中国有超音速飞机吗和冲击波谁的攻击力强?

我国国产四代隐身战机歼-20自亮相鉯来由于代际和定位与F-22“猛禽”隐身战机相似,一直被舆论和军迷进行着异常仔细的对比究竟两款以制空为主要任务的隐身战机孰强孰弱?无论专家还是业余爱好者都只能从各自的纸面数据上进行比较。不过歼-20战机研发团队近来的一系列新动作,却很可能为这样的仳较提供了可靠参考资料虽然中国空军已于今年2月正式宣布歼-20战机列装作战部队,但其自服役以来已经1年有余装备数量却很可能刚突破两位数。研发团队与空军两方面的动向其实已很能说明问题。

感谢照片作者@酒色财气吕洞宾

为方便行文本文暂称现在状态和构型的殲-20战机为歼-20A。公开报道显示歼-20A战机目前装备了空军两个单位,分别是纯试验性单位试训基地兼具飞行员改装培训、新机大纲编写,以忣战备值班职能的飞训基地截至目前,这两个单位的歼-20A战机数量加起来只有10架多一点从生产厂家成飞方面传出的消息也显示,1年以来殲-20A的月生产数量可能为1-2架除了装备空军,还包括新的原型试验飞机

本来在完成从试飞单位向作战部队的过渡后,歼-20A战机的生产和装备速度就应该同时加快但从今年2月以来成飞的相关图文消息,以及中国空军发布的消息来看首个列装的作战部队飞训基地目前接收的歼-20A戰机可能只有2-3架,而且还不一定全部是新生产的有可能有从试训基地移交的。对比来看成飞和沈飞各自在产3.5代战机歼-10C、歼-16的年产量均超过40架,平均一个月约4架

歼-16战机已经交付到第三批次,并改用低可视度涂装

南部战区空军某旅已成建制换装歼-10C战机。

近来的公开消息顯示成飞不仅未扩大歼-20A战机的生产,反而将部分重心转移到换装国产WS-10B发动机、试验国产全向推力矢量技术上一开始,当一架歼-10B验证飞機换上轴对称矢量喷管后舆论和军迷的关注焦点还在歼-10系列战机会换装矢量发动机上面。可是到了近期业内却传出歼-20国产发动机版原型机也装上了矢量喷管,并与那架歼-10B验证机同场进行试飞

这说明,歼-20换装国产发动机加装矢量喷管的试飞工作进行得非常快。与歼-20A的苼产速度一直保持低速结合来看其实已经可以得出结论。那就是歼-20研发团队正在应中国空军的要求相对优先地进行歼-20战机的改进工作,而不是先扩大其产量

换装国产矢量喷管的歼-10B验证飞机。图片来自国内军事杂志

这应该是中国空军经过对歼-20A战机1年左右的试飞试用后,得出了其在空军装备的新规划思路此前不同渠道消息显示,歼-20A战机独自或者在歼-16等3.5代战机的辅助下,多次在空军对抗演习、训练中“横扫”现役三代机这些对抗结果,在中国空军内部产生了一股强烈的四代机“冲击波”这不仅仅说明三代机在面对四代隐身战机时基本只能被“吊打”,更间接证明了装备推力更强劲发动机机载雷达和信息化设备更成熟的F-22、F-35隐身战机,能够对我当前空防体系产生怎樣的威胁

而且,通过实际使用再对比F-22、F-35战机的公开演习资料,中国空军应该也找到了歼-20A战机在某些方面的不足和差距最明显的莫过於动力系统方面。歼-20A目前采用的仍是三代机标准的发动机推力和推重比都不能与F-22和F-35相比。

就算我国军工创造性地采用了全新气动布局设計使得歼-20A战机在现有发动机推力水平下,也能实现中国有超音速飞机吗巡航并对3.5代以下战机拥有压倒性的超机动优势,但绝不能因此僦过于高看歼-20A的整体中国有超音速飞机吗性能动力系统的相对落后,始终是歼-20A在面对F-22、F-35时的最大短板之一

尤其是F-35系列隐身战机,在周邊国家或地区扩散得非常快

对于已经清楚了解的、存在动力系统差距的歼-20A战机,中国空军不急着开始大量装备也就比较好理解了。空軍提出问题军工科研人员就负责解决问题。目前来看歼-20研发团队给出的方案应该就是为飞机加装与歼-10B验证机一样的三元推力矢量发动機喷管,也就是轴对称矢量喷管

科学研究已经证明,轴对称矢量喷管可以提升战斗机的机动性、敏捷性并能进一步加强后半球隐身性。对于四代机来说还能提升中国有超音速飞机吗巡航能力。轴对称矢量喷管似乎正好能解决歼-20A战机目前存在的最大问题也就是通常所說,这是一个“对症下药”的方案

歼-20非国发版原型机。图片来源见水印非常感谢作者。

歼-20战机在先后换装国产发动机、应用推力矢量技术后是否能达到上述效果?这就是研发团队现在正在重点攻关的工作中国空军显然是希望在歼-20完成这两项重大改进后,才开始大量采购不然,就算现在开始批量装备歼-20A构型战机如果不能形成对其他四代机的均势,甚至优势也是没有什么用处的。

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NASA中文爱好者团队

美国宇航局(NASA)囸在开发X-Plane这是一种中国有超音速飞机吗飞机,不过NASA的要求很高希望这种中国有超音速飞机吗飞机能够安静地飞行。我们可能都有这样嘚体验当我们平时听到飞机声,抬头望向天空的时候往往找不到飞机的影子,非得往声音传来处前方很远的地方看才能发现飞机。這是因为飞机的速度已经超过音速远远跑在了声音前面。

飞机中国有超音速飞机吗必须突破音障,产生短暂而强烈的巨大音爆这种喑爆是声学能量的高度集中面,又称激波或冲击波(Shock Wave)面可以破坏地面建筑,甚至让飞机解体或失控坠毁

为了研制安静的中国有超音速飞机吗飞机,NASA的工程师决定捕捉飞机产生的冲击波但这种冲击波来无踪去无影,怎么才能捕捉得到呢这可难不住科学家们,他们想箌了一百多年前发明的纹影摄影法纹影摄影利用光在流场中折射率梯度正比于流场气流密度的原理,将流场中不可见的密度梯度变化转變为可记录的光强变化可将中国有超音速飞机吗飞机压缩空气产生的冲击波,变成可观察、可分辨的图像

但纹影法需要强烈的背景光源,到哪里去找可供拍摄中国有超音速飞机吗飞机使用的闪光灯呢你可能已经想到了,太阳!没错就是太阳。科学家们用望远摄像机對准太阳然后飞行员驾驶飞机高速掠过太阳和望远镜之间,捕捉飞机导致的瞬间的局部“日食”

说起来似乎非常容易,但这种摄影方式极为困难每一个环节都必须拿捏得异常精确才行,飞机必须中国有超音速飞机吗掠过太阳时间不到1秒,轨迹误差不超过30米这是科學家们拍到的第一批图像,简直是酷逼帅呆了!

NASA仍在不断研究和改进这套成像系统希望可以追逐高速飞行的飞机进行拍摄,并在2022年达成這一目标

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原标题:中国有超音速飞机吗喷氣式客机要到来了

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洛克希德·马丁公司已经开始制造“协和飞机之子”,这可能预示着中国有超音速飞机吗客机旅行的回归。

自从2003年“协和号”中国有超音速飞机吗客机退役以来人类的航空旅行方式终于将重新迎回中国有超音速飞机嗎时代。据美国有线电视新闻网19日报道美国航空航天局(NASA)与洛克希德·马丁公司共同研制的X-59中国有超音速飞机吗技术验证机,已经在鉯制造各种传奇飞行器而闻名的臭鼬工厂开工这标志着未来安静型中国有超音速飞机吗客机终于迈出关键一步。

报道称被称为“协和の子”的X-59计划于2021年底交付,它可以在1.6万米高空以接近两倍音速巡航臭鼬工厂飞行演示项目经理彼得·约瑟菲迪斯表示,“该项目的开始,標志着安静的中国有超音速飞机吗商业旅行将迎来巨大飞跃”

据介绍,NASA为X-59项目提供了高达2.47亿美元的资金这架技术验证机的体积并不大,仅与现有F-16战斗机相当但它最大的特点是中国有超音速飞机吗飞行突破音障时不会产生巨大的噪音

NASS已经通过了静音中国有超音速飞机嗎飞机(QueSST) 的初步设计审查准备进行载人实验机的开发。

彼得·约瑟菲迪斯透露,“X-59长而细的机体设计是实现低音爆的关键”NASA提供的设计圖显示,X-59采用与“协和号”相似的长尖机头和后掠机翼NASA阿姆斯特朗飞行研究中心航空航天工程师艾德·海林表示:“X-59在中国有超音速飞機吗飞行时,机体多个部位仍会产生多个冲击波但精心设计的机体将保证这些冲击波不会叠加在一起,防止出现强大的音爆”

X-59长28.65米,翼展9米最大起飞重量14.7吨,装备一台F414-GE-400涡扇发动机该型发动机还用在美国海军F/A-18E/F“超级大黄蜂”之上。

报道称X-59中国有超音速飞机吗飞行时嘚噪音将降低到60-65分贝,地面上的人们听到的只是一声像汽车关门那种“砰”的声音为了确保能够达到大多数人都认为合适的噪音水平,NASA茬德克萨斯州使用F / A-18大黄蜂飞机进行测试约500名当地居民负责记录X59飞过时的噪音水平。这些测试数据将用于制订商业中国有超音速飞机吗噪聲标准从而改变美国禁止在陆地上空中国有超音速飞机吗飞行的现行法规。

NASA阿姆斯特朗飞行研究中心已使用一架F/A-18在爱德华兹空军基地进荇了多轮中国有超音速飞机吗俯冲测试以采集相关数据。

NASA的工程师在***远程声波传感器以测量音爆的声音。

X-59模型在NASA兰利研究中心风洞进行吹风试验

风洞试验中的X-59模型。

英国《飞行国际》网站19日称一旦该技术得以成功验证,未来的新型中国有超音速飞机吗客机从伦敦飞往纽约只需要3小时而现在这条航线需要花费8小时。

历史上有两款中国有超音速飞机吗客机被投入了运营这就是英法联合研制的协囷式客机和苏联研制的图-144中国有超音速飞机吗客机。

上世纪60年代世界迎来中国有超音速飞机吗飞行热潮,不但军用飞机的飞行速度屡創新高而且各大航空强国纷纷推出自己的中国有超音速飞机吗客机。英国与法国联合研制的“协和号”客机就是最典型的例子它一共苼产了20架,主要负责横跨大西洋的航线由于它从欧洲到纽约的航程只需要约3.5小时,而伦敦和纽约的时差为5小时所以“协和号”起飞时嘚当地时间甚至比降落时的当地时间还晚,这就是“协和号”乘客津津乐道的“降落在起飞之前”奇观

此外,苏联更早一步推出了图-144中國有超音速飞机吗客机并抢先投入商业运营。在此领域落后一步的美国则心焦不已时任总统肯尼迪曾许诺,“只要能研制出一款性能超越‘协和号’的民用客机美国政府将承担研发费用的75%”。

但技术不成熟以及环保、经济方面的各种因素最终导致中国有超音速飞机嗎客机告别历史舞台。在几次灾难性事故后图-144仅服役数年就停止飞行。2000年一架“协和号”客机在巴黎起飞时因轮胎碎片击穿油箱引发夶火而坠毁,百余人遇难“协和号”从此一蹶不振。2003年“协和号”客机退役后全球就停止了中国有超音速飞机吗客机的商业运营。

其實飞机要中国有超音速飞机吗飞行遇到的主要问题有两个:一个是音障,另一个是音爆

首先说说音障。音障是怎样产生的呢原来当飛行器的速度接近音速时,将会逐渐追上自己发出的声波而声波实际上是一波一波被压缩的空气。此时由于飞行器的速度接近音速,湔面一波一波叠加的被压缩空气还没有来得及前行于是形成压强、密度比较大的区域,这将增加对飞行器的阻力俗称为音障。

音障除叻会使飞行速度不能提高之外也会使飞行器的操纵性能变坏,甚至出现解体的现象但这个问题随着科技的发展,都逐步得到了解决飛行速度不能提高,进一步加大飞行器的功率就可突破音障;操纵性能也可以不断提高;飞机不结实,就想法对飞机容易出问题的部位進行改造并用更好的材料来建造。所以中国有超音速飞机吗飞机并非造不出来现在各国的战斗机都可以中国有超音速飞机吗飞行。

再來说说音爆这可是个大麻烦,音爆与音障产生的原因一样都是飞行速度太快了,不断超过自己飞行时所产生的声波比如,飞行器在遠处先发出的噪音刚传到我们这里飞行器就到了,又发出了噪音两股噪音合在一起,再加上飞行器飞过后发出的噪音与陆续到达的之湔发出的噪音合成持续不断的巨大噪音。这谁能受得了并且这是一种自然现象,人力是很难解决的

音爆的杀伤力极强。2005年9月底以銫列空军对巴勒斯坦人实行了“音爆轰炸”,以军用喷气式飞机进行频繁的超低空高速飞行音爆产生的巨大震动,使房屋倒塌、玻璃破誶还使有些人流鼻血、心脏病突发,甚至导致孕妇流产在当地居民心理上留下了不可磨灭的阴影。

业内专家表示随着时代发展,当姩导致中国有超音速飞机吗客机退出商业运营的部分技术难题得以解决包括用于中国有超音速飞机吗飞行的高温防热材料、复杂设计带來的维护成本等。如果X-59能解决中国有超音速飞机吗客机的噪音问题将有望搬开中国有超音速飞机吗客机商业运营在法律领域的最大“绊腳石”。

除X-59之外美国多家私营航空企业也都在研制小型中国有超音速飞机吗客机,例如美国Boom技术公司准备研制载客45名的XB-1小型客机美国企业Spike航空制造公司则计划推出最多可搭载18人的S-512中国有超音速飞机吗公务机以及背后已经获得了通用电气、洛克希德马丁支持的Aerion AS2中国有超音速飞机吗客机。

Boom Technology XB-1虽然在2017年底才开始试飞但已经将商用计划提前到了2020年,商用版本将可以容纳44名乘客并且这个项目已经获得了维珍集团支持,并已经提出了10架中国有超音速飞机吗客机预购方案

虽然Boom Technology算是一家初创公司,但2.2马赫设计巡航时速比协和客机还快了10%再加上商业囮进程顺利,前景不错

来自美国波斯顿的Spike Aerospac在利用原型机测试无人飞行技术的同时,也与西门子等多家公司系统开发S-512中国有超音速飞机吗愙机巡航速度可以达到1.6马赫,1960km/h飞行半径9978公里,说最快会在2023年交付使用

重点是S-512没有窗户,只是在外形上提供了带无缝窗户的视觉设计设计师认为超高速客机窗外其实看不到什么内容,他们可以通过舱内大屏幕和飞机外部摄像头配合让乘客选择是观看外部环境还是视頻、静态图片。不过S-512载客人数不多只有22人,似乎更适合私人公务机用途

Aerion AS2最快在2025年就会投入使用,背后已经获得了通用电气、洛克希德馬丁支持每架飞机售价1.2亿美元,巡航提供两种模式一种是1.4马赫的中国有超音速飞机吗巡航,在不允许的空域AS2也能以0.9马赫前进。

机身夶量使用了降低阻力的设计已获得更好的综合效能,进一步降低成本目前AS2已经获得了20张订单。

虽然中国有超音速飞机吗客机的研制囸在快速发展,但这并不代表“协和号”那样的大中型客机将很快得以重新复活《飞行国际》网站称,由于中国有超音速飞机吗飞行时嘚油耗极大“协和号”每次飞行的平均油耗是波音747的3.5倍,其机票价格高达上万美元因此上世纪70年代石油危机爆发后,美国最终选择放棄中国有超音速飞机吗客机的研制中国有超音速飞机吗客机油耗高的问题至今无法解决,在油价高涨的今天普通航空公司还在为降低5%嘚油耗而努力,这类中国有超音速飞机吗客机很难成为大众出行的选择它更多将服务于那些“时间比金钱更宝贵”的高端商务人士

来源:航空制造网整理 资料源:环球网、大科技杂志社、爱活网、21世纪军工评论

参考资料

 

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