射HUD还可以分为有框和无框两种。

  目前,我国的歼-11B,歼-10B和歼-15等新型战机所使用的就是有框式的衍射HUD。它的最大特点是采用了三块全息光学器件组合在一起形成图像,因此需要一个框架连接加固这三块呈一定角度固定的器件。由于这种全息器件的加工简单,比较符合当时国内光学器件加工能力水平,使得研制单位可以用相对简单的技术手段实现设计指标。不过由于在这种设计中,外界光线需要经过多次反射才能显示给飞行员,因此透光性相对较差。而且由于需要相对较多的设备,其重量和体积也相对较大。

  随着国内光学器件加工能力的提高,国产衍射HUD终于实现了使用单块全息光学器件就能显示图像,也就不再需要框架了,降低了系统的体积和重量,可以说在这方面,歼-20和F-22已经处于同一技术水平。但是和使用头盔综合显示系统(HMD)取代了在战机上应用长达几十年的平显设备的F-35相比,歼-20仍有一定差距。在这种革命性的变化面前,我们追赶的脚步仍然不容放松。

  其他外形修改:

  随着2011号原型机更多角度图片的出炉,尤其是飞机在地面进行各种设备检测的图片的出现,该机更多的细部特征也浮现在人们眼前。

  锯齿形舱门设计一直是隐身飞机设计的重要细节标志,这种设计通过把一条本来垂直于雷达入射波的边缘变成许多正负不垂直于雷达入射波的小边缘,使得经过机体表面的爬行波在多个小边缘的散射下被衰减,实现隐身目的。在2001和2002号原型机上,不仅主弹舱门和侧弹舱门采用了锯齿形设计,其前起落架舱门也采用了多组锯齿形设计。在2011号原型机上,前起落架舱门则改为简单的单个锯齿形。

  考虑到之前的改进都着力于尽可能优化隐身性能,这种不涉及气动方面的改进同样应该对隐身性能是有帮助的。从原理上分析,将前起落架舱门改用和侧弹舱门一致的单个锯齿形设计,有助于防止经过前起落架舱门多组边缘反射后的爬行波在侧弹舱门的单个边缘上产生较为复杂的干涉波,更好地降低反射波束的强度。

  从2011号原型机在地面开启弹舱门的照片中可以发现,和前两架原型机对比,该机的主弹舱长度似乎进一步加长了。其实在早些时候2002号原型机在空中打开弹舱门的照片中,很多人就认为,由于其主弹舱尺寸和新型中程空空导弹的长度几乎相等,很难容纳以冲压发动机为动力的新一代远程空空导弹以及尺寸更大的空对地制导弹药,因此弹舱设计可能需要修改。此次弹舱尺寸的加大,说明歼-20在武器兼容性扩展方面又走出了一步,也为未来的多用途化改进埋下了伏笔。

  战斗机的减速伞舱普遍安装在飞机的尾部末端,例如苏-27和歼-10等都是如此。2001和2002号原型机的可收放式减速伞舱安装在全动垂尾的前面,属于比较奇特的设计,而在2011号原型机上,减速伞舱向后移动到了两个垂尾中间,并且充分利用了两台发动机中间的凹槽空间进行布置,几乎整个埋入机身,在大部分照片中很难发现,提高了外表的光滑程度。

资料图:歼-20 2011号原型机机腹整体外观。资料图:歼-20 2011号原型机机腹整体外观。

  后记:华山论剑

  “技臻于极谓之艺”,作为人类迄今为止设计制造的最复杂的大气层内飞行器,第四代战斗机若被冠以艺术品之名,堪称当之无愧。

  在全世界还不明白四代机为何物的时候,敢为天下先的美国航空工业以其多年浑厚内力独自杀出两条路来,YF-22和YF-23这两款今天看来依旧足够炫目的验证机在冷战的巅峰时节展开了一番如叶倾城战西门吹雪般的传奇较量,胜者笑傲江湖,败者亦可称王。最终的赢家F-22,骨子里流的是F-15高推重比低翼载荷的血液,看似重剑无锋一力降十会,实则巧夺天工细微见精神,为后来者树立了一座难以企及的标杆。

  而争议颇大的F-35,确实少了F-22的那种脱胎于冷战里的独孤求败的傲气不羁,却添了几分多国合作背景下的实用油滑;但是凭借在F-22项目中积攒的丰厚经验,辅以21世纪日新月异到让人目不暇接的先进航空电子技术,“踩在巨人肩膀上”的F-35在网络中心战的框架内依旧能够领其风骚。在不久的将来,它将成为我们长期的对手,一个永远不容轻视的对手。

  从T-50-1到T-50-5,期待中的变化没有出现,T-50依旧是那个总让人觉得是个“不隐身的四代机”的T-50。当米格1.44和S-37留给世人的惊鸿一瞥如今已成往事,现实中的T-50却让人很难爱得起来。即使抛却诸如“拍扁的苏-27”之类调侃,在信息时代的放大镜下早就被品头论足个遍的T-50已经不大可能有什么不为人知的秘密,即使按照俄罗斯人自己的预计,全状态的T-50能像前辈们那样,做到和美国的同代战机旗鼓相当互有短长;在F-22已经停产多年,F-35已经投入现役的今天,如今的苏霍伊设计局遥望着帕维尔·苏霍伊,米哈伊尔·西蒙诺夫们的灵魂时,还是只能感慨一句,时间都去哪儿了。

  对于正在从望尘莫及艰难前进到望其项背的中国航空工业来说,歼-20则是对自己的超越。在2011年1月11日歼-20首飞之前,很少有人对我们能够跳出美俄成熟的气动框架研制自己的第四代战斗机抱有信心。作为世界首款鸭式布局四代机,歼-20的2001号和2002号原型机犹如一对璞玉,虽然有很多地方仍需完善,但大巧若拙的灵气早已在细节中闪现出光芒。

  而历经三年精雕细琢的2011,斧凿之中大器渐成,验证机的稚气渐渐打磨干净,战斗机应有的杀气已经磨砺出了模样。通过歼-20的研发历程,我们现在不仅懂得如何设计、如何制造第四代战斗机,我们已经开始了解如何试飞、如何改进第四代战斗机。

  春意渐浓,剑意更浓。(作者署名:高卓 )

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