淺析我殲20戰機是否可做艦載機 對美F35B優勢大

前掠翼版殲20艦載機上艦CG猛圖曝光

　　艦載戰鬥機的需求

　　艦載戰鬥機，顧名思義，就是搭載在艦艇上使用的戰鬥機，而艦艇環境相對於陸地機場的巨大區別，也形成了艦載戰鬥機和陸基空軍戰鬥機的區別。美國海軍航空母艦使用的艦載機，在隸屬於JSF聯合打擊戰鬥機計划下的F-35C之前，都是由海軍自行提出需求並組織研製生產，但是只有美國才擁有大量航空母艦以及其配套的 艦載機部隊，其部隊規模才能滿足一個型號研製的最低採購需求。蘇聯/俄羅斯僅有一艘「庫茲涅佐夫」號，而法國也只有一艘「戴高樂」號，需求只有幾十架，因此其大中型航母使用的艦載戰鬥機都是基於岸基戰鬥機進行航母適應性改進而成，蘇-33就來自於著名的蘇-27家族，「米格」-29K更是「米格」-29的一個典型改型，而達索「陣風」在同名岸基戰鬥機基礎上，甚至連摺疊機翼都沒有採用，以降低研製難度和節約成本。

　　航空母艦上空間狹窄，是一切艦載機設計的基本前提。正常情況下，飛機是在1000米左右的跑道上完成起 飛和著陸，而在航空母艦上需要在100米內完成起飛，200米左右的操作空間內完成著艦作業，停機空間也極為狹小，因此在艦載機上一般都要針對航空母艦使用進行專門的設計和優化。

　　航母艦載機的優化，主要是包括三個方面：

　　首先是提髙起降性能，航空母艦的起飛方式與陸地機場完全不同，起飛使用彈射或者滑躍方式，需要在100米左右的距離起飛，而著艦方式更是存在著巨大的反差，陸地著艦是自然減速降落，而在航母母艦上則必須保 持隨時可以復飛拉起的狀態，同時降低速度保持可控狀態依靠攔阻索強行將飛機拉停。因為航空母艦上的起降 空間小，因此對於飛機的低速性能要求極高，需要飛機有較低的起飛速度和較低的可控速度，以便于飛行員著艦操控，以及降低起飛著艦狀態的動能動量，降低攔阻索和彈射器的負擔。

殲20上艦想像圖

　　比如說F-14A戰鬥機在重量70700磅(32噸)的情況下，關閉發動機的失速速度為127海里/小時，在 57646磅(26噸)重量下則為115海里/小時。對比來說，F-15C戰鬥機在 68000磅(30噸)重量下達到了162海里/小時。巨大的差異反映的就是 低速性能的巨大差距，如果使用同樣的彈射器，F-15的起飛重量會比同狀態的F-14低30%左右，對戰鬥力的影響極為巨大。因此各國在艦載機上都使用了大量的增升手段，除了像F-14這樣採用可變後掠翼提高低速性能的，常規的做法是採用大型的後緣襟翼，並且提高襟翼的向下打開角度以提髙飛機的升力係數來滿足低速性能的需求。

　　近20年來，還有一種方案增升 效果較好，即在飛機前部增加一對前翼，蘇-33/殲-15家族就是採取了這個方式，一舉降低了著艦速度約15海里/小時。飛機是一種依靠升力起飛的飛機，主翼的功能就是為了產生升力，但是為了保證足夠的靜穩定度，飛機的升力中心一般比較靠後，因此在很多時候即使產生的升力滿足了起飛需求，由於槓桿力矩會產生一個抬尾同時低頭的力矩，使得前起落架無法離地，因此常規布局飛機起飛時候必須要讓平尾有一定的下偏，產生負升力以壓低尾部抬高機頭部分，實際上飛機產生的升力就是主翼產生的正升力和平尾的負升力的差值，小於主翼產生的升力，更是遠小於主翼和平尾面積相加所能產生的升力。在著陸狀態也是如此，著陸著艦需要保證主起落架先於前起落架著地，需要保持一個抬頭狀態，也需要平尾產生負升力來 保證這個抬頭力矩。增加前翼後，直接在機頭部分產生了升力，自然的形成了一個抬頭力矩，這樣對於平尾的下偏需求降低，從而減少了平尾的負升力，提高了整體的升力係數。當然，在原有的常規布局飛機基礎上增加前翼，會造成阻力增大和氣動干擾問題，影響了飛機的飛行性能，蘇-33/殲-15增加前翼後，航程由蘇-27的3900千米降低到了3000千米，爬升率降低了15%，付出了相當巨大的性能代價。

　　如果是鴨式布局戰鬥機的話，這方面的問題就小了很多，鴨式戰鬥機 天生靜不穩定，本身就真有較強的抬 頭傾向，同時鴨式戰鬥機沒有平尾也就不存在平尾的負升力問題，也就是其所有的升力面在起飛著陸過程中都 處于正昇力狀態，以最高效率利用了 所有氣動能力。「陣風」戰鬥機在24.5 噸的滿載狀態下，起飛速度也可以控制在153海里/小時的水平，比同重量級別的F/A-18「大黃蜂」在22.7噸狀態下165海里/小時左右的起飛速度要低12海里/小時左右。

網友製作殲20戰機護航CG新作

　　當然，提高起降性能最根本的一點還是在於有效的機翼面積，機翼面積太小的飛機，即使採用大量的增升手段也難以滿足起降條件要求，美國聯合打擊戰鬥機計劃中的空軍型F-35A機翼面積為42.7平方米，而艦載版的F-35C則加大到了62.1平方米，增大了45%。

　　其次是加強機身結構，彈射起飛和攔阻著艦都會對飛機產生一個強烈的縱向過載，尤其是攔阻對於飛機是 個巨大的考驗，攔阻著艦時的瞬時過載最髙可能接近7G，飛機本身的飛行性能需要的是提高橫向扛過載能力，對於縱向過載能力要求很低。因此將飛機加強到可以承受彈射和攔阻的需求，其帶來的重量增長基本上等於是 廢重，對於飛機設計帶來很大的麻煩。對於飛機的結構壽命來說也是巨大的考驗，F/A-18戰鬥機飛行2000個起落 左右的時候，其機身結構和起落架就 開始廣泛出現裂紋，不適合繼續服役。

　　最後一點是飛機的停機性能改進，航空母艦上的停機區面積極小，即使是世界上最大型的「尼米茲」級核動力航空母艦，其機庫長寬也只有308米x32.9米，如果是正常的空軍用戰鬥機只能停放十幾架。因此必須要將 飛機的機翼甚至是平尾進行摺疊，以儘可能的減少停機佔用的面積。比如F/A-18戰鬥機翼展11.43米，摺疊後寬度只有8.38米。當然摺疊設計也有很多需要考慮的地方，為了甲板操作方便，需要保證所有重掛載掛點都在固定的機翼部分，以便與工作人員掛載武器，比如F/A-18系列只有一對「響尾蛇」導彈掛載在摺疊起來的翼尖部分，其餘掛點全部在固定部分，可以直接掛載，而蘇-33/殲-15的掛載設計就存在巨大問題，其承重能力兩噸的主要掛點就在摺疊部分，需要將機翼放下才能掛載，而且掛載對地打擊武器進入待命狀態後無法再進行摺疊，佔用停機空間較大。

　　以上三項主要需求，使得艦載機設計需要作出大量的妥協，尤其是在重量上，蘇-33比蘇-27空重增加了1700千克，增幅約10%；F/A-18則為了上艦改裝增加亍1400千克左右的空重，增幅約18%；而機翼面積大幅度增加的F-35C則創造了一個驚人的空重增幅，從F-35A的29300磅(13300千克)增加到了34800鎊(15800千克)，增幅達到了2500千克，增幅達到18%。當然，重量的增幅也與飛機布局息息相關，採用前翼方案的設計，增升幅度相對較小，採用常規布局的，增幅較大，主要是因為前翼帶來的升力增益較大。

　　艦載戰鬥機之分代

　　海軍艦載飛機包括了戰鬥機、攻擊機、預警機和反潛機這主要的四個大類，隨著多用途戰鬥機的發展，艦載攻擊機目前已經基本併入了艦載多用途戰鬥機的發展脈絡之中，而艦載反潛機則基本已經退出了現役，預警艦載機也是基於成熟平台，對飛行性能要求不高，美國E-2預警機系列從1964年服役至今已經近五十年，也還不需要更換新的平台。因此，當前對於艦載飛機發展的隹點，都集中在了艦載戰鬥機上。

　　近日，網友上傳了數張2015號與2013號新版殲20四代機同時現身的照片，其中2013號殲20正在起飛，2015號殲20在地面進行測試。這或是殲20春節後首次試飛。鳴謝：機外停車

　　從20世紀50年代以來，艦載超音速戰鬥機已經發展了四代，而走完這完整的四代歷程，每一代都有飛機服役的只有美國海軍一家，甚至可以說四代艦載機中其他國家目前都只有區區一代，美國之外的國家沒有第一代、第二代和第四代超音速艦載戰鬥機，僅有三種第三代超音速艦載戰鬥機。

　　艦載戰鬥機主要分為攔阻著艦的常規型艦載機和垂直起降艦載機，一般的大中型航空母艦使用的都是攔阻 著艦的常規型艦載機，垂直起降型大部分都是攻擊機，只有「雅克」-141和F-35B屬於超音速戰鬥機範疇。20世紀50年代的F8U「十字軍戰士」為第一代，第二代則是著名的「鬼怪」，這兩代戰鬥機擔綱了越南戰爭的海軍制空主力，同時還大量參加對地打擊任務。大名鼎鼎的屬於第三代艦載戰鬥機的開山之作，而第三代艦載機也是世界艦載機研製爆發的一代，蘇聯擁有了自己的航空母艦「庫茲涅佐夫」號必然需要發展自己的戰鬥機，而法國在進口F8U戰鬥機退役後也需要新的戰鬥機接班，因此美國有F/A-18「大黃蜂」和F/A-18E/F「超級大黃蜂" 蘇聯也研製了世界上美國之外的第一批的超音速艦載戰鬥機蘇-33「海側衛」和MiG-29K「海支點」以及垂直起降的「雅克」-141，法國也研製了達索「陣風」-M戰鬥機。我國的殲-15戰鬥機是基於蘇聯蘇-33艦載戰鬥機的仿製型號，在其基礎上對航電設備進行了升級，也可以使用各種國產航空武器。

　　而第四代超音速艦載戰鬥機，目前只有F-35C和F-35B兩種，F-35C是採用彈射起飛-攔阻著艦的常規艦載機，F-35B則是用于海軍陸戰隊兩棲攻擊艦的短距起飛-垂直著艦型艦載機。

　　四代艦載機的革命

　　嚴格意義上的四代戰鬥機，是指擁有超音速巡航能力、超機動性、隱身性和超級戰場信息能力的先進戰鬥機，當然這個標準非常的高，目前只有F-22可以實現，我國的殲-20由於試飛階段的發動機限制還無法實現超音速巡航能力，F-35則缺乏超音速巡航能力和超機動性，殲-31與F-35類似，也缺乏這樣的高性能飛行能力。

　　近日，網友上傳了數張2015號與2013號新版殲20四代機同時現身的照片，其中2013號殲20正在起飛，2015號殲20在地面進行測試。這或是殲20春節後首次試飛。鳴謝：機外停車

　　在四代艦載機方面，目前只有F-35C—根獨苗，不過在之前美國海軍也有兩個自己的四代艦載機方案，分別是NATF和A/X。

　　這兩個方案都採用了可變後掠翼設計，外界曾廣泛認為是可變後掠翼版本的F-22。但是實際上這兩個方案與F-22都存在著巨大的差異，與依靠巨大推力滿足髙速需求的F-22相比，這兩個方案都是依靠可變後掠翼來滿足 高速飛行和長時間巡邏的需求，同時採用兩台推重比達到15，推力只要求達到120千牛的PW7000發動機，實 現了一定的超巡能力。兩台發動機的較小重量也可以滿足重量限制，同時較小推力較大涵道比帶來的低油耗優 勢使得其配合變後掠翼可以滿足遠航程以及長時間巡邏的需求。同時還沒有F-22機身兩側的格鬥彈艙，節約了 大量的重量。

　　設計上這兩款飛機都實現了接近F-22的作戰能力。但是由於無法解決可變後掠翼的隱身問題，以及更為重 要的經費問題(美國海軍的艦載機採購預算即使不考慮貨幣貶值問題，也遠低於20世紀80年代)，這兩個項目先後被腰斬，海軍只得接受國會要求，選擇了JSF聯合打擊戰鬥機計劃。

　　四代戰鬥機最重要的優勢，就是在於其隱身能力，隱身能力可以使得對方的防空能力極度下降，從而帶來整個海空戰役態勢的巨大變化，因此發展第四代艦載戰鬥機，也成為了奪取制海權的必然選擇。

　　殲-20可以做艦載機嗎？

　　目前國內流行著一種說法，即殲-20重量太大，體型太大，航空母艦上攜帶數量少，不像中型飛機可以大量 攜帶，而且還是鴨翼飛機，不適合做艦載機，認為瀋陽飛機設計研究所研製的殲-31更適合。

　　實際上這個說法本身看上去有些道理，但是真要認真分析起來，幾乎每一條都屬於對航空母艦和飛機毫無了解，坐在電腦前憑空臆測的產物。

　　在討論中，很多人甚至引用「小鷹」 級和「企業」級超過百架的載機數量來 論證航空母艦需要多麼巨大的載機數量，實際上這個巨大的載機數量是在噴 氣式艦載機發展早期，因為技術的限 制和戰術認識的局限性，因此大量裝備了體型極為袖珍的A-1「天襲者」螺旋槳攻擊機和A-4「天鷹」噴氣式輕型攻擊機，以及單發的輕型戰鬥機F8U，才實現的巨大載機量。在達到這個數量高峰後，美國海軍迅速的用A-7「海盜」中型攻擊機、A-6「復仇者」雙發重型攻擊機和雙發的「鬼怪」重型戰鬥機替換了以上機種，載機數量迅速跌落到75架左右，到冷戰結束以後艦載機數量更是進一步的下跌到了目前「尼米茲」級核動力航空母艦的57架固定翼飛機、12架直升機的規模。

　　實際上用數量減少的重型飛機替換數量龐大的輕型飛機，是長期以來航空母艦艦載機部隊發展的潮流，航空母艦甲板面積狹小，出動能力低，飛機著艦作業更是需要擠佔大量的甲板空間和人力資源，因此必須要每一架次出動的飛機發揮最大的效力，而不是靠大量飛機來淹沒天空，一架30噸級重型飛機起飛消耗的資源和一架10噸級小型飛機尺寸差異不超過50%，而戰鬥力差距可能超過1000%，儘可能地使用高性能飛機，是提髙航母作戰效能的關鍵。當前和未來美國的主力艦載機F/A-18E/F和F-35C，空重分別達到了14.4噸和15.8噸，都屬於絕對意義上的重型戰鬥機，規劃中的下一代艦載戰鬥機，其噸位更是巨大。

　　從編號2011開始，國產第四代戰機殲-20開始出現了明顯的改進。目前，已經曝光的新版殲-20有2011號、2012號、2013號和2015號，一架架新機的出現也標誌著殲-20的技術狀態也逐漸趨於穩定，正在向量產和服役穩步邁進。近日，就有網友整理了一組新版殲-20的試飛照。(來源：中南海保鏢)

　　認為殲-20重量太大和認為鴨翼飛機不適合做艦載機基本上是同一個系列的觀點，實際上這個觀點本身就把重量視作是艦載機使用的唯一因素，本末倒置嚴重。飛機的起降對航空母艦的限制主要是重量和速度兩個條件 共同作用的結果，速度比重量更為重要，F-14A戰鬥機70700磅(32噸)狀態起飛速度130海里/小時左右，而F/A-18E/F戰鬥機在65600磅(29.8)噸狀態起飛速度165海里/小時，看起來F/A-18E/F重量更小，但是實際上其動能為140MJ，遠髙於F-14A需要的921MJ，C13-1彈射器1000PSI壓力狀態下可以將70000C的物體加速到137海里/小時，也就是說F-14A在C13-1彈射器上甚至可以不用藉助甲板風就可以重載起飛，但是C13-1隻能將32000磅的物體加速到165海里7小時，也就是說F/A-18E/F不具備無風狀態起飛的能力，而65000磅的物體，C13-1隻能加速到146海里/小時，也就是說F/A-18E/F必須藉助20海里/小時的甲板風才能起飛。這實際上就是因為飛機的增升能力差異而引起的性能差距，較小的飛機在確保了足夠的設備裝載後缺乏多餘的重量來安裝大型機翼，必然引起起降速度提升，反而更不容易在航空母艦上使用。

　　殲-20這樣的鴨翼飛機，由於採用了放寬靜不安定度的設計，以及鴨翼帶來的抬頭力矩，其起降性能較之常規布局，只會更加優秀。20世紀70年代瑞典薩博公司研製的JA-37戰鬥機，採用帶後緣襟翼的固定鴨翼，在保證靜穩定度的情況下，就輕鬆的實現了高速公路400米距離起飛能力，法國「陣風」M戰鬥機也擁有同級戰鬥機中最優秀的起降性能，具有高推重比、放寬靜穩定度的情況下，殲-20的起降性能必然比蘇-33/殲-15更加優秀，甚至可能接近F-14的級別，在這樣的情況下，與其他飛機的重量差距根本就可以說是不值一提的一件事。而且殲-20作為鴨翼飛機，上艦改造帶來的重量增幅遠比其他飛機小，相對於蘇-33/殲-15需要額外增加一對前翼的重量，殲-20隻需要對結構進行加強，加裝摺疊系統就可以滿足需求，重量增幅很可能控制在8%以內，重量大致上與蘇-33/殲-15相仿，並不存在太重難以操作的問題。

　　而殲-31被認為是重量小，起降容易的中型艦載機，實際上這也是一種邏輯上的誤區，殲-31的機翼面積較小，如果要作為艦載機使用則必須要換用大型機翼，如F-35A到F-35C這樣的巨變是必然的，這樣的情況下，其作為常規布局飛機，較大的重量增幅使得其相對於殲-20的重量優勢明顯縮小，起降性能劣勢進一步放大，本身飛行性能和作戰能力的劣勢在重量暴漲後更加明顯。本身採用兩台RD-93發動機就使得該型機的能量特性極差，在上艦改造完成後，其爬升-加速性能將可能更加急劇惡化，難以滿足較低限度作戰能力要求。

　　當然，根據某些說法，殲-31僅僅是一款驗證機，而瀋陽飛機設計研究所的四代艦載機方案是在其基礎上放大到殲-20的級別，進度極快，可以壓倒已經廣泛試飛的殲-20衍生出艦載機的方案。以中國海軍航空兵較小的裝備規模，自行研製和裝備一款基於先進技術的正式版四代戰鬥機，其巨大的成本壓力恐怕不是中國海軍可以承擔的。

　　殲-20作為一款大型戰鬥機，本身具有優秀的飛行性能，是當前最適合使用的大型艦載機平台，在更換我國自行研製的渦扇-15大推力渦輪風扇發動機後，其可以成為世界上第二種具有完整的4S特性的第四代戰鬥機，其基礎上衍生的艦載戰鬥機對於F-35C和F-35B有巨大的性能優勢，在相對較小的投入基礎上，很可能成為打破美國對於海上制空權壟斷的重劍