世界五代戰機性能橫向評測

kellylai

新手上路

Rank: 1

1^# 大中小發表於 2011-1-13 00:09 只看該作者

世界五代戰機性能橫向評測

殲20到底是第四代戰鬥機？還是第五代戰鬥機？目前國內的報道已讓公衆感到混亂。這個混亂其實源于劃分標准的不同，二戰結束後，戰鬥機進入噴氣時代，但東西兩大陣營的冷戰，使得對于噴氣式戰鬥機的劃代出現了兩個標准——西方標准和前蘇聯（俄羅斯）標准。
一開始，西方和前蘇聯均將F-86、F-100、米格15、米格19等飛機劃為戰後第一代戰鬥機，這些飛機的特點是采用了噴氣式發動機，但最大飛行速度較低，未能達到2倍音速。很快，米格21、F-4等最大飛行速度達到2倍音速的飛機出現了，它們是西方和前蘇聯都認可的第二代戰鬥機。
分歧出現在米格23、F-111，前蘇聯將這兩款采用變後掠翼的戰鬥機劃為第三代戰鬥機；但西方認為兩者的技術性能提升並不大，仍屬于二代戰鬥機。之後，F-15、F-16、米格29、蘇27相繼誕生，西方將它們歸為第三代戰鬥機，而前蘇聯將它們歸為第四代戰鬥機，分代混亂由此確立。
所以，對于最新一代的戰鬥機F-22、F-35，美國很長一段時間裏稱為第四代戰鬥機。大陸跟隨的是西方標准，中共空軍副司令在09年透露殲20的時候，采用的說法也是“第四代戰鬥機”。
新的變化出現在2009年，09年俄羅斯T-50戰鬥機即將出廠，俄羅斯將其稱為第五代戰鬥機。也許是出于宣傳競爭上的需要，在09年7月的F-35C戰鬥機出廠儀式上，美國官方首次采用了第五代戰鬥機（5th Gen）的說法。隨之，美國的軍事刊物及其它媒體也開始廣泛使用“第五代戰鬥機”，包括對最近出現的中共殲20戰鬥機。
所以為了避免以後報道上的混亂，從今年起采用“第五代戰鬥機”的說法。目前世界範圍內已有的第五代戰鬥機有4款：美國的F-22、F-35、俄羅斯的T-50和大陸的殲20。

2009年7月28日，F-35C下線儀式，注意橫幅上“五代機”的字眼。美國使用五代劃分法很大的原因是不想讓俄羅斯在國際競爭中占口舌上的優勢。

五代戰機的4S能力
並不是需要全面具備4S能力才能被稱為第五代戰鬥機。F-35不具備超音速巡航能力且超機動性上也在設計上有一定折扣，但它仍被視為五代機。
F-22是最早出現並已正式服役的第五代戰鬥機，目前看來其設計指標也是最高的，所以第五代戰鬥機的性能標准以F-22為標杆。F-22源于美國空軍的ATF計劃（ATF，Advanced Tactical Fighter，先進戰術戰鬥機），該計劃為F-22設定了四個方面的戰術性能要求：

Stealth（隱形）；Super Sonic Cruise（超音速巡航能力）；Super Maneuverability（超機動能力）；Superior Avionics for Battle Awareness and Effectiveness（超級信息優勢）。這四項標准的英文單詞都以S開頭，所以又稱為4S能力。

那麽是否需要全面具備4S能力才可以稱為第五代戰鬥機呢？答案是否定的，就F-22與F-35來說，F-22是美國空軍未來的主力制空戰鬥機，全面具備了4S能力；F-35是與F-22形成高低搭配的低端機型，並不具備超音速巡航能力，並且超機動性也要打一定折扣。

在4S能力中，最後一項超級信息優勢，主要取決于飛機所搭載的航空電子設備，從外形上很難判斷出性能。所以本文只打算考察F-22、F-35、T-50和殲20的前三項能力：隱形、超音速巡航、超機動。
隱形能力簡介
一般意義上來說，飛機的隱形能力是指雷達隱形能力，隱形飛機主要通過外形上的優化設計，將敵方雷達照射過來的大部分電磁波偏離照射方向。在一定距離上，敵方雷達無法接收到足夠強度的反射波，就無法檢測出隱形飛機。

而在紅外隱形方面，由于現代的紅外儀器早已可以探測到飛機蒙皮與空氣摩擦産生的熱量，所以即便是F-22也無法做到紅外隱形。可見光隱形——即目視隱形更是只存在于科幻小說裏面。

隱形能力是五代機4S能力裏面最重要的一項。在1991年的海灣戰爭中，美軍F-117隱形戰鬥機就是在沒有任何掩護下，憑借自己的隱形能力，第一個衝入防守嚴密的巴格達投下炸彈。更為重要的是，現有的主動雷達制導空空導彈根本無法鎖定隱形戰鬥機，正因為這一點，F-22在與F-15/16/18等的模擬對抗空戰中創下了108:1的驕人戰績。F-22唯一一次被“擊落”，是一架F-18成功逼近至目視距離，使用機炮偶然地將F-22“擊落”。

F-22機身、垂直尾翼采用傾斜式設計，機翼與尾翼的前緣、後緣采用平行設計，將雷達波反射角控制在8個以內。另外采用S形進氣道，遮擋了發動機葉片。所以F-22隱形能力非常好。
美國F-22 評分：10分

F-35與F-22都是洛克希德•馬丁公司的産品。F-35雖然是低配機型，但在隱形外形設計上與F-22也采用了類似的方案，所以其隱形性能與F-22應該是一致的。
美國F-35 評分：10分

T-50的隱形設計采用了與F-22類似的原則，但機身後部外形幾乎沒有進行隱形處理、沒有采用S形進氣道，機身外表突出物過多，隱形性能與F-22差距非常大。
俄羅斯T-50 評分：6分

中共殲20戰機在隱形設計上也采用了與F-22類似的原則，但由于有鴨翼、腹鳍的存在使得其雷達波反射角度超出了F-22，所以在隱形能力上要比F-22稍差。
中共殲20 評分：8分

超音速巡航能力簡介
超音速巡航是指，戰鬥機不打開發動機的加力燃燒室即可以進行長時間的超音速飛行，此前的戰鬥機超音速飛行僅能維持10多分鍾。
目前世界上具備超音速巡航能力的戰鬥機僅有F-22，F-22在不開加力的情況下，可以超過1.5倍音速的速度平飛巡航。超音速巡航能力使F-22充滿攻擊性，敵方預警機即便在較近距離上發現了F-22，敵方護航戰鬥機也無法及時趕到提供保護。
超音速巡航要求戰鬥機具備兩個方面的性能，一是提高超音速飛行時的升阻比，另外就是采用高推比的航空發動機。F-22采用的F-119渦扇發動機推重比高達10。

F-22在氣動設計上兼顧了亞音速和超音速機動性能，超音速升阻比較以往戰鬥機有較大提高，加上推重比高達10的F-119渦扇發動機，F-22成為首架具備超音速巡航能力的戰鬥機。
美國F-22 評分：10分

F-35的設計初衷更多是偏向于對地打擊，對超音速巡航能力並沒有要求，較大的重量也使得其超音速飛行能力與F-16，蘇27等一類的第四代戰鬥機區別不大。
美國F-35 評分：0分

俄羅斯T-50戰機在氣動設計上並沒有對超音速飛行性能進行太多的優化，但作為一型制空戰鬥機，其具備有較好的推重比，這會使T-50具備有限的超音速巡航能力。
俄羅斯T-50 評分：4分

殲20機身較長，長細比大，鴨式布局比常規布局有更好光滑的縱向面積分布，可以獲得比F-22更高的超音速升阻比。但中共國産發動機很難在短期內達到F-119的性能。
中共殲20 評分：8分

超機動能力簡介
從四代戰鬥機（如F-16）開始，戰鬥機氣動設計采用了“渦升力”技術，利用邊條産生的渦流增加主翼升力。 F-22則進一步發展了“渦升力”技術，其采用3段式邊條，産生的組合渦流更強大。這樣，F-22不僅擁有更好的升阻比，還具備了“過失速”機動能力——即所謂的“超機動”能力。
超機動能力主要體現在空戰格鬥的低亞音速範圍內，對于現代空中作戰來說，應用範圍有限，所以這項能力的重要性比隱形、超音速巡航要小。

F-22是世界首款具備可控“過失速”機動能力的戰鬥機，蘇27的“眼睛蛇”機動是不可控的，而F-22可以在仰角90度的情況下改變機頭指向，這一能力對低速格鬥空戰非常有利。
美國F-22 評分：10分

F-35的氣動設計與F-22類似，也具備可控“過失速”機動能力。但F-35過于笨重，常規機動性能僅要求與F-16相當，所以綜合亞音速性能比F-22有較大差距。
美國F-35 評分：7分

俄羅斯T-50比美國的F-22更重視機動性能，采用可動邊條設計，對渦升力的利用應該比F-22還要充分。但考慮發動機性能差距，T-50機動性能應該僅與F-22相當。
俄羅斯T-50 評分：10分

中共殲20在超機動設計上比T-50更進一步，采用鴨翼+邊條設計，對渦升力的利用為四者之最。但殲20的機身較長，發動機性能也有差距，所以機動性能估計也僅與F-22相當。
中共殲20 評分：10分

中共美俄五代機綜合評分表
      權重       美國F-22       美國F-35       俄羅斯T-50       中共殲20
隱形       0.5       10　       5(權重折算值)       10       5(權重折算值)       6       3(權重折算值)       8       4(權重折算值)
超音速巡航       0.3       10　       3       0       0       6       1.8       8       2.4
超機動       0.2       10       2       7       1.4       10       2       10       2
綜合       　　             10             6.4             6.8             8.4

評估總結：
在這個初步的粗略評估中，我們設置了隱形、超音速巡航、超機動三項性能對美國F-22、F-35，俄羅斯T-50和中共殲20進行綜合評估，各個單項以F-22為標准，設滿分為10分。對于第五代戰鬥機來說，隱形是最重要的性能，其次是超音速巡航，最後是超機動，所以在綜合評估中，我們對將這三項性能的權重比例分別為50%、30%和20%。經初步分析，中共殲20隱形性能、超音速巡航稍遜于F-22，綜合得分8.4，排名第二；T-50這兩項性能與F-22均有較大差距，綜合得分6.8，排名第三；F-35是與F-22搭配的低端機型，超音速巡航、超機動能力欠缺，綜合得分6.4，位于最後。而對于大陸的殲20，西方權威軍事觀察家也給予非常高的評價。

殲20現階段所面臨的問題：
殲20發動機問題有待解決
高推重比的渦扇發動機是第五代戰鬥機超音速巡航、高機動能力的必要條件。而發動機一直是大陸航空工業的“老大難”問題，所以殲20究竟采用什麽發動機備受關注。

在殲20一開始曝光的照片中，從發動機噴管的外形特征來看，與殲10使用的AL-31F系列發動機非常相像。但是在最近幾天出現的照片裏，人們發現殲20有2架原型機，編號均是“2001”，但細節有所不同。其中最大的差異是，新出現的殲20發動機尾噴管顔色為白色、鱗片層疊結構也不同，而且噴管與發動機機身連接處有鋸齒處理，與F-35的發動機類似。
對此，《漢和防務評論》創辦人平可夫認為殲20已經安裝了大陸國産“太行”發動機。筆者認為，即便確實是“太行”發動機，該發動機的推重比按照西方標准只達到7，與F-22推重比達到10的F119發動機整整相差一代。殲20要獲得徹底成功，仍然有待大陸國産發動機的突破。殲10一開始就采用成熟的俄制AL-31F發動機，從首飛到服役，用了8年時間。殲20試飛所需的時間很可能更長，2020-2025年投入服役是合理的估計。

在殲20一開始曝光的照片中，從發動機噴管的外形特征來看，與殲10使用的AL-31F系列發動機非常相像。

新出現的殲20發動機尾噴管顔色為白色、鱗片層疊結構也不同，連接處有鋸齒處理，與F-35的發動機類似。

殲20將受到武器性能制約
F-22彈艙空間有限，單側主彈艙僅能攜帶2枚SDB小直徑炸彈和1枚AIM-120C空空導彈，總重量不到500千克。
國産SD-10空空導彈體積重量均較大，如果要裝備殲20，難以再通過增大體積來獲得與美制武器相當性能。
第五代戰鬥機的隱形、超音速巡航能力很大程度上來自武器內置。戰鬥機彈艙的空間異常狹窄，這需要空空導彈、精確制導炸彈等武器在保證性能的前提下盡可能地縮小體積。

但由于基礎工業能力的差距，這方面的要求可能比殲20研制工作本身更加困難。

例如SD-10和AIM-120這兩款中距空空導彈，中共的SD-10A導彈重199千克，最大射程70公裏；而美制AIM-120C7導彈僅重157千克，最大射程100公裏。AIM-120C7的體積、翼展也要比SD-10A小一圈。

結束語：
從外形特征（氣動設計）來進行初步判斷，殲20的是一款與F-22同級的隱形重型戰鬥機，其設計目標對隱形、超音速巡航和超機動三項能力都提出了較高的要求。我們預計其最終性能將優于F-35、T-50，僅次于第五代戰鬥機的標杆F-22。

但是目前大陸國産發動機性能仍然較差，殲20是否能夠達到預期的性能，視乎國産高推比渦扇發動機能否成功。殲20配套發動機的研制進度，也將決定殲20的服役時間。另外，第五代隱形戰鬥機進行武器內置，對空空導彈等武器的小型化提出了苛刻要求，對于基礎工業欠缺的大陸來說，這項工作可能比殲20的研制更具挑戰性。

TOP

‹‹ 上一主題 | 下一主題 ››