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歼20战斗机的一些资料

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先说歼20的鸭翼。
J-20 DSI 的第四个突出优点是在超音速总压恢复上比 F-22 的 CARET 至少不差,极可能更好。
J-20 DSI 的总压恢复系数即使和 F-22 的 CARET 相当也是优点。这是因为 J-20 的 DSI 比 F-22 的 CARET 更简单、更轻。但根据北航/601 的论文《一种CARET进气道超音速特性的研究》,即使 J-10B 的 DSI 进气道在没有完善前的超音速总压恢复,也略强于这个论文中的 CARET 进气道。


这篇论文的图 2(a)表示,论文所研究的 CARET 进气道在 1.8 倍音速时的总压恢复系数在 0.88 到 0.90 之间,而 J-10B 早期未完善的 DSI 在 1.8 倍音速时的总压恢复系数至少是 0.91。同一篇论文的图 3 表示,这个 CARET 进气道在 2.0 倍音速时总压恢复系数不超过 0.83,而 J-10B 早期未完善的 DSI 在 2.0 倍音速时总压恢复系数接近 0.87。J-10B 的数据来自下图所表示的论文。

而 J-10B 的 DSI 在经过完善后,超音速总压恢复系数很可能还有提高。
虽然北航/601 的这篇论文研究的 CARET 并不是 F-22 的 CARET,但其得出的数据对于 F-22 的 CARET 应该有参考价值,而且正如我在“J-20 的第三个突出优点”中指出的 ,这篇论文对于 CARET 在 2.0 倍音速时必须使用放气门的结论被 F-22 巨大的放气门所证实。所以,通过上面的分析,J-10B 在超音速时,其 DSI 进气道的总压恢复至少不比 F-22 的 CARET 差。而超音速巡航的 J-20,其 DSI 进气道比 J-10B 的 DSI 更强调高速性能,又是在 J-10B 之后开发出来的更新的 DSI,在超音速总压恢复上应该不比 J-10B 的 DSI 差。
所以,我认为 J-20 的 DSI 在超音速的总压恢复至少不比 F-22 的 CARET 差,极有可能比 F-22 的 CARET 更好。


1楼2015-04-28 20:44回复
    然而,成飞总师宋文骢早就对鸭翼布局进行了研究并制作模型送入风洞!


    2楼2015-04-28 20:44
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      然后说说歼20的DSI进气道的效果作用!
      J-20 的 DSI 进气道与 F-22 的 CARET 相比有五个突出优点。大致按照从易到难的顺序解释这五个突出优点。先看看使用 CARET 进气道的美国 F-22、

      1、J-20 DSI 的第一突出优点是取消了 F-22 的 CARET 的附面层隔离装置。下图的 F-22 照片中,介于机身和进气道之间的缝,就是 F-22CARET 的附面层隔离装置。

      这个附面层隔离装置不但增加阻力,还增加重量。J-20 的 DSI 则根本不需要这个装置。
      2、J-20 DSI 的第二个突出优点不象 CARET 那样严重依赖进气道内部附面层吸除装置。
      CARET 进气道必须在机身一侧的斜板内壁使用附面层吸除装置,甚至上侧斜板内壁也要用。下图中钻进 F-22 进气道的地勤身后和他头上方的侧壁上布满了密密麻麻的附面层吸除装置的吸气小孔。

      从下图可以看到 F-22 CARET 进气道在机身一侧的内壁上至少有两组附面层吸气孔阵。

      这些吸气孔阵吸出来的附面层空气还要排放出去,所以必须设排气孔。排气孔会损害飞机的隐身性能,所以又必须额外增加重量给排气孔做隐身修形。下图中 F-22 座舱下方,介于机身和进气道交接处的菱形的、由具有隐身作用的网格覆盖的开口,就是 F-22 CARET 进气道附面层吸除装置的排气口。

      CARET 进气道在机身一侧的进气道内壁产生附面层的弊端使得同样采用 CARET 的 F/A-18E/F 超级大黄蜂也必须使用附面侧吸气孔。下图中 F/A-18E 的进气道可以清晰地看到附面层吸气孔(大量的吸气孔布阵般形成菱形、三角形、梯形的颜色较深的“补丁”)。

      F/A-18E/F 同样需要给附面侧吸除装置设排气孔,下图中 F/A-18E 边条上的那个开缝,就是附面侧吸除装置排气孔之一。

      J-20 的 DSI 即使不是根本不需要这个沉重、复杂的装置,也是极大地减少了这个装置的使用,从而减少了重量和复杂性。J-20 DSI 的鼓包巧妙地把附面层从进气口上面和下面排出。下面的图是大图,可以清晰地看到 J-20 并无附面层吸除孔阵,图中鼓包上稀疏的白点大概是铆钉,但绝不是附面层吸除孔。

      当然,全世界第一个服役的 DSI—— 枭龙的 DSI,使用了附面层吸除装置。但是随着中国 DSI 技术的进步,最起码这个装置在 J-20 上的类似部位没有再次出现,虽然我暂无法确定 J-20 的 DSI 是否在进气道的其他部位小规模地使用了附面层吸除装置。下图的枭龙照片,可以看到枭龙进气道鼓包上面有颜色略深的前后两排、每排四个“补丁”,每个“补丁”都是由大量的附面层吸气孔布阵而成。大家可以拿这个照片和上面 J-20 的 DSI 照片做一下对比,可以清晰看到 J-20 鼓包上并无附面层吸气孔阵。


      5楼2015-04-28 20:45
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        3、J-20 DSI 的第三个突出优点是不象 CARET 那样严重依赖放气门。这个放气门不是前面说的附面侧吸除装置的排气口,而是调节进气道的放气门。北航和 601 的一篇论文是这么说的;
        【对一种 Caret 进气道进行了试验研究,给出了该型进气道超音速基本气动特性。该进气道在 Ma=1.6~2.0 范围总压恢复急剧下降,在 Ma=2.0 时,由于亚临界防喘余量较小,在放气门关闭情况下将无进/发匹配点,在喘振点处,稳态周向畸变相对于临界状态在减小,而动态紊流度急剧增加,临界至超临界情 况,在两个压缩斜板的交角后管道内出现流动分离。】
        事实也是如此。F-22 的 CARET 进气道使用了非常巨大的放气门。下图红圈所表示的,就是 F-22 CARET 进气道巨大的放气门。

        如此巨大的放气门本身就相当程度地增加了结构重量,而诸如锯齿之类的隐身修形更是给结构重量雪上加霜。下图是从另一个角度看这个巨大放气门。

        再换一个角度;

        令事情更加糟糕的是,F-22 的 CARET 进气道很可能还有另外一组放气门。下图中最左面的菱形“补丁”是我在前面提到的附面层吸除装置排气口,最右边有锯齿状隐身修形的“补丁”是空调系统换气口,中间细长的、梯形的“补丁”,很可能是 CARET 进气道的另一个放气门。当然,这个细长的“补丁”也可能是附面层吸除装置的另外一个排气口,但无论如何,都表明 F-22 CARET 进气道排气、放气系统之复杂、沉重。

        枭龙的 DSI 没有放气门。从下面的三张 J-10B 照片看,无论是从上面看还是从下面看,采用 DSI 的 J-10B 也没有放气门,最起码没有 F-22 那样的巨型放气门。



        从下面的照片看,无论是背部还是腹部,采用 DSI 的 J-20 也没有 F-22 那样的巨型放气门。


        当然,J-20 在背部有两组小的、有换气作用的开口,我觉得至少一组是空调系统的换气口。另外一组可能是放气门,也可仍然是空调系统换气口。但即使是放气门,也是非常小的,仅仅类似 F-22 在进气道前端的那一组小放气门——这与 F-22 在背部的巨大放气门有很大区别,其附带产生的增重非常小。下图可见 J-20 背部、处于前翼之间的两组很小的有换气作用的开口,在背部的巨大放气门有很大区别,其附带产生的增重非常小。下图可见 J-20 背部、处于前翼之间的两组很小的有换气作用的开口。


        6楼2015-04-28 20:45
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          4、J-20 DSI 的第四个突出优点是在超音速总压恢复上比 F-22 的 CARET 至少不差,极可能更好。
          J-20 DSI 的总压恢复系数即使和 F-22 的 CARET 相当也是优点。这是因为 J-20 的 DSI 比 F-22 的 CARET 更简单、更轻。但根据北航/601 的论文《一种CARET进气道超音速特性的研究》,即使 J-10B 的 DSI 进气道在没有完善前的超音速总压恢复,也略强于这个论文中的 CARET 进气道。


          这篇论文的图 2(a)表示,论文所研究的 CARET 进气道在 1.8 倍音速时的总压恢复系数在 0.88 到 0.90 之间,而 J-10B 早期未完善的 DSI 在 1.8 倍音速时的总压恢复系数至少是 0.91。同一篇论文的图 3 表示,这个 CARET 进气道在 2.0 倍音速时总压恢复系数不超过 0.83,而 J-10B 早期未完善的 DSI 在 2.0 倍音速时总压恢复系数接近 0.87。J-10B 的数据来自下图所表示的论文。

          而 J-10B 的 DSI 在经过完善后,超音速总压恢复系数很可能还有提高。
          虽然北航/601 的这篇论文研究的 CARET 并不是 F-22 的 CARET,但其得出的数据对于 F-22 的 CARET 应该有参考价值,而且正如我在“J-20 的第三个突出优点”中指出的 ,这篇论文对于 CARET 在 2.0 倍音速时必须使用放气门的结论被 F-22 巨大的放气门所证实。所以,通过上面的分析,J-10B 在超音速时,其 DSI 进气道的总压恢复至少不比 F-22 的 CARET 差。而超音速巡航的 J-20,其 DSI 进气道比 J-10B 的 DSI 更强调高速性能,又是在 J-10B 之后开发出来的更新的 DSI,在超音速总压恢复上应该不比 J-10B 的 DSI 差。
          所以,我认为 J-20 的 DSI 在超音速的总压恢复至少不比 F-22 的 CARET 差,极有可能比 F-22 的 CARET 更好。
          5、J-20DSI 的第五个突出优点是在亚/跨音速时比 CARET 更能提供使发动机平稳工作的气流。
          611 的论文《F/A-18E/F 的 CARET 进气道》在第 34 页指出,F/A-18E/F 的 CARET 在 0.80 倍音速到 1.05 倍音速并且襟翼偏转一定角度时,进气道的气流畸变大,必须用额外的办法解决。具体的解决方式是,使用抗畸变能力更强的 F414 发动机并改变边条形状从而改善进气条件。
          F-22 的 CARET 进气道是否有类似问题呢?我认为可能有,因为 F-22 的 CARET 比 F/A-18E/F 的 CARET 进气条件更差——F-22 的 CARET 没有 F/A-18E/F 那样的可以改善进气条件的大边条。然而,F-22 巨大的放气门外加抗畸变能力更强的 F119 发动机克服了这个问题。在上述 611 论文中提到,如果抗畸变能力相对较弱的 F404 发动机使用 CARET,就需要使用放气门来克服 CARET 进气道的畸变。F-22 的 CARET 正好有巨大的放气门,应该可以胜任类似的工作。
          相比之下,枭龙的 DSI 并无此问题。因为南航论文《枭龙飞机 Bump 进气道设计》说得非常清楚。
          【枭龙飞机 Bump 进气道性能优异,总压恢复系数高,与斜板进气道比,提高 0.02~0.04,综合畸变指数低,满足进/发匹配要求,并且取消了附面层隔道和放气门系统,使得飞机阻力小、重量轻、可靠性高。】
          考虑到 J-20 的 DSI 是在积累了枭龙 DSI 的大量经验后发展出来的新一代 DSI,我认为 J-20 DSI 会继承枭龙 DSI 的这个优点。
          发动机是中国航空最薄弱的部分。DSI 比 CARET 优越的进气道/发动机匹配很适合以 611 代表的“发动机不足气动补”的飞机开发路子。
          总结;A、J-20 的 DSI 在超音速的总压恢复系数至少不比 F-22 的 CARET 进气道差。
          B、J-20 的 DSI 比 F-22 的 CARET 更轻、更简单、阻力更小


          7楼2015-04-28 20:46
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            150兆赫/VHF波段歼-20雷达反射截面积模拟效果

            600兆赫/UHF波段歼-20雷达反射截面积模拟效果。

            1.2GHz/L波段歼-20雷达反射截面积模拟效果。

            3GHz/S波段歼-20雷达反射截面积模拟效果。

            6GHz/C波段歼-20雷达反射截面积模拟效果。

            6GHz/C波段歼-20雷达反射截面积模拟效果。

            12GHz/Ku波段歼-20雷达反射截面积模拟效果。

            16GHz/Ku波段歼-20雷达反射截面积模拟效果。

            28GHz/Ka波段歼-20雷达反射截面积模拟效果。
            这9组图显示的分别是雷达信号为150M(VHF波段),600M(UHF波段),1.2G(L波段),3.0G(S波段),6.0G(C波段),8.0G(X波段),12.0G(X 波段),16.0G(Ku波段),以及28.0G(Ka 波段) 赫兹时歼-20雷达反射强度的空间分布,颜色越冷越浅意味着雷达信号越弱。
            上述 9 个波段的对应波长分别是 2 米,0.5 米,0.25 米,0.1 米,5 厘米,3.75 厘米,2.5 厘米,1.875 厘米,以及 1.071 厘米。歼-20基本平台的雷达反射截面积均呈现典型的 “领结式” 分布 ,前向隐形性能最佳,侧向有比较明显的反射波瓣。
            对手是工作于2米波段的VHF雷达时,歼-20的隐形性能不理想,即使在信号控制最为努力的机首方向也仅挤入了“准隐形”(-10至0分贝)区,且侧向反射波瓣宽度极大。随着威胁源波长变短,歼-20雷达隐形性能的表现均逐渐改善,面对高波段雷达(S 波段及更高频率)时,外形设计精细的歼-20在信号控制水平上具有非常明显的优势。
            事实让人不得不承认,歼-20的隐形性能明显在T-50之上。更为重要的是,通过取消腹鳍,改装矩形横截面喷管,消除翼身过渡段和机身侧面的圆弧过渡区,歼-20的侧向和后向隐形性能还有进一步提升的空间,而T-50平台除了改用F-22风格尾喷管外,已经没有多少改进的余地(除非整体设计完全推倒重来,否则对隐形性能十分不利的机身中央隧道无法填平,偏小的侧壁倾斜角度也不可能增大),成熟版歼-20与T-50隐形性能的差距将比原型机阶段更大。


            8楼2015-04-28 20:46
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              一天,F16和F2在一起聊天。
              F16问:都说你是加强版的我,你到底有什么牛逼的地方?
              F2说 :我会游泳,而且还是潜泳。
              F16感叹道:灰机会游泳,确实很牛逼!
              F2又说:但前提是你有一个愿意为你花钱的煞笔政府,因为我单次游泳的花费是73亿日元。
              F16:.......


              来自Android客户端9楼2015-04-28 20:47
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                不错,是个好贴子,已经收藏了


                来自Android客户端10楼2015-04-28 20:48
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                  好专业呀,有点看不懂了


                  来自Android客户端11楼2015-04-29 09:04
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                    这个不顶天理不容啊


                    12楼2015-04-29 09:41
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                      太专业了


                      来自Android客户端14楼2015-05-08 15:05
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                        哈喽凉城


                        来自Android客户端15楼2015-05-08 16:00
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                          祖国强盛


                          IP属地:浙江来自iPhone客户端16楼2015-07-30 09:36
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