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戰鬥機在研發和製造過程中產生額外的問題是很常見的,這些問題如果沒辦法及時有效的解決,那麼就一定至少會出現兩個結果中的一個:1. 飛機的效能和預期相比會有差距;2. 飛機的交付時間和預期會有差距。有時候處理不好的話這樣的結果還會一同出現。

F-35在研發過程中也出現了這樣的問題,2004年F-35爆出了嚴重的超重問題,由於超重問題使F-35的效能跟不上預期的節奏,首飛日期從2005年也延期到2006年。

實際上F-35超重問題在2002年就已經出現了,當時也確定了解決方案,但是在2003年複查時發現這樣的問題並沒有解決。

“臃腫”的F-35B

事實上飛機超重的問題在設計過程中是經常出現的,但包含了各方面希望的JSF專案如果沒有辦法解決這個問題,顯然沒有辦法讓眾多的參與者接受這樣的結果。

也就是從那時開始,“肥電”這個綽號開始屬於F-35,經過長時間的薰陶,大部分的軍迷目前都會認為F-35只是沒有機動能力,航電先進的五代機。

那麼我們不禁產生一個疑問:F-35的機動能力究竟如何呢?

其實他們沒有想到,F-35的機動能力非常優異,甚至可以評價為極為優良。雖然目前F-35還沒有披露飛行手冊(PS:F-35的飛行手冊可能還得等30年。。。),但我們可以從目前已有的資料來預估F-35的機動能力。

預估機動能力的途徑我將會從能量機動,角度機動(在這裡指瞬盤)和過失速機動進行,證據將會通過已有的航展視訊和部分資料來預估。

能量機動和角度機動

談到能量機動我們必須解決的問題就是推重比和升阻比,因為能量機動理論的核心就在於升阻比和推重比。

圖為定常平飛狀態下的SEP公式,最後我們可以知道SEP的大小與推重比和升阻比成正比

推重比

那麼我們先來預估F-35的空重,我們都知道五代機由於內建彈艙和降低RCS的緣故,重量相比較四代機會有所提升,F-22和F-15就是最簡單的例子。

那麼F-35的空重是多少呢?我們並不知道,但是我們可以通過F-35A AA1的重量來預估(F-35A AA1是第一架F-35),F-35A AA1的基本空重只有12.265t,使用空重也只有13.314t,生產型的F-35會進一步減重,配上增推的F-135,F-35A的推重比即使相比於機動性為特長的四代機也是毫不遜色。

(PS:很多人沒有基本空重和使用空重的概念,基本空重就是純粹的飛機重量,使用空重就是攜帶飛行員,少部分武器和燃油的重量,比如上述的F-35A AA1的使用空重包括了機炮子彈的重量和兩枚AIM-120的重量)

當然推重比我們不能夠依靠空機推重比來計算,而是應該按照正常的空戰起飛重量來計算整機推重比,我們計算空戰起飛重量時對於油量一般按照油箱的一半來計算,那麼我們將F-35和蘇-27SK的載油係數設定為一樣的,那麼我們可以大致得到F-35A AA1的空戰整機重量:大概是13314+1900,也就是15214KG,也就是15.214t。(這個重量包括了半油+兩枚AIM-120+機炮子彈+少量燃油)

再加上F-35生產型減重的考慮,我認為F-35A的空戰重量在14.3~14.7t左右,那麼結合F-135的推力,我們可以得到推重比在1.36~1.32。

帥氣的F-35A,左側有機炮鼓包

而相同情況下的蘇-27SK應該是17.24(使用空重)+2.6t(半油)=19.84t,推力=24.99t(按照12258牛的加力推力來算),蘇-27的推重比應該是1.259。(蘇-27SK的使用空重大概率是沒有攜帶武器的,因為蘇-27Sk的標準空戰導彈R-27初期重達350KG,即使經過改良的型號也在250KG左右,那麼蘇-27SK的空戰重量會更高)

令許多網友驚訝的是,F-35A的推重比居然會超過蘇-27,畢竟蘇-27在一定程度上是擅長機動能力四代機的牌面戰鬥機,機動效能優異。

(PS:許多人可能不理解為什麼要統一載油係數,這是因為我們在計算空戰重量時通常以半油為標準,那麼對於不同載油係數的戰鬥機這顯然是不公平的。

我舉兩個例子,蘇-27SK是以2.6t的半油來計算的,而F-15C以3t的半油來計算,那麼在推重比上的計算,蘇-27Sk顯然要比F-15C“沾光”,這對F-15C顯然是不公平的。因為多餘的油量能夠讓F-15的飛行時間更長,但對此時飛行效能的比較毫無幫助。

所以在計算時我們必須要做到統一飛機的留空時間也就是飛機的飛行時長,只有這樣才算公平,所以在忽略不同發動機之間的單位耗油率後,我們要做的就是統一載油係數。)

選蘇-27作為對比物件是因為蘇-27具有顯著的代表性

升阻比和角度機動

關於生阻比我沒有具體的資料,只能通過目前已有的證據進行預估。南京航空航天大學航空宇航學院有人依靠飛機的三檢視進行輪廓提取的方法來重建F-35的模型最後測算F-35的最大升力係數和最大升阻比。得出的結果是F-35的最大升力係數約為1.558,亞音速最大升阻比約為14。

1.558一點也不低,F-15試飛結果表明其最大升力係數是1.55。F-35的最大升力係數在預估中是不下於F-15的,但在隨後的一段GIF動圖中表明F-35的最大升力係數應該更高。

這張動圖足以證明F-35的角度機動是十分優良的,畢竟瞬盤角速度在45度/秒,這要遠超於被認為是最擅長瞬盤的四代機的Phantom-2000的30度/秒的瞬盤角速度。

估值14的亞音速升阻比加上超強的推重比也足以說明,F-35的能量機動是十分優秀的。

過失速機動

F-35的過失速機動能力十分優秀,被認為無推力向量的巔峰。首先F-35的可控攻角就很高有75度,對比四代機都是相當高的,超過了目前為止所有的戰機。(F-22除外,F-22的可控攻角在60度及以上)

其實上圖測量攻角的方式是錯誤的,攻角(又稱迎角)應該是飛機的飛行軌跡和機頭的夾角才對,機頭與地面所成夾角是仰角,兩者的概念有很大區別。上圖中超蟲和F-16的飛行軌跡是平飛所以沒有問題,可以按照機頭與地面所成夾角來測量。

但F-35的飛行軌跡明顯是向右下的,所以這個三角形圈定的其實是F-35的仰角。

所以F-35的過失速機動能力也很強。(當然過失速機動能力在實戰中的作用就目前來看是很有限的)

經過上面的論證我們最終可以得到結論:F-35擁有極為優良的亞音速機動能力。在這裡我也強調了是亞音速機動能力,不是超音速機動能力,同F-16一樣F-35並不擅長超音速機動能力,畢竟能夠同時擅長低/亞/超音速機動能力的戰機可以說少之又少。

本文引用:

Pascal ZhangWeiZe 《雷霆之翼 F-35A飛行效能探析》 【J】 航空檔案 2009 19~25任曉華 《F-35超重問題帶來的影響》 【J】 國際航空 2004 28~29《撥雲見“閃”----美國F-35A機動與近距空戰能力》

最新評論
  • 1 #

    有品質沒毛病,肥電大推力是用大涵道比換來的,超音速機動比不過娘娘但推力大換來的推重比擺在那亞音速機動絕對不會差

  • 2 #

    說的透反而沒人看了。F35其實是一款優秀的戰機,沒太多好黑的。比短腿娘娘好多了。

  • 3 #

    可惜超音速機動極爛 前段時間被颱風摁在地上爆錘 4比0也是慘

  • 4 #

    只要推力大,板磚也能飛上天。也可以超機動。隱身外形本身就對氣動佈局有影響,所以肥電的能力都是大力出奇跡。

  • 5 #

    蘇27的內油大概9.4噸,半油2.7噸明顯有誤,F35油再少也不會半油不到1.9噸。

  • 6 #

    135增推後,推重比大大的

  • 7 #

    四代機時代,極速才1.6M的肥電面對J20和蘇57在1.6M時拉出的6.5g機動時怎麼辦?

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