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李凡看军事|升力系数超美国F-22，因假数据创造的奇迹，中国歼20独特气动设计

在2011年 ， 中国第一款五代隐形战机歼-20完成首飞测试 。 这款由成飞设计局研发的五代隐形战机采用了独特的鸭翼+边条翼+升力体+全动垂尾的气动设计布局 ， 这样的设计方式在全球现役的五代隐形战机中也是绝无仅有的 。 而在前不久 ， 这项由我国航空动力学专家首创的飞机气动设计获得了中国专利设计金奖 。 但是非常让人尴尬的是 ， 印度空军高层在接受媒体采访时却表示 ， 歼-20并不算是一款真正五代隐形战机 ， 因为它的鸭翼设计是其他五代机所没有的 ， 这样的气动设计在飞行过程中将会破坏战机的整体隐形性能 ， 所以歼-20隐形战斗机只能算是一款假五代隐形战斗机 。
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【李凡看军事|升力系数超美国F-22，因假数据创造的奇迹，中国歼20独特气动设计】为了给歼-20隐形战机正名 ， 央视媒体在电视节目中对其气动布局设计进行了详细的解读和分析 ， 称歼-20隐形战机是采用了“开创性设计” ， 并且拥有“强悍的机动性能” 。 鸭翼对于中国战机来说并不陌生 ， 早在上个世纪80年代设计的歼-9战斗机就考虑引入鸭翼布局的设计 ， 而这个想法在歼-10战机上得到了很好的验证 。 而作为五代隐形战机中唯一一个采用鸭翼设计的飞机 ， 这也导致歼-20战机拥有其他战机都难以媲美的升力系数 ， 可以说歼-20是目前全球升力系数最高的一款五代机 。 之所以会这样设计 ， 主要还是因为在发动机性能不足的情况下 ， 让战斗机依然可以保证较强的机动性能和以1.5马赫的速度进行超音速巡航 。
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也难怪歼-20战机的飞行员在接受采访时透露 ， 一旦进行超音速飞行状态下 ， 整体空中都将会是歼-20的天下 。 目前歼-20战机安装的WS-10B发动机 ， 改进型的歼-20B隐形战机安装的是WS-10B发动机的推力矢量版 ， 如果在两年之后歼-20成功安装国产WS-15发动机的话 ， 那么歼-20隐形战机的整体机动性能又将会达到一个新的高度 ， 超过美国的F-22A隐形战机也不再是痴人说梦 。 加装鸭翼可以提升飞机的升力系数 ， 这一点美国和俄罗斯都比我们更清楚 ， 但是在F-22A、F-35和苏-57这三款隐形战机上却并没有看到鸭翼的出现 。 主要原因一方面是因为美俄两国均具备研发五代大推力涡扇发动机 ， 可以满足本国五代机的动力需求 。
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另一方面则是因为鸭式设计对于飞控系统的要求非常高 ， 且在使用过程中容易进入失速状态 ， 非常考虑战机的航电系统和控制系统 ， 最关键的是鸭翼设计在战斗机进入近距离格斗之后在使用过程中将会影响飞行员观察目标的视线 ， 这也对于飞行员的技术和心理素质要求非常严格 。 所以为了避免出现不必要的麻烦 ， 美国航空工程师在设计战斗机气动布局的时候 ， 往往都是通过直接使用边条翼来提高升力 ， 而并不是增加鸭翼设计 。 值得一提的是 ， 在歼-20开始研发的时候 ， 就将美国的F-22A战机作为研发目标 ， 力图在性能上接近然后超过后者 。 当时 ， 美国媒体在对F-22A战机进行分析报道的时候 ， 故意夸大了F-22A战机的升力系数 。
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这也导致我国工程师在研发的时候拿着一个假的数据进行参考和追赶 ， 但是奇迹往往都会出现在我们身边 ， 在完成全部研发计划之后 ， 歼-20战机在测试过程中的升力系统竟然达到了2.1 ， 比当初美媒公布的2.7还要大 ， 但其实F-22A战机的升力系数仅为1.7 ， 还没有超过2 。 其之所以具备强大的机动性能 ， 最大的原因还是因为F-119推力矢量发动机的完美发挥 。 通过在战机上同时使用鸭翼、边条翼、全动垂尾和腹鳍设计保证了歼-20隐形战机的横向稳定性 ， 机动性能和超音速巡航的能力 。 至于鸭翼会对隐身性能产生破坏性的影响其实有些言过其实 。 鸭翼布局在使用过程中是会增大雷达反射面积 ， 但是在采用了隐形涂层和平行设计之后 ， 对于整体隐形效果的影响微乎其微 ， 在处理好尾部发动机喷管之后 ， 歼-20战机的整体隐身性能理论上是要领先美国F-22A ， 达到世界第一 。


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