“动力不足鸭翼来凑”？歼20独特的气动外形，成飞有着深度考量

原创2021-10-11 13:26·军武次面

【军武次位面】作者：乐乐

在刚刚结束的珠海航展上，国产歼-20隐身战斗机爆出了两条消息。一、换装国产新型发动机，二、向外界展示了长、宽、高度等基本参数。其中前者引起了舆论热议，而后者带来的震撼就小得多。但事实上，仅仅凭借歼-20在航展期间的机动飞行表演，和长、宽、高度等数据，就能看出成飞对歼-20期望之高，规划之深远，实际上远远超过大部分人的想象。

▲换装国产发动机的歼-20

当年国内两大战斗机设计单位，竞标空军隐身战斗机项目时，表面上沈飞带来的方案外形比较前卫，堪称科幻的外形非常符合隐身战机的称谓。相比之下，成飞带来的方案外表就颇为保守，尤其机身前部的一对鸭翼，很有一种“歼-10改”的感觉。但事实却并非如此，在两者前卫与保守外形的背后，蕴含的设计思想其实是恰恰相反的。沈飞拿出的设计方案看似造型前卫，但缺乏深厚的技术积累，也没有后续可靠的技术发展脉络，本质上是设计单位对发展隐身战斗机缺乏信心的表现，实际上是一种偏保守的设计理念。而成飞拿出的所谓“歼-10改”看起来比较保守，但恐怕当年空军拿到成飞的方案也要目瞪口呆，因为成飞所谓的“歼-10改”，其设计目标实际上是奔着超越美国F-22去的。

▲歼-20、歼-10两者的鸭翼有些相似

按照中航工业公布的数据，歼-20全长21.2米，这比美国F-22的 18.9米长了2.3米，但同时又比F-22窄0.55米，还矮了0.4米，在外形上来看，就是歼-20会显得比较“狭长”。从气动布局上来看，歼-20采用远距耦合鸭翼加大弦长机翼，非常有利于跨音速到超音速阶段的气动配平，是很典型的超音速阶段优化特征，再加上较大的后掠角和削扁的机翼，进一步强化了超音速巡航能力。同时，较长的机体带来了更宽敞的弹仓空间，而又长又平的机型配合经过优化的DSI进气道，又保证了战斗机的燃油经济性。换句话说，即使不考虑隐身性能和航电设备，成飞在设计歼-20之初，就已经打算在超音速巡航、航程和载弹量三个领域超越美国F-22隐身战斗机。如果在设计之初就瞄准世界第一战斗机的设计方案，还被称为保守的话，那这个世界上恐怕就没有激进的设计方案了。而考虑到当时连美国F-22都刚刚形成初始作战能力，国内歼-10A进入批量生产还不久，成飞当时抛出的这份方案，说的好听一点叫“有理想”，说的不好听一点，应该叫“梦想”。但成飞最强悍的地方就在于，不管是理想还是梦想，歼-20后来真的做出来了。

▲看起来“狭长”的歼-20

要说明的是，并不是说其他国家就“笨”到不知道拉长机身，给隐身战斗机带来诸多的优势，而是确实都有自己的难处。目前全球公认的四款隐身战斗机分别是美国F-22、F-35，以及俄罗斯苏-57和中国歼-20。其中F-35是美国在冷战结束之后，军事实力碾压其他国家的情况下，试图通过降低机动性和超音速性能，凭借隐身和先进航电优势，碾压其他国家战斗机的型号，再加上其单发设计和垂直起降要求，想拉长机型实在是难于登天。而苏-57本质上是俄罗斯在苏-27基础上，认清自身航空技术实力不断衰落的现实，打造的一款偏防御向的隐身战斗机。并且，虽然俄罗斯航空工业已经没有从头设计隐身战斗机的能力，但苏-57长度也达到了19.8米。而F-22则是受到时代拖累，在美国空军当时“一览众山小”，几乎所有对手战斗力都不及格的情况下，F-22只要能达到“90分”就足以碾压其他国家，美国空军无意冒着巨大的技术风险，去追逐“99分”带来的过剩收益。事实上，作为F-22竞争对手的 YF-23，就是一款体型更加狭长，同时也因为风险过高被美国空军放弃的型号。而歼-20则是在美国空军的巨大压力下，压榨一切潜能，所谓“不疯魔，不成活”，最终才有今天的辉煌。

▲F-22是受到时代限制的一款战斗机

本质上来说，任何一款战斗机都是设计单位在诸多限制下反复权衡的产物，所谓“不受外界影响”本来就是不存在的。事实上，2011年歼-20首飞后，针对其前部鸭翼，一直有一个流传颇广的说法，那就是歼-20前部鸭翼的出现，是因为发动机不能满足需求，所谓“动力不够，鸭翼来凑”是也。这个说法放在歼-10身上确实有一定合理性，然而放在歼-20身上，这个说法其实是站不住脚的。歼-20的鸭翼气动布局确实比F-22的常规气动布局要更加复杂，也必然会带来可靠性上的问题，但这是美国航空工业才会面临的抉择，并不是当时成飞面临的问题。事实上，成飞从歼-9开始，前后研究鸭翼布局长达20多年，光是在各型风洞中就吹了不知多少万小时，对鸭翼气动布局的各种优缺点已然是了如指掌。鸭翼非但不是当时歼-20迫不得已而为之的做法，实际上是当时成飞经验最丰富，最有把握，也是当时国内唯一完成从实验室到工厂生产一整套流程的气动布局，换句话说，鸭翼其实是当时歼-20性能最成熟的几个部分之一。

▲鸭翼可靠与否是因人而异的

现代航空工业已经发展到一个非常恐怖的高度，任何看起来简单的气动布局背后，都是无数的试验和数据支撑，所谓目测的“简单布局”，如果设计单位缺乏相应研究基础，同样可能成为天堑。举个例子，国内在高超音速导弹领域苦修20余年，最终催生了东风-17这种号称“一剑破万法”的顶级装备。相比之下，美国近几年在机载高超音速导弹领域都连战连败，这并不是说中国航空工业在高超音速飞行器领域，已经远远超越了美国航空工业，而是说美国在相应领域一直没有量产型号诞生，缺乏足够的技术积累。现代航空工业本质上是个不断试错的过程，只有试错得足够多，才能最终找到正确的路，只不过很多国家已经负担不起试错的代价。法国战斗机从幻影系列到幻影-2000再到阵风，始终抱着三角翼布局不撒手，不是因为三角翼布局有莫大性能优势，而是因为法国达索公司在三角翼布局的技术积累够深，以此为基础开发的新型战斗机技术风险不高，即使有其他理论上更优秀的气动布局，但对于达索公司来说，新领域尝试带来的未知风险就足以摧毁整个项目，因此，除非是万不得已，否则三角翼还会出现在法国下一代战斗机上。

▲任何先进战斗机都是“挥金如土”

而对于歼-20来说，也是如此。如果成飞当年放弃鸭翼气动布局，选择任何一款表面看起来更加简单可靠，但实则国内没有充分技术积累的气动布局，带来的技术风险与设计方案高目标的风险相结合，最终想达到如今歼-20的高度，几乎是不可能的，甚至空军都未必会对这种风险高到难以承受的项目感兴趣。而在实际的发展过程中，歼-20正是凭借鸭翼布局、DSI进气道等先后成熟的技术，经过歼-10B、歼-10C不断验证新型技术，才以看似不可思议，实则稳步上升的节奏，将歼-20推到如今高度。

▲歼-10C极大的推动了歼-20的发展

站在今天再度打量歼-20，其隐身和航电性能已经达到了不弱于F-22的水准，航程也明显强于F-22，而弹仓体积虽然高于F-22，却受制于国产霹雳-15中距空空导弹过大的弹径尺寸，目前弹药搭载量仍然不如F-22，超音速巡航能力和机动性能更是受发动机拖累，与F-22有一定差距。但即使如此，在歼-20于2018年批量服役之后，仍然足以震慑周围宵小。即使美国已经在东亚部署F-22隐身战斗机，同时又提高F-35A、B、C隐身战斗机的驻扎数量，但凭借成飞当年在歼-20身上设定的超高目标，技术未完全成熟的歼-20，就已经使得国内在看似严峻的威胁下，从容不迫，游刃有余。至于歼-20日后能否真正达到全面超越F-22的设计高度，就让我们拭目以待。

▲即使歼-20性能还不完美，但又谁堪敌手

最后再说一句关于沈飞的话题。倘若抛开沈飞身上的一系列负面言论，从本质上来看，沈飞作为一个能将隐身战斗机推进到原型机首飞阶段，同时不断作出改进，又能生产歼-16这种三代半重型战斗机，和歼-15这种第三代重型舰载机的设计单位，其技术水平绝对是能够排到全球前10，甚至前5的高端水准。之所以出现如今的困局，本质上是因为成飞的成就实在太过耀眼，如同所有在天才身后苦苦追赶，却始终追不上的普通人一样，沈飞也是在成飞这个天才背后，拼命追赶而不得的普通人罢了。