目前，殲-20已經(jīng)加入解放軍的戰(zhàn)斗序列。關(guān)于殲-20的性能，長期以來也都是人們關(guān)注的焦點。

超音速巡航作為五代機的標(biāo)志性技術(shù)之一，而當(dāng)前殲-20所使用的發(fā)動機又不怎么給力，因此殲-20能否超音速巡航一直是一個爭議點。在去年的建軍90周年閱兵上，受閱的殲-20梯隊長機飛行員張昊在受訪時說到，“我們這個殲-20戰(zhàn)機機動能力特別好，這個飛機我們當(dāng)時就形容，就叫”靜如處子，動如脫兔”。就是在亞音速下也不錯，一進(jìn)了超音速就是它的天下了，就機動能力特別強。整個操縱性較以往的三代機有非常大的一個明顯提升。”

張昊的這句話被很多人理解為殲-20具備超音速巡航能力的官方證詞。但事實真是如此嗎？我們還是得回到戰(zhàn)機設(shè)計的基本邏輯來分析。今天，貞觀防務(wù)特約撰稿人Flak就來說說這事。

其實，飛行員的話中已經(jīng)很明確是 “超音速機動”，而不是網(wǎng)友腦補的 “超音速巡航”。原話一開始就破題說： “殲-20戰(zhàn)機機動能力特別好”，接下來兩句： “亞音速下也不錯”與 “超音速就是它的天下”都是說明機動能力到底好在哪里。后面還補充 “就機動能力特別強。整個操縱性較以往的三代機有非常大的一個明顯提升。”，更明確指出亞音速與超音速下的機動性與操縱性，而不是航程、滯空時間之類的 “巡航性”指標(biāo)。網(wǎng)友會誤解的原因是不了解 “超音速機動”與 “超音速巡航”其實是兩碼子事。那究竟有什么不一樣呢？

通用動力在F-16衍生的超音速巡航戰(zhàn)機研究計劃中，藉由機身拉長、省略尾翼、主翼改為76.6度的低展弦比雙三角翼(A)，加上截面積變化更符合面積律(B)，其超音速的波阻可降低15%(C)，其2馬赫的最大升阻比可從4.1提高到5.5，將近35%(D)，可看出后掠角與展弦比對超音速氣動性能的影響

首先，不論 “超音速機動”還是 “超音速巡航”都需要克服激波阻力，由于激波阻力是如此之大，人類在二次大戰(zhàn)后才得以駕機穿過，而有了 “音障”一詞。對機翼而言，克服激波阻力最主要的方法是后掠角要大且展弦比要小，不過這兩點卻會降低亞音速的升阻比，使其與亞音速的機動性與巡航性能相沖突。英國有論文中將機翼后掠角分成4大類：

后掠角<35度：亞音速飛機35度<后掠角<50度：跨音速需求為主，兼具有限的超音速性能50度<后掠角<60度：超音速需求為主，兼具優(yōu)秀的跨音速性能后掠角>60度：超音速飛機

成飛原總師、殲-10總師宋文驄在2001年發(fā)表的論文中提到， “一種小展弦比高升力飛機的氣動布局研究”就提到小展弦比但是中后掠角的主翼，搭配前翼與邊條翼能對超音速阻力、低速最大升力與亞/跨音速升阻特性的矛盾取得統(tǒng)一。因此，殲-20選擇了49度后掠，展弦比2.3的主翼，也就是屬于跨音速為主的第2類，但逼近第3類；歐洲的“臺風(fēng)”則有53度后掠，展弦比2.205的主翼，也就是超音速為主的第3類，但離第2類沒有太遠(yuǎn)。雖然隔了 “50度”這個門坎，但相差沒有很大，都是兼顧超音速與跨音速性能，但傾向前者的選擇。這其實與飛行員所說的 “亞音速下也不錯”與 “超音速就是它的天下”是相呼應(yīng)的。

殲-20(上)與 “臺風(fēng)”(下)相比，由于前翼相對位置較后，必須有較大的相對面積才能提供相同比例的抬頭力矩

前翼與激波阻力無關(guān)，但對于降低超音速的配平阻力還是有幫助的。這是因為機翼在超音速的流場分布與亞音速不同，使升力中心會由25%翼弦后移到50%。對于靜穩(wěn)定的飛機（升力中心在重心后方）這會增加低頭力矩，則飛機需要襟翼產(chǎn)生抬頭力矩才能維持平飛，襟翼上打產(chǎn)生的阻力就是 “配平阻力”。前翼在超音速一樣有升力后移現(xiàn)象，但即便后移到50%翼弦，其升力中心還是在主翼與重心的前方而產(chǎn)生抬頭力矩，因此抵銷掉部分低頭力矩，也就減輕了配平所產(chǎn)生的阻力。

然而，前翼位于迎風(fēng)位置，其單位面積產(chǎn)生的阻力會比尾翼來得大，因此 “臺風(fēng)”將前翼往前移到座艙前方，使其以最小的面積產(chǎn)生相同的抬頭力矩；但殲-20的前翼仍在座艙后方，就需要較大的面積并產(chǎn)生較大的阻力。另外，降低配平阻力其實對高G機動狀態(tài)有較大影響，因為機翼產(chǎn)生的升力越大，配平面角度也加大，配平阻力就會增加。 “臺風(fēng)”藉由前翼的抬頭力矩將升力中心前移，可使超音速的持續(xù)轉(zhuǎn)彎率提高6%，也就提高了超音速機動性。

美國NASA最近委托洛·馬公司建造的低噪音超音速實驗機，僅采用一具F414發(fā)動機就能達(dá)到超音速巡航，原因是不需考慮亞/跨音速機動，其機身可盡量細(xì)長，翼展可盡量縮短來降低阻力。注意其采用前翼+尾翼的三翼面架構(gòu)

“超音速機動”與 “超音速巡航”的差別在于前者是在超音速進(jìn)行高G轉(zhuǎn)彎，后者則是在超音速長時間飛行。對于戰(zhàn)機而言，不論是亞音速或超音速要進(jìn)行高G持續(xù)機動，都需要開啟加力來克服大幅增加的機動阻力。因此，小展弦比、中后掠角與前翼只要讓殲-20可以在超音速持續(xù)轉(zhuǎn)彎，就算達(dá)到了 “超音速機動”要求。但由于加力的單位耗油率會增加1倍以上，因此戰(zhàn)機必須在超音速以軍用推力，也就是不開加力的最大推力維持平飛，才可稱為 “超音速巡航”。而由于超音速的阻力系數(shù)可比亞音速多出100%以上，戰(zhàn)機在維持亞/跨音速性能的前提下，對機翼與機身小幅修改所降低的阻力不過15~30%，剩下的阻力就必須靠軍用推力的提高來克服。

　
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