http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2014-11-15
新版歼31设计有重大修改 距解放军需求越来越近
“鹘鹰”战机是本届珠海航展参展飞机中最为引人瞩目一款战机，其不但会进行飞行表演，在展馆中也会静态展示的1：2高精度仿真新版“鹘鹰”战机模型。新版“鹘鹰”战机的亮相可以加深大众对“鹘鹰”战机未来发展的进一步认识。那么被称为“鹘鹰”2.0的新版“鹘鹰”战机到底有什么过人之处？
新版“鹘鹰”战机展出说明该战斗机气动布局基本定型
根据最近航展上曝光的新版“鹘鹰”战机模型图片，一些军事专家认为，鹘鹰战斗机新版模型的发动机间距可能没有变化，另外一个有意思的变化是尾锥的形状和长度，新版鹘鹰战机的尾椎稍长于发动机尾喷管，而且尾椎比较薄，2012年航展展出的鹘鹰战斗机尾喷管缩短看不到尾椎，2014年的尾椎又加长了。战机尾椎的变化让人感到很有意思，这在某种程度上代表了设计思路的变化。鹘鹰31001号战机是用作验证用的，肯定有很多不完善的地方，2012年珠海航展模型和后来2013年北京航展模型的变化可以说是中航还没有与客户有更多协商时自己设想该如何调整的思路，2012年的模型是小修改，那个时候“鹘鹰”战机刚飞没有多久，后部调整更像是针对当时认为可能有缺陷的地方做的修改，现在大家看到“老版鹘鹰”的机身腹部大图也感觉有点过度突兀的感觉，估计2012年模型的调整可能与此有关。
那么这次2014年的新模型和2012年模型的的尾椎不光加长了，还变厚了，这意味着整个后部机身都变厚了，而机身后部变后其实不利于飞机的超音速飞行的，那么合理的推断就是飞机的整个机身截面也发生了变化，军事专家认为，“鹘鹰机身整个截面可能变大，从下面这个起落架收起的调整可以看出大概，以前的起落架收起到机身和机翼过渡的边条下面，现在这个边条没有了”。这个边条没有并不是边条被取消，因为这个边条要延伸到机身后部安装水平尾翼，而是整个机身侧面加宽把这个边条给“淹没”了，边条被“淹没”后，机身后部安装水平尾翼的地方并没有太大变化，那么也就是说后部和以前差不多，这意味着机身前部截面积加大，那么为了让截面积变化仍然是理想情况，则机身后部截面积也要加大，安装水平尾翼的尾撑不好加大，所以就把发动机之间加厚，为了整流和减小后体阻力，所以尾椎就加长。
一些军事学者则认为，大致上来说，由于出于减小飞行阻力，强化隐身和操控性能等方面的考虑，新版“鹘鹰”战机的垂尾由原来的31001号“鹘鹰”后缘前掠梯形，改为类似F-35的后缘后掠式垂尾，并且后缘顶端做了切角处理，同时保留了双垂尾相隔较远的设计。而31001号“鹘鹰”的双发间距较大，机腹过渡也显得很粗糙，新版“鹘鹰”战机的双发间距略有缩小，保留了尾椎设计，整个机腹设计尤其是过渡部分更加平滑，有利于机尾结构减重和提高大迎角下的控制能力，对于隐身和滚转性能也均有所提高。
众所周知，翼身融合技术的最大好处是可以保证飞机两个最大的部件之间产生有利干扰，使气流平滑过渡，减小干扰阻力，保证飞机稳定性。 新版“鹘鹰”战机的模型显示，其去掉了被一直诟病的机身侧面阶梯形的突出部，从边条开始到延伸到尾撑的部分，全部改过平滑过度，翼身融合更好，大大降低了整个战机的侧向RCS，使得隐身性能得到了进一步提高。
新版“鹘鹰”战机整体机身放大 向多用途战机发展
另外，据在现场的记者观察，新版“鹘鹰”战机的机长会增加了0.5米，这个加长的机身正好与机身截面加大相匹配，让整个机身变化仍然维持在相对理想的曲线范围。鹘鹰整体加大后，这意味着内部空间的加大，加大的空间可以放油，也可以安装设备，或者用于增加弹舱容积，这会让鹘鹰设计选择更宽裕，从而更有利于其在未来作战体系中找到位置。
那么“鹘鹰”战机放大一点后到底能够在作战体系中起到什么作用？一些媒体和学者曾长期争论四代机到底要不要多用途还是专职空优，一些军事专家认为，四代机都比较贵，单一用途的四代机真的是“玩不起”的，所以四代机一定会是多用途，只不过这个多用途到底向空优还是攻击更多，还是两者各占一半，要根据用户的需求来确定。这里我们要注意到新版“鹘鹰”战机机头下方出现了类似光电瞄准系统(EOTS)的部件，而EOTS目前的主要用途就是对地攻击，这说明新版“鹘鹰”战机肯定是要考虑对地攻击的。
新版“鹘鹰”战机的多用途定位和J-20战机的大弹舱是不是有矛盾和冲突？因为J-20的弹舱比F-22还要大，显然也有多用途能力，那么中国空军还需要一款多用途中四战斗机吗？这里又要说到高低搭配了，高低搭配的说法来自于三代机时期的F-15/F-16配对和F-14/F-18配对，高端一开始面向空优，低端一开始就是多用途，但实际上，F-14和F-15后来也都能够实现多用途，F-16和F-18本身也具有空优功能，这是因为航空技术发展尤其是电子设备的发展已经能够将对地和对空兼顾，所以多用途并不需要太大的代价。
那么什么到底是高低搭配，其实高低搭配是个被总结的东西而不是一开始就筹划的东西，因为F-16和YF-17的出现是在美空军主流并不支持下出现的，是实际使用中形成的高低搭配，而这个高低搭配在相当程度上是价格和执行任务的搭配，低价格满足数量要求，同时兼顾一定的质量，高价格侧重质量要求，也要有一定的数量。到F-22/F-35配对时期，所谓的搭配首先的思路仍然是价格搭配，因为美空军已经尝到搭配的甜头，所以美军在规划ATF项目时，也在为F-16的后继机找方案，其首要的一点就是价格要便宜。当然在初期给ATF的定位仍然是争夺制空权，加上刚开始内置弹舱设计时配套的弹药体系不完善，所以F-22更偏向空优，后来苏联解体F-22也开发了攻击能力，但是由于项目进度拖延和费用的增加，最后F-22也没有再做大的调整，最后弹舱能挂500千克攻击炸弹，再后来就为F-22开发了小直径炸弹。
F-35是要弥补F-22战机缺失的攻击能力，本身的定位也是要替代几种攻击机，另外F-35已经将内置弹药和弹舱设计协调起来，所以F-35能够挂更重的攻击弹药(1吨级)，而F-35的机动特点也展现出其并不比F-16这种典型的三代机差。显然，中国的J-20显然汲取了F-22对攻击兼顾不到的教训，另外弹舱和弹的设计也更注意配合，但是J-20毕竟是高端的东西，也会面临价格高难以满足装备数量的要求，所以同样也需要一款价格便宜的机型来满足数量要求，而这个便宜机型可以在空优方面有所舍弃去确保多用途性能，新版“鹘鹰”战机机体结构可能加大，说明鹘鹰是要向多用途方面发展。
新版“鹘鹰”战机更强调实用性 距离中国空军似乎越来越近
从飞机设计角度来讲，飞机设计在整体结构和重量等之间反复迭代的，前面看到机身截面积加大、机身加长，那么着肯定会增加重量，重量增加后为了维持机载不变，那么机翼面积就要增加，这或许就是现在看到新版“鹘鹰”战机的机翼和水平尾翼之间的间距缩小的原因，这意味着机翼的弦长变大了，如果机翼的翼展不变，那么机翼的后掠角可能会增加，一些军事专家估计可能会在40度左右，比现在的鹘鹰和F-35都要大一些，而40度后掠角正好是F-16的后掠角，而F-16则是个空优和对地攻击都兼顾的比较好的机型，两方面能力都不错。新版“鹘鹰”战机机翼后掠角稍微增大后可以减小超音速阻力，这样正好能够与增大机身截面所增加的阻力相互抵消一部分。新版“鹘鹰”战机的机翼看上去并没有F-35厚(F-35机翼比较厚是有原因的，因为F-35B的机翼内部要能够容纳从发动机引气的管道来做横向平衡，机翼薄了可不行)，鹘鹰这个设计一般认为是想兼顾超音速和亚音速性能，如果从中国空军的角度来看，由于我们的重要经济中心靠近沿海容易被攻击，那么截击性能就相对比较看重，例如J-10用了可调进气道就算是一个证明。
新版“鹘鹰”战机的主翼形状做了比较大的调整和修改，展弦比减小了约0.2，主翼面积增加了约3至4平方米左右，在31001号鹘鹰战机的基础上进一步强化高速性能、低翼载荷、高机动性能。据现场分析，新版“鹘鹰”战机的整机长度略有增加，除气动外型调整的需要外，也可以容纳更多航电，机载设备空间，以及增加内部油箱的空间。此外，尾翼对应主翼的变化，也做了较大的调整和修改，主翼后缘和尾翼前缘的距离大大缩小，基本上处于相连接的状态。
鹘鹰垂尾的变化也挺有意思，以前的类似F-22的梯形垂尾让人感到垂尾面积挺大，按照F-22要保证大迎角和超音速巡航来看，鹘鹰或多或少有这方面的考虑。现在新版“鹘鹰”战机的垂尾调整成类似F-35的样子，而F-35在实际飞行测试中能够达到50°以上迎角，这说明F-35的垂尾能够保证大迎角时的航向稳定性，而F-35的垂尾向后掠，这样垂尾的力臂变大，垂尾的面积就可以减小，其结果是能够降低垂尾重量。前面谈到鹘鹰机体加长，那么着意味着机身航向稳定性方面需要调整，正好后掠的垂尾能够增大力臂确保大迎角航向稳定的同时可以减小面积(进而减少重量)，所以也就做类似调整。
最后就是大家或多或少知道的，就是机翼、垂直尾翼切尖都在隐形和气动方面带来好处，而机身侧面凸起的棱边被“淹没”还带来雷达反射变小的好处。除了主翼，平尾，垂尾都进行了切角更有利于隐身和减重外，全新歼-31的还采用了一体化座舱盖，锯齿形尾喷口等进一步优化隐身性能的设计。总之，新版“鹘鹰”战机说明的变化更多体现在其背后设计方向的调整，大家看到的调整是必要的，也是比较直观能够看出来的，而截面积增加等的变化，对新版“鹘鹰”战机来说意义更为深远。
总体来看，新版“鹘鹰”战机在外形上针对隐身和高速性能进行了全面的优化，如果本届航展上的这个新版“鹘鹰”战机模型能够转化为实机，那么其隐身性能将得到大幅提高，极有可能与综合性能更优秀的歼-20一起，成为共和国蓝天的守卫者。在此基础上，新版“鹘鹰”战机还可以做为一个基础较高的通用平台，将来根据客户的不同需求，发展出不同的型号。(来源：航空网 本文特别感谢超大军事 TSQ对文章的贡献)
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