快捷搜索:  汽车  科技

白天鹅海选(白天鹅日本海戏耍)

白天鹅海选(白天鹅日本海戏耍)另外,还有一种比较直观的可能就是,图-160在发现F-35A后突然向上拉升高度,以70米/秒的速度迅速爬升到其能实现最大飞行速度2.05马赫的12200米高空,从而在纵向空间和速度两个角度上实现"甩掉"。回到问题中,在图-160和F-35A的角逐中,图-160想要实现"甩掉"这个动作,无外乎以下几种路径:第一种有意图的短时间冲刺,通俗点讲就是,飞行员本身就有"甩掉"的意图,从而突然间加速,并在短时间内拉开一定的速度差,最终得以实现"甩掉"的意图;第二种就是远距离加速回避,也就是说,图-160在较远的飞行距离上事先发现来袭的F-35A战斗机,立即展开加速回避,从而达到短时间"甩掉"的结果。图-160三次甩掉F-35A的劲爆画面想想都绝对是绝佳的特技表演,但遗憾的是并没有完整的画面披露出来,我们很难完整的一饱这空前

鹰鸽分析原创作品,未经允许不得转载

近日,俄罗斯卫星通讯社有关图-160战略轰炸机日本海三次甩开美制F-35A隐形战机的报道刷爆全球各大媒体,在网络上引起了一轮铺天盖地的大讨论。对于上百吨的战略轰炸机三次甩来小己近10倍的隐形战斗机伴飞,听起来的确有些匪夷所思,这在世界航空发展史上也从未有过先例,尽管这个事被证实是真实的,那么轰炸机戏耍战斗机的戏码是如何上演的呢?有什么技术依据,本文抛砖引玉一同来探讨一下这个热点问题。

白天鹅海选(白天鹅日本海戏耍)(1)

日本海上演图-160对决F-35的传奇一幕

先来还原一下整个新闻事件,据俄罗斯卫星通讯社报道,俄空天部队一架图-160战略轰炸机在日本海国际空域上空进行例行战备巡航时,遭到两架美制F-35A隐形战斗机伴飞监视,当两架F-35A战斗机以左右伴飞姿态在给图-160轰炸机伴飞"护航"之际,这架图-160突然拉升加速变为全后掠翼模式,速度飙升至2.05马赫,两架F-35A战机虽然马上反应加速追赶,但还是为时已晚,尽管图-160仍在机载雷达探测范围内,但是图-160已经飞出飞行员视距之外。反复三次,最终塑造了文初那令人咋舌的火爆场景。

这里的"甩掉"该如何理解?

图-160三次甩掉F-35A的劲爆画面想想都绝对是绝佳的特技表演,但遗憾的是并没有完整的画面披露出来,我们很难完整的一饱这空前绝后的惊艳一幕。只能在生活中用身边熟悉的东西来模拟理解这个过程,比较通俗易懂的那就是我们生活中见怪不怪的 "超车或者赛车"。

白天鹅海选(白天鹅日本海戏耍)(2)

轰炸机和战斗机本质上最大的区别就在飞行速度上

在这里做一个简单的模型,以超车模式为例,假设有A、B两辆车型相同的轿车,在同一条道路上,A车与B车的间距为50米,A车以80公里的速度在B车前方50米的地方行驶;倘若B车要实现超车,那么B车的时速就必须大于80公里的时速方能实现,否则很难实现超车,这是个小学生都懂的常识性问题,显浅的比喻更能说明问题的实质。

回到问题中,在图-160和F-35A的角逐中,图-160想要实现"甩掉"这个动作,无外乎以下几种路径:第一种有意图的短时间冲刺,通俗点讲就是,飞行员本身就有"甩掉"的意图,从而突然间加速,并在短时间内拉开一定的速度差,最终得以实现"甩掉"的意图;第二种就是远距离加速回避,也就是说,图-160在较远的飞行距离上事先发现来袭的F-35A战斗机,立即展开加速回避,从而达到短时间"甩掉"的结果。

另外,还有一种比较直观的可能就是,图-160在发现F-35A后突然向上拉升高度,以70米/秒的速度迅速爬升到其能实现最大飞行速度2.05马赫的12200米高空,从而在纵向空间和速度两个角度上实现"甩掉"。

白天鹅海选(白天鹅日本海戏耍)(3)

速度差是实现甩开或超越的核心指标

但从俄罗斯卫星通讯社的报道来看,显然是第一、三种路径概率比较大一些,在其表述中用了"突然拉升加速",足以证实这一点。但是在网络上还是有一些质疑该事件真实性的人,将第二种途径作为"甩掉"的理解。这也一定程度上从侧面印证了该事件的真实性,因为图-160完全具备依靠第二种思路来实现短暂 "甩掉"的可能性。

加速性是核心指标

整个问题的本质在于加速性指标,因为只有图-160的加速性比F-35A的指标数据高,才有可能出现"甩掉"的现象;而飞行器的加速性又与本身的发动机推力和气动布局设计有紧密的关联性。所以,问题的核心就落在图-160和F-35A两款战机的推重比和飞行阻力对比结果上了。

白天鹅海选(白天鹅日本海戏耍)(4)

图-160设计之初定位就是超音速轰炸机

先来直观的了解一下两款不同类型机型的宏观指标,即最大飞行速度。根据公开资料显示,俄制图-160超音速战略轰炸机最大飞行速度为2.05马赫,美制F-35A战斗机最大飞行速度为1.6马赫。显然图-160的最大飞行速度要高于F-35A,这里无需讨论两款是否具备超音速巡航能力,要知道一般开加力俄制发动机的时间也超过2分钟,故而没有什么实质性的意义,两款战机0.4马赫的最大速度差,两分钟理论距离差也在16公里左右。

接下来我们来看看这两款战机的推重比。图-160战略轰炸机空重110吨,使用四台NK-32型发动机,单台发动机约为25吨左右,有消息称,俄罗斯在最新的图-160M-2型轰炸机上换装了改进型NK-32-2发动机,新型发动机在降低油耗的同时,推力提升了20%左右,果真如此的话,那么单台NK-32的发动机推力将更大,这里权且以25吨为计量标准。我们可以通过简单计算得出图-160的推重比达到9以上;满载战斗全重推重比为3.6左右。F-35A空重13吨,使用一台普惠F-135型发动机,正常推力12.5吨,开加力推力达到19.1吨,鉴于针对此次特殊环境故以最大推力来计算推重比,那么F-35A的推重比为14.6,但在战斗全重时,F-35 的最大起飞重量达到31吨,其推重比将下降至6左右。

白天鹅海选(白天鹅日本海戏耍)(5)

F-35装备一台普惠F-135矢量发动机,使得其推重比超过10,也仅仅是纸面数据

通过上述对比,F-35开加力在理论数据对比上推重比显然要比图-160大得多,鉴于在实际作战中,需要加上机载设备、弹药以及燃油等重量,F-35开加力最大推重比约在8-9之间;图-160同等条件考量,推重比相较F-35A仍然处于劣势。第二组对比,F-35A胜出。

在这里一些细心的朋友就会发现,F-35A推重比明显要比图-160高的多,那么为什么F-35A的最大飞行速度只有1.6马赫,推重比低的图-160反而达到2.05马赫?军迷中有这样一句话"动力不够气动来凑",在这里回答这个疑问十分恰当,这就要讲讲图-160的最大设计优势——可变后掠翼技术。

动力不够气动来凑,可变后掠翼技术赋予图-160不俗的机动性能

根据空气动力学一般规律,在飞行器跨音速飞行时,随着飞行速度的不断提升,垂直于 机翼前缘的气流流速接近音速,机翼表面局部气流流速因受翼面构型影响,气流流速超过音速,就产生了激波阻力。可变后掠翼技术使得垂直于机翼前缘的气流的流速分量小于飞行速度,这样便可减少飞行器激波阻力的影响,因此可变后掠翼技术可以较好的降低飞行器激波阻力。

白天鹅海选(白天鹅日本海戏耍)(6)

可变后掠翼是图-160设计的最核心的亮点

我们都知道,大展弦比飞行器有着较好的低速性能,因为飞行器升阻比较高,随着速度的增加,阻力也随之增加,学术界定义飞行器飞行阻力与速度的平方呈正比例关系。故而就有了高速飞行器多采用小展弦比、大后掠角设计。可变后掠翼技术本质上解决飞行器在低速和跨音速飞行之间的矛盾。

白天鹅海选(白天鹅日本海戏耍)(7)

不同类型构型与激波阻力之间的关系

通常认为,机翼后掠,可进一步降低飞行阻力,提高飞行器的飞行性能,同时带来机翼的升力系数下降的问题。可变后掠翼技术原理本质就是,通过提升飞行速度,也能使飞行器获得理想的升力,同时减小空气阻力的影响,提高了飞行器的加速性能和高速性能。因此就有了飞行器前段与飞行方向空气接触越小,飞行阻力便越小,飞行阻力越小飞行速度越快的气动设计外形与阻力之间的核心关系。这个关系在图-160和F-35战机的气动设计上形成鲜明的对比,为我们讨论加速性提供条件。

白天鹅海选(白天鹅日本海戏耍)(8)

激波阻力对于跨音速飞行影响极大

图-160气动设计最大的优势就在可变后掠翼技术。根据上述一般规律,图-160的机翼后掠角可到65度,使得其在跨音速飞行时很好的减少了激波阻力对高速飞行性能的影响;同时图-160因其修长的机身而取别名"白天鹅",小展弦比、大后掠角以及核心的减少机体前段与飞行方向空气的接触面,成功优化了气动设计与阻力之间的矛盾。从而图-160具有70米/秒的爬升率和小推重比飞行速度最大可达2.05马赫的优异跨音速机动性能,这对于一款起飞重量上百吨的战略轰炸机是很不错的一个指标。

在来看F-35的气动设计,其采用典型的传统布局设计,使用的大推力矢量发动机使得其拥有较高的推重比,但为何会出现最大飞行速度只有1.6马赫数的原因呢?核心因素主要有两点。第一点,F-35作为一款中型战斗机,空重13吨,但其因增加各类复杂的武器电子设备以及机内油,使得其满载起飞重量达到了31.8吨,中间重量放大了一倍还多,这也就使得其原本超过10的推重比大幅下降,严重的影响了其气动性能,主要和其设计定位有关。

白天鹅海选(白天鹅日本海戏耍)(9)

传统布局飞行阻力

第二个因素就是机体前段与飞行方向空气的接触面很大,F-35由于机体设计"短、粗、壮"的形象被戏称"肥电",考虑到隐形战机需要布设一个合理较大的内置弹仓,F-35的内置弹舱位于机腹部,这就导致F-35机身比较厚重正截面面积较大,从本质上增加了飞行阻力,与上述外形设计和阻力之间一般规律呈反向关系,成为限制其飞行速度提升的罪魁祸首。

总结补充一下

综合起来将,F-35飞行速度较低的原因主要是起飞重量大幅增加和机体短粗设计综合导致的。这与图-160的气动设计形成鲜明的对比,两款战机的加速性也就比较直观的展现出来了。我们在上文分宏观最大飞行速度、推重比以及气动布局设计三个方面综合对图-160和F-35A的设计进行横向的加速性技术对比,F-35A除了在推重比上保留传统战斗机与轰炸机之间的优势之外,在其他两个领域都比不上图-160,通过纯技术角度分析对比,图-160的加速性和高速性能都要比F-35A要好。

白天鹅海选(白天鹅日本海戏耍)(10)

F-35正面照,其厚重的机身就很好的说明了其机动性

回到问题本身,在日本海上空上演的这场图-160戏耍F-35A的的传奇戏码,从技术角度来看是完全有可能实现的。更何况图-160的飞行员本身就有这个意图,图-160在F-35A接近之后,突然拉升以70米/秒的可以在短时间内爬升到12200米的高空同时开启全后掠翼模式将飞行速度提升至2.05马赫,从而在空间和速度上摆脱F-35A是完全有可能的。这也是这段传奇色彩的飞行实现的先决条件。

猜您喜欢: