扯一扯艦載四代機著艦重量

來自專欄 asiavikin

好多罈子里都在討論殲20或者鶻鷹上艦的問題，爭得相當激烈。有的認為殲20上艦沒問題，有的認為殲20太大太重沒戲。今天也來湊個熱鬧，掰扯掰扯這個問題。

上艦，最基本的是兩個問題：起飛和著艦。就殲20或者鶻鷹而言，只要離艦速度超過250公里/小時，我看起飛都不是太大的事，無非是油彈帶多少而已。更重要的是著艦。

目前世界上攔阻能力最強的甲板攔阻系統是美國海軍的MK7mod3攔阻系統。根據海軍航空工程學院王海東等人在《MK7-3 型攔阻裝置緩衝系統動力學分析》提供的數據，MK7mod3的攔阻能量等級為6500噸米。

6500噸米=6500×1000公斤×9.8牛米/公斤=63.7兆焦。這個數值就確定了艦載機著艦的重量和速度。如果取MK7mod3的攔阻重量為50000磅即22.7噸，按照動能計算公式，所對應的最大著艦速率是74.9米/秒即269.6公里/小時。當然，如果你的著艦速度遠低於這個範圍，比如F14靠著變後掠翼，一般認為著艦速率215公里/小時（約60米/秒），著艦重量就可以突破22.7噸一點，但也不敢玩得太狠。F18E、殲15這類都是240公里/小時（約66.7米/秒），F18E的空重大致13900公斤，加上攜回重量4100公斤（其中彈藥2200公斤），著艦重量也就18噸。總之大家都得留出點餘量，萬一那條攔阻索之前用得太狠已經有內傷了呢？

所以，我看以目前的技術水平，艦載四代機的著艦重量也就22.5噸到頭，還得是著艦速度控制在240公里/小時以內才行，否則那根攔阻索不答應。

於是殲20要上艦，就得把著艦重量控制在22.5噸以內。那麼殲20有多重？我們來估算一下。鑒於和殲20同重量等級的四代機只有F22和蘇57，其中F22的數據比較豐富，因此就估計一下F22的空重，再以F22為基礎，推測一下殲20的空重好了。

但F22空重多少也一直是眾說紛紜，有的認為是16.3噸左右，有的認為洛馬網站公布的19.7噸更靠譜。當然，這麼關心F22空重，本質上還是因為殲20的空重人們最關心，那就根據一些公開的信息和常用分析數據來估算一下F22空重。

北京航空工程技術研究中心發表的《先進戰鬥機結構選材與製造工藝需求分析》一文中提到F22的鈦合金用量4082公斤，占結構重量的42%。由此可得F22的結構重量為9719公斤。

結構重量與空機重量之比為結構重量係數K，這個值一般取0.465，出自航空工業出版社《飛機設計手冊》第四冊《軍用飛機總體設計》第235頁：

所以，從結構重量9719公斤除以此結構係數可以得出F22空重為20901公斤即20.9噸，相比較而言，這個結果更接近於洛馬網站的數據19.7噸，因此個人看法F22的空重為19.7噸的可能性要比16.3噸大。

這樣，鑒於殲20的體積略大於F22，在空軍對其亞音速機動性及超音速巡航與機動的需求不亞於美軍對F22的要求下，個人看法全狀態殲20空重低於20噸的可能性並不大，如果大幅度低於F22那就只有兩種解釋：要麼今日中國航空工業的設計製造水平已經令美國望塵莫及，要麼中國空軍對殲20的要求距離F22有較大差距。

作為艦載型，殲20上艦勢必要增重，包括加強起落架、更換易腐蝕零部件之類的，至少要加個1噸吧，這已經是很寬鬆了，須知麥道當年把小小的YF17改成F18A的時候光是前起落架、主起落架這兩處結構增強就增加了640公斤！

然後，戰鬥機著艦需要20分鐘空中待機的油量，這個勉強算1噸吧，說實話已經不能再低了，那麼還剩多少餘量？22.5-20-1-1=0.5噸。個人看法，此時艦載殲20的攜回彈藥量已經近乎沒有。

這種情況下，要麼給艦載殲20減重，要麼加快電磁攔阻系統的研製進度，研製電磁攔阻系統顯然意義更長遠。

推薦閱讀：