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F-22

最近關於五代機升力係數的討論比較多,並質疑了F-22官方宣傳的2.0的升力係數,根據其氣動外形推測出來的升力係數值明顯低於2.0。為什麼人們會這麼關注一架飛機的升力係數呢,因為它是影響飛機飛行效能和機動效能最重要的指標之一,由此引出了我們今天要討論的話題,入役15後F-22的機動效能在五代機中還能否保持領先?

F-22正面

F-22於上世紀80年代投入研發,90年研製原型機,1997年實現首飛,並於2004年入役。作為一款上世紀90年代就研製定型的飛機來講,面對新世紀才開始研發的蘇-57、殲-20等五代機,是否還存在其宣稱的領先優勢,機動效能是否已經落後它的國外同行,對於這個問題的討論我們主要看兩個方面,一個是升力係數,一個是發動機的推力及推重比。

蘇57正面

首先,我們對升力係數進行簡單對比。關於F-22的升力係數,國內專家通過還原F-22模型進行了風洞測試,結果證明了其宣傳的升力係數2.0具有明顯的水分,實際明顯低於這個數值,推測只有1.5的水平。而與其同代的殲-20升力係數達到了實實在在的2.0,如果其他機動指標條件相似,殲-20在低空、低速、大迎角的情況下會有更好的機動效能。

至於F-35,由於其大體重、小尺寸造就了其圓潤的外形,升力係數自然不如F-22,蘇-57的氣動佈局則比較考究,在升力係數方面至少不會弱於F-22。如此說來,最早問世的F-22由於面對後來者的後發優勢,在雙發戰機裡面,升力係數方面會略遜一籌。

J-20

然後,我們對發動機效能進行橫向對比。F-22的發動機雖然採用的是上實際90年代的技術,但由於其發動機技術在當時具有巨大的領先優勢,所以放到現在也並未落伍。F-22在研發之初考慮過通用電氣和普惠公司的兩種發動機方案,最終選擇了後者的F117-PW-100作為F-22的動力之源,這款發動機的最大推力為104千牛,加力推力達到156千牛,使得F-22的最大飛行速度可達2.25馬赫,最大飛行高度可到19812米 ,自然也獲得了相當出色的機動效能。

F-35

相比較而言,F-35雖然裝備了F135-PW-600的升級版,具備了更大的推力和推重比,但是單發終究敵不過雙發的合力。而蘇-57裝備的AL-41F1-117S加力發動機,具備最大107千牛、加力167千牛的推力,比起F-22明顯更加強勁。至於殲-20,在換裝中國產航發之前用的是俄製發動機,推力均小於上述兩款雙發戰機,在換裝中國產WS-15之後,加力可達155千牛,與F-22平分秋色。在發動機推力方面,F-22在幾款雙發戰機中已經落後於蘇-57,不再佔有優勢。

最後,我們綜合升力係數和發動機效能將F-22與幾款同代機型做一個比較。升力係數方面,F-22接近蘇-57,低於殲-20,高於F-35,但是F-22可以結合氣動優化手段和先進電傳飛控來提升最大可用升力係數,依然可以接近殲-20的升力係數值。發動機效能方面,F-22、F-35、蘇57的推重比較為接近,在略大於10的範疇,殲-20略小;F-22的發動機推力小於蘇57,與換裝後的殲-20接近,單發的F-35最小。

綜上所述,F-22的低速機動效能會落後於殲-20,和蘇57處於同一檔,強於F-35;放到高速的環境下,F-22的機動效能會和蘇57處於同一水平,殲-20也接近這一水平,F-35墊底。

如此看來,90年代定型的F-22,即使到了現在依然總體保持著先進的機動效能,與其他雙發五代機大體處於並駕齊驅的位置,體現了其高技術起點帶來的優勢。不過,隨著時間的推移,原來的優勢在慢慢消失,改進成為必然的選擇。

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