从2011到2016年，从1月11日到11月1日，从成都到珠海，从那个圣诞节的最佳礼物到在全国观众面前留下的惊鸿一瞥，五年来，歼-20从未远离过军迷们的视线。作为近年来中国航空工业的扛鼎之作，关于歼-20战机，我们想要了解的太多太多……为此，本刊特邀航空科普作者高卓撰文，为读者深入解析这款被军迷们称为“威龙”的先进战机。
无论是本届珠海航展的公开亮相，还是在航展前被网友拍摄到的“狂暴试飞”，歼-20的飞行动作一直是人们关注的重点。不过，在这些试飞影像中，歼-20展现出来的，并非部分媒体热炒的“超机动”——目前公开的歼-20影像资料并无这类动作，而是一些三代机也能完成的典型机动动作。既然如此，那我们从歼-20的飞行动作中能看出什么呢？
体育爱好者都知道，同样的体操动作由不同水平的运动员完成，裁判对其打分必然会不同，飞行动作也是一个道理。在歼-20飞行展示之前，笔者刚好观看了“八一”飞行表演队歼-10SY的单机表演。尽管后者在表演中展现出的敏捷性已经非常出色，但当歼-20完成这套单机动作时，无论单个动作的完成质量还是动作之间的连贯程度都更加震撼。要知道，这是一架空重几乎是歼-10两倍的重型战斗机。
以歼-20通场转弯后爬升再接上升左转弯动作为例，虽然受航展空域限制，歼-20进入爬升前的速度并不是很快，但上升转弯并没有因此显得笨拙，不仅转弯十分迅速，之后连续几次改变机头指向的时间间隔也很短，而且动作到位，惯量很小，这些都是歼-20的敏捷性，特别是优秀操纵品质的体现。
武器装备的技术性能要服务于使用者的作战想定。歼-20此次机动性展示说明，中国空军对四代机的空战机动性要求不仅不逊于三代机，甚至还有过之。那么，这种要求背后的深层原因又是什么呢？
时光倒回到十年前，由国产歼-10/11及引进的苏-27/30组成的中国空军三代机作战体系刚刚形成，在同期服役的空中预警机、电子战机和空中加油机的配合下，初步具备了实施现代空中战役的基础。不过，在面对这一时期刚刚服役的F-22强势冲击时，这一体系仍然非常脆弱，特别是其关键节点，很容易遭受打击。
即使不考虑这一点，在完整的体系对抗中，我军装备的第三代战斗机依旧难以同F-22抗衡。此时，F-35进入工程发展阶段，按正常评估，其距离服役应当不远。也就是说，以当时的眼光看，十年后，我军将面对潜在对手及其盟国大量四代机的威胁。国产第四代战斗机的立项和方案竞争，正是始于这一时期。
环球军事全解析，尽在“新环球军事”。长按下方二维码即可关注。
如前文所述，国产四代机的性能必须符合当前和未来一段时期内我军积极防御的作战思想，相关设计也必须围绕这一需求展开。那么，中国到底需要什么样的第四代战斗机呢？我们不妨以美国对我军评估报告中所谓“反介入”作战为例展开讨论。在“反介入”作战中，随着我军远程打击能力的提升，潜在对手第一岛链内的目标在战时已很难生存，因此，近年来其作战部署有逐渐后移之势。在这种情况下，潜在对手第一岛链外的诸多作战资产，特别是远程打击平台和大型特种机平台，才是我军四代机优先打击的目标，这就需要第四代战机在具备超声速巡航、隐身能力的同时，还要有着极大的作战半径。
说到隐身性能，从常理来说，利用这种单向透明的优势，四代机的作战方式应以非接触式的偷袭为主，在全向攻击红外成像格斗导弹扩散后，正面对抗，特别是空中格斗已愈发危险。然而，考虑到四代机基本不可能做到全向隐身，特别是在第一岛链外，战场信息环境很可能不利于我的情况下，我军四代机更是很难全程进行非接触作战。
再考虑到未来作战中，很可能面临敌众我寡的现实情况，因此，无论是超视距空战还是近距格斗，我军四代机必须在面对对手三代半乃至四代机时具备足够高的空战交换比。因此，除了机载航电设备和空战武器系统外，作为决定空战能力下限的指标，国产四代机综合机动性要求是非常苛刻的。也就是说，国产四代机从一开始就被要求兼具高机动性、超声速巡航能力、隐身和远程作战能力等诸多特征。
根据公开出版物可知，军队和科研部门很早就在这些主要的技战术指标上达成了共识。在国产第四代战斗机选型时，虽然不同的竞争方案在技术细节上存在大量差异，但都不约而同地选择了装备两台大推重比涡扇发动机的重型隐身战斗机为总体方案。
由于需要兼顾超声速巡航和大航程，机身部分难免会显得颀长，但过长的尺寸不仅会影响重量控制和部署条件，还会影响飞机的机动性能。最终胜出的歼-20方案之所以采用鸭式布局，除研制单位的设计习惯外，控制其机身长度（不大于苏-27）也是一个重要目的。
很多深受美国航空企业宣传影响的读者认为，鸭翼出现在歼-20上，意味着其隐身性能达不到F-22的水平，甚至达不到F-35的水平。事实上，鸭翼和隐身不能共存的看法，是基于上世纪90年代左右的设计理念，以及材料和结构应用水平而来的。从本届珠海航展中多家展台展示的国产隐身材料和结构设计成品看，既然选择了鸭式气动布局，研制单位就有把握将歼-20的正面隐身性能提升至与潜在对手同类飞机类似的水平，从而满足既定的作战指标。
与鸭式布局相结合的，是整机高度翼身融合的升力体构形。从歼-20验证机/原型机的进化过程看，虽然升力体构形本身没有大改，但机头边条、鸭翼与主翼间边条等多处细节一直在不断改进。尽管这次歼-20亮相的时间非常短暂，但在珠海湿热的天气中，三道稳定清晰而又泾渭分明的机头涡、鸭翼涡和边条涡的出现，仍然体现了歼-20对这一系列气动增升技术的成功应用，良好的全包线升阻比使歼-20机动性的“下限”都达到一个很高的水平。
当然，对这款“静不安定”飞机来说，要实现高机动性，还得靠先进飞控系统控制下各翼面的高效配合才行。尽管现阶段歼-20尚未安装矢量喷管，但依靠全机四对可动翼面，特别是全动鸭翼和全动垂尾之间的协调动作，仍足以保证飞机具备极强的机动性。而研制单位之前在数字式电传操纵系统乃至光传操纵系统上的经验，又使得这一基础能转化为实实在在的高机动性。歼-20从2011号原型机开始，取消了验证机机背上减速板这一用途单一的死重，改用组合舵面控制的方式替代减速板功能，成为国内首款取消减速板的战斗机，就是飞控系统重大改进的一个小小体现。
验证机状态的歼-20
无论任何年代，战斗机机动性最终服务的目标都是让已方战机先敌获得射击条件，之后的“临门一脚”发挥得如何，还得靠航电、武器的综合作战效能。而关于歼-20的航电、武器，绝大多数还是处于严格保密阶段。本届珠海航展中展示的空战武器，与歼-20直接相关的，仅有PL-10E空空导弹，该型号中的“E”代表这是出口型号。根据展板上提供的数据及对弹体外形的分析，弹体直径160毫米的PL-10E动力充沛，配合四片梯形翼的增升作用，具备20千米以上的射程；类似R-27弹翼设计的蝶形尾翼有较大的控制力矩，配合燃气舵，综合过载远超上一代的PL-8。此外，歼-20精心设计的侧弹舱，使PL-10随挂架伸出机体外待发时，弹舱门仍能关闭，不仅免去了F-22使用AIM-9X时，需要先发射后锁定的烦琐过程，在格斗时，还能有效降低飞机自身阻力，并减少对隐身性能的破坏。
据外媒报道，歼-20的主力超视距空战武器PL-15空空导弹，即将研制完成。该弹因使用推力更大的发动机，有效射程远超现有型号，新型主动雷达导引头的采用，使其具备更大的“不可逃逸区”。不过，从网络中流传出的图片看，由于PL-15直径较大，歼-20的主弹舱很可能只能容纳四枚，一定程度上影响了该机的持续空战能力。当然，如果使用直径更小的PL-12改进型的话，歼-20主弹舱的载弹量有望达到六枚。
开启弹仓的歼-20
尽管隐身战机的外挂能力往往被视为一个较为鸡肋的话题，但对歼-20来说，一定的外挂能力仍有其价值。不久前网络上流传出的照片显示，一架歼-20原型机疑似携带了四个大型副油箱，从而印证了歼-20拥有四个机翼挂点的说法。作为一款对载油指标要求很高（特别是未来更换小涵道比大推力涡扇发动机之后）的战机，四个可携带副油箱的重载挂点具有极大的战术意义。而在弹舱尺寸受限的情况下，四个重载挂点也将赋予歼-20更强的多用途作战能力。
如果说，歼-20使用的导弹武器还多少能找到一些蛛丝马迹的话，那么，其航电设备配置如何，恐怕只能靠猜测了。当然，我们也可以通过已公开的类似设备进行推测。本届航展中，用于“枭龙”战机第三批次改进型的KJL-7A雷达，就是一个很好的参照，该型雷达在天线直径较小的情况下，对雷达反射截面积5平方米的目标探测距离超过170千米，由此倒推其单个T/R组件的功率及封装性能（散热、可加工性、封焊特性）等主要指标，可以发现，我国出口型有源相控阵雷达的单个T/R组件已达到F-22的APG-77雷达基本型T/R组件的水平。而以歼-20机头直径所能提供的空间，其机载雷达在主要指标上赶上APG-77也并不是痴人说梦，毕竟APG-77基本型也只是美国十多年前的技术了。
本届珠海航展中展示的KJL-7A雷达
除主火控雷达和可能在机翼前缘安装的辅助探测雷达阵列外，在量产型歼-20上，机头下方还装有类似F-35战机EOTS（光电瞄准系统）的前视光学窗口；在机体表面各方向还有类似F-35战机EODAS（光电分布式孔径系统）的光学窗口。前者的被动隐蔽探测能力是机载雷达的好帮手，后者则为飞行员提供一个围绕飞机机身的全景视野，飞行员能借此“看透”飞机的底部和侧面，有助于在空战中获得更强的态势感知能力。
目前，歼-20使用的是国产第二代衍射平显，与歼-10B、歼-11B及歼-15装备的第一代衍射平显相比，其框架结构更轻薄，显示技术的进步使飞行员视野大为改善。不过，从歼-20试飞的相关影像看，飞行员似乎还没有配备国产头盔显示器。虽然尚没有图片证实歼-20座舱内部的布置情况，但两次亮相航展的国产新型战机座舱演示模型或许能给我们一点参考，其大尺寸显示设备和侧置式操纵杆很可能也被歼-20采用。
当前，飞控-火控-推力一体化控制（简称飞火推一体）已成为四代机和部分三代半战斗机的标配，歼-20也势必具备这一能力。由此，歼-20到底采用了哪种发动机也成了避不开的话题。笔者认为，歼-20究竟选择国产还是进口发动机，并不是一个“是否支持自主动力”非白即黑的简单命题，而是根据型号发展的不同状态、可选择配套发动机型号的性能指标、成熟程度和产能情况等因素共同决定。
在歼-20验证机测试阶段，国产发动机无论性能还是可靠性都存在一些问题，难以及时用于十分关键的验证机首飞。进口发动机虽然技术上较为成熟，但性能还不足以完成相关验证需要。因此，研制单位很可能采取了利用国内建立的进口发动机大修线，更换其部分部件，以达到试飞所需主要指标的方法。考虑到验证机对发动机寿命指标要求并不突出，这一方法在工程上的可行性还是很高的。
在原型机试飞阶段，高密度、大强度的试飞，使得动力系统的寿命指标愈加重要，因此，很难用继续采用特事特办的方式。在当时改进型国产发动机还无法保证成熟时，已经通过生产国国家测试，具备全权限发动机数字调节系统的改进型进口发动机，无疑是技术状态冻结时合理的选择。
不过，随着歼-20项目的进度不断加快，这一方法的适用性再次面临考验。进口发动机的生产国在先进航空发动机生产能力上已经很难再有提升空间，在满足本国用户旺盛需求的同时，还要为歼-10B/C和歼-20供货，其成品率和可靠性问题已到了不容忽视的地步。作为空军未来的绝对主力，歼-20的交付进度显然需要优先保障，如果进口发动机确实遭遇了上面提到的麻烦，那么歼-20是否会采用已在其他型号上经受考验的改进型国产发动机，十分值得关注。
假如这一设想成为现实，这也将使现阶段技术状态的歼-20与结合矢量推力技术的国产高推重比涡扇发动机的歼-20中间出现一个过渡，这样虽然增加了技术状态的复杂性，但却有助于提高型号发展的衔接性。对于这款承载了中国空军跨越式发展希望的“国之重器”来说，任何之前看起来不可能的事，在它身上都需要重新审视。
本文选自《世界军事》编辑：张淋清 实习编辑 ：刘佳音
这里是新环球军事---军迷的家园~觉得文章不错的话可以转发打赏哦~【长按二维码即可打赏】
