全球首款双座五代战机歼-20S 模型亮相!我们为何发展双座机?

科技   2024-11-15 09:15   山东  
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其实早在11月8日,就有人在珠海航展上拍到了一台1:5的战机模型。虽然外包装还没揭开,但从展示牌来看,这是歼-20战机的改进新型号——歼-20S。




现在终于官宣,露出真身了。


一个问题----
歼20为何需要发展双座型?
对现代战斗机来说,双座型设计最简单的原因就是:一个飞行员忙不过来。
比如歼16战斗机,它的双座设计就是一个飞行员专注驾驶战机,另一个飞行员负责各种制导武器,以分工合作来提高作战效率。
除了战斗机,像歼11BS、歼10S这样的双座机都是战斗教练机,双座设计是为了更好培训飞行员。
但五代机一开始不需要这种设计。
当年美国研制出F22后,他们就有了F22轰炸机改型计划,就是后来著名的FB22战斗轰炸机。但冷战后美国在蓝星上横着走,哪有国家不知死活敢挑战这个巨无霸。
加上烧钱,所以当年国会在审议国防预算时达成了一致的决定:
允许再造最后12架,然后、然后,就把F-22的生产线给拆了.......这使得美国空军拥有的F-22最大数量永远地定格在了187架。
F22都成了老绝户了,FB22就更别说了。

(F22)
另一个原因,随着计算机技术进步,五代战斗机上多用途作战任务一个人就能完成。
比如F22和歼20即使是一个飞行员,也能具备不逊色于四代和四代半多用途战斗机的能力。
至于其他功能更没必要了,比如那么贵的五代机不可能当战斗教练机用。
回归本题,我们歼20为什么发展双座机?
可能猜你到了,双座歼20战斗机是为了指挥无人机而研制设计----
也就是“无人僚机”战法。
因为在材料工程学等技术限制下,五代战斗机在单机性能上已经做到相当高的水平。这也是六代机迟迟没出现的原因之一。毕竟大幅超越五代战斗机太难了,既然你做不到大幅超越,就很难称之为新一代战机。
于是,中美退而求其次想到了一个办法来提高战斗机的作战性能------
找一些帮手。
“忠诚僚机”是一种比较科幻的概念,让有人驾驶飞机带领一批无人机,接近对方防空网之后,有人飞机在安全区盘旋,无人机去执行对地攻击之类的危险任务,然后跟随有人机返回。一旦对方起飞战斗机拦截,无人机可以冲上去干扰对方,甚至牺牲自己来保护有人驾驶的长机。

不过我们的“无人僚机”战法跟现在美军的“无人僚机”完全不一样。
不同之处在于两点:
1,我们配属给歼20的并不是专门的“无人僚机”,而是让大部分大型无人机都能纳入有人战斗机的指挥当中。
比如攻击2无人机,就可以由歼16战斗机指挥作战。

2,我们对“无人僚机”的要求比美军更高。
美军的无人僚机”战法,就是在五代战斗机的飞行挂架具备自主飞行和发射弹药的能力。在美军的设想定位中,“无人僚机”不需要执行复杂的任务。
简单说,就是美军的“无人僚机”只需要充当好一个空中弹药库就行。
而我们的“无人僚机”需要具备扩展战斗机态势感知范围的任务。
不过,即便我们的“无人僚机”装备了先进的计算机和相控阵雷达等先进传感设备,可以对负责指挥的战斗机提供大量识别和处理的信息数据,但要想让“无人僚机”具备空战能力,单座型歼20战斗机也很难做好这些工作。
于是就有了我们的双座歼20战斗机,前座飞行员负责驾驶和操控战斗机,后座飞行员负责指挥各种无人机。
但还有一个问题---
歼-20S只是增加一个座位那么简单吗?
机体的改变意味着之前整个隐身体系设计推倒重来。
要想让五代机具备隐身功能,单靠机身涂抹的石墨还远远不够。
这就又关乎到飞行器的一个核心技术---外形
我国很多新式武器通常会保密,这样解释:过于先进,不便展示。
但我们的歼20经常在航空展上亮相,难道说不够先进吗?
当然不是。恰恰是太过于先进。
特别是五代机的外形,就是放在你面前拿着尺子量你也造不出来!
根据空气流动和产生的阻力,最优的外形有助于实现超音速巡航,但这玩意太复杂,靠当前的科技水平没法通过计算得出战机外形的最优解。
理论不行,那就只能靠最笨的办法:不断反复试验把最优答案解出来。
也就是说你照葫芦画瓢,即便造出来也白搭,要靠反复的实验不断的进行修改。
这时候就需要另一个关键设施,风洞
但战斗机的风洞可不是造汽车的那种风洞,也不是普通飞机风洞那么简单。

因为战斗机是要超音速巡航的,就需要风洞能吹出几倍音速的风来作实验。
例如超音速风洞,风速会达1.4~5倍音速,高超音速风洞,风速5倍音速以上。所以风洞的尺寸必须要大,便于持续地观察气流变化;再就是为了效果吹风的时间越长越好。
但同时满足这两点,风洞的建造难度和成本就会指数飙升。
比如必须配套建造专用的发电站和冷却水水库,占地面积不亚于一座村庄或小镇。那些5倍音速以上的高超音速风洞,光是一根喷管就值几百万元,而这样的风洞往往需要同时配备N多根喷管……
再就是看你能不能承受起巨大的能源消耗。
以超音速风洞为例,实验一次,可能要消耗一个小城市一天的耗电量。问题是,一两个风洞是远远不够的。你需要大量不同类型的风洞来对各种各样的飞行器进行试验,你得准备一整套风洞群。
算下来,当今世界上能建造和承担起费用的就凤毛麟角了,其中就包括我国。
再就是----
想确保雷达波不按原路返回,还要精心设计战机外观的几何斜面,提升隐身性能。
这个没别的好办法,只能靠大量的实验,这就用到一个叫“巨型微波暗室”的大型密室。
里面很魔幻,密恐症者看了会绝望。那些布满像钉子一样的东西,是一种吸波材料,目的是防止测试信号反弹。

工程师把做好的飞机(不是模型)放进去,然后用雷达从各个角度对飞机照射,看哪个部位雷达反射波达不到要求,就修改哪里,修改后再照射。
经过无数次照射和反复修改,反射信号最小的就是最终外形设计。
因为太贵,这种能放下整架飞机的“巨型微波暗室”目前只有中美才有,连俄罗斯也没有。由于俄罗斯的五代机苏-57外形上就有很多问题,隐形效果比四代机强不了多少。
所以,双座歼20若服役可不只是服役了一款新型战斗机那么简单,而是备此前任何一型战斗机都不具备的强大空战能力,它的态势感知能力、火力在无人机的辅助下将会有质的提升。
因此有不少人把双座歼20战斗机称为“五代半战斗机”。
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