歼-20是成都飞机工业集团为中国人民解放军空军研制的中国第四代(欧美标准,俄标准为第五代)双发重型隐形战机。其采用了单座、双发、全动双垂尾、DSI鼓包式进气道、上反鸭翼带尖拱边条的鸭式气动布局。歼-20的机头、机身呈菱形,垂直尾翼向外倾斜,起落架舱门采用锯齿边设计,机身深墨绿色涂装,远观近似于黑色。最新试飞的歼20(2011)采用跟F22一样的灰色涂装。侧弹舱采用创新结构,可将导弹发射挂架预先封闭于外侧,同时配备国内最先进的新型格斗导弹。其目的是适合中国空军2020年以后的作战环境需要。一些热衷于为兵器命名的资深网友为这型战机取了一个一语双关的名字“黑丝带”,似露非露又充满诱惑的战机恰如黑丝,又契合了这款战机的机身涂色和“四代”谐音。2009年11月,中国人民解放军空军副司令何为荣将军曾预期歼-20将在2017到2019年间投入使用。这标志着我国隐形战斗机的研制工作掀开了新的一页。 首架工程实验机于2010年10月14日完成组装,2010年11月4日进行首次滑跑试验。2011年1月11日12时50分,歼20在成都实现首飞,历时18分钟。预计歼-20将在2017~2019年期间投入使用,2020年后逐步形成战斗力。 新版歼20已进行多次发动机试车,2014年3月1日中午12点左右,中国最新版2011号歼20战机成功首飞,伴飞的是1架歼10S战机,12点30分左右2011号歼20战机成功降落。中央电视台2017年3月9日证实歼-20进入空军序列。2017年9月27日,国防部发言人吴谦在记者招待会上宣布,中国的隐形战斗机歼20已经正式列装部队了,这意味着,中国空军正式跨过了“四代机”门槛。

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    • 中文名:中国歼-20战斗机
    • 英文名:J-20
    • 代号:威龙
    • 北约代号:火牙 Firefang)
    • 国家:中国
    • 类型:重型隐形歼击机
    • 乘员:1人
    • 设计单位:成都飞机设计研究所
    • 制造单位:成都飞机工业(集团)有限责任公司
    • 首飞时间:2011年1月11日12时50分
    • 单位造价:1.1亿美元
    • 服役预计:2017-2019年
    • 目前数量:5架

    1发展历程

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    研制历程

    歼-20是成都飞机工业集团中国人民解放军空军研制的中国第四代(欧美标准,俄罗斯标准为第五代)双发重型隐形战机。

    首架原型机于2010年10月14日完成组装,2010年11月4日进行首次滑跑试验。

    2011年1月11日12时50分,歼20在成都实现首飞,历时18分钟。

    2014年3月1日中午12点左右,中国最新版2011号歼20战机成功首飞,伴飞的是1架歼10S战机,12点30分左右2011号歼20战机成功降落。

    系列化发展

    我国在成功研制出歼-15重型舰载机之后,已经基本掌握了重型舰载机的关键技术,但我们必须冷静地看到,歼-15相对于美军的F-35C舰载机已经相差一代,我国第二代舰载战斗机必须达到第四代战斗机的水平,在作战能力上,要能够与F-22和F-35战机进行有效对抗,对国外典型的三代改进型战斗机,如F/A-18E/F、F-15K、F-15SG、台风战机等保持全面优势。按照通用化和减少成本的考虑,在歼-20战斗机基础上发展一种重型舰载战斗机,是非常符合我国实际情况的正确选择;同时,在该机的基础上,还可以进一步发展歼轰-20双座多用途战斗轰炸机,以及歼电-20高性能隐身电子战飞机,走系列化发展之路。

    发展重型舰载隐身战斗机将确立中国在世界舰载机技术上的优势地位,由于F-35C具有先天技术缺陷,在歼-20舰载型战斗机面前,F-35C在空战能力上将处于明显劣势,这将是美国自1944年以来,首次出现对手的舰载战斗机优于美方的情况,这将让美军难以接受,美军很可能将加速新一代(美称第六代)舰载战斗机的研制进度。在美军NATF计划下马之后,中国的重型舰载隐身战斗机将成为人类历史上第一种重型舰载隐身战斗机,它将开创人类舰载飞机发展的一个先例,成为世界舰载机发展的伟大里程碑。

    2设计特点

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    融精彩设计于一体

    技术包括:

    美国F-22的菱形机头和整体式黄金镀膜舱盖(歼-20在此基础上进一步优化了升力体设计),从2011号机开始,改用F-35那种内置加强筋的一体化舱盖,据此推测舱盖变薄,以更及时的穿盖弹射方式跳伞,节省了抛盖的0.3-0.4秒。

    美国F35的光电分布式孔径系统(EODAS),也被技术人员整合到歼-20战斗机上。值得骄傲的是,歼-20是世界上第二架应用EODAS的战斗机。

    美国F-35的DSI进气道改进型(歼-20为可调DSI的次世代进气道)。

    美国F22的弹舱布局:机腹下部为主弹舱,机腹两侧为格斗弹舱。不仅如此,为了加强隐身能力,歼-20还在弹舱上使用了先进的锯齿型舱门。

    中国歼10的鸭翼的改型(中国五代采用了上反鸭翼,与下反主翼等翼面配合,共生涡升效应);多种三代机(如美国F/A-18)采用的大边条及翼身一体设计的改型。

    俄罗斯T-50的全动垂尾(歼-20为全动差动垂尾)、推力矢量(实为殊途同归)。

    俄罗斯米格1.44的后机身设计(窄间距双发动机喷口,宽间距外倾双垂尾及腹鳍等——都属于超音速减阻措施)的改型。

    鸭式布局

    歼-20采用了单座、双发、全动差动双垂尾、DSI鼓包式进气道、上反鸭翼带尖拱边条的鸭式气动布局。

    对于歼-20采取的这种设计布局有以下猜想:

    机内武器舱布置的需要

    进气道设计需要

    翼面积和中距耦合鸭翼的需要

    歼-10歼-10

    歼-20的基本布局继承于歼-10,而歼-10就是一种机动性、敏捷性和大仰角能力非常突出的战机。可以预计,歼-20继承了歼-10的高速瞬盘角速度,并进一步放宽了静稳定度,同时采用了独一无二的“鸭翼+边条+前后襟翼+全动尾翼”的综合气动布局来提高飞控能力。

    翼面全动

    歼-20的鸭翼是全动的,歼-20的双垂尾也是全动的。国外已知战斗机中,只有 T-50 带有全动垂尾,F-22 和 F-35 都是常规的固定垂尾加可动舵面。

    全动垂尾和全动平尾一样,都是飞控要求和水平提高的结果。传统的横向稳定的飞机设计中,后机身的水平方向投影面积应该大于前机身,这样飞机就像风向标一样,在横向是自然稳定的。后机身是指整机重心以后的部分。现代战斗机的发动机占了飞机重量的不小的一部分,飞机重心越来越靠后,所以机翼也靠后,造成F-18这样机头像仙鹤一样长长地伸在前面的样子。但这样,后机身的投影面积就越来越依靠垂尾,一个垂尾不够,有时还需两个垂尾。双垂尾还有额外的好处,可以把舵面差动动作(也就是同时向外,或者同时向里),充当减速板使用。像 F-18 那样的外倾双垂尾的舵面差动动作的话,还可以产生额外的压尾力矩,帮助飞机及早抬头,缩短起飞距离。外倾的双垂尾还有降低侧面雷达反射面积的的好处。对于远处照射过来的雷达,入射角基本上可以等同于水平入射,直立的垂尾像镜子一样反射,外倾的垂尾就明显降低了雷达反射特征。

    不过外倾的双垂尾在飞控上比较别扭,不光产生偏航力矩,还产生滚转力矩,要达到飞行员的无忧虑操作,需要较高的飞控水平。歼-20比这还进了一步,采用了全动垂尾。全动垂尾变被动的自然稳定为用主动控制达到方向稳定,好处是可以用较小的垂尾,重量和阻力都较小,雷达反射面积也小,坏处是对飞控要求进一步提高。歼-20采用这样极端的技术,说明了成飞对先进飞控的信心。

    可动边条

    歼-20歼-20
    在众多侧视图中,不大为人注意的是鸭翼和机翼之间的边条,有一条清晰可见的缝线,这只能是可动边条。四代的远距耦合鸭翼注重配平作用,有助于敏捷的机头指向,但对于稳定盘旋所需要的涡升力没有太大的帮助。欧洲“台风”在鸭翼和机翼之间增设了一对小小的扰流片,用于产生涡升力。四代大大地进了一步,鸭翼和机翼之间的边条是可动的。由于和机翼在同一水平面上的缘故,三代的鸭翼略带上反。一般说上反翼增强横滚的稳定性,用于自然稳定性不足的下单翼。三代鸭翼相当于上单翼,上单翼用上反十分罕见,对敏捷性是负面影响,但鸭翼面积太小,这点影响可以忽略不计。但鸭翼略带上反,减少对边条的遮挡,可以增强边条的作用。歼-20的边条是小小的,比较狭窄,毕竟在鸭翼后面,太宽大了没用。但这不等于边条就无所作为,尤其是边条可以可控下垂。可动边条可以强化涡升力,并且可以控制涡流走向。米格-29K也采用了类似的技术——不完全一样,但思路相近——米格-29K的大边条下有一对可以在起飞着陆时放下的扰流片,这一对扰流片大大增强了涡升力,所以不需要苏-33那样的鸭翼就可以实现航母上的滑跃起飞。不同的是,米格-29K的扰流片只在起飞、着陆时使用,对机动飞行没有助益,歼-20的可动边条在所有时候都可以发挥作用,这就是全新设计和改进设计的差别,也是飞控的差别。

    DSI进气

    歼-20采用了DSI(无附面层隔板超音速进气 ),用三维复杂曲面的凸曲面(鼓包状,用于压缩气流)把进气中的附面层迎面剖开,然后用压力梯度顶到进气口的两角泄放。不过歼-20的 DSI 有三个特别的地方,一是不对称,凸曲面的位置偏上,而不像常规 DSI 的对称设计,这可能是照片不清晰造成的错觉;二是进气口侧唇口带有后掠,这是世界上已知 DSI 中绝无仅有的;三是歼-20的进气口是可调的,这也是第四代战斗机中唯一采用可调进气口的。

    成飞一定是世界上 DSI 经验最丰富的飞机公司了,一口气设计了三架 DSI 战斗机:枭龙04、歼-10B、歼-20。相比之下,洛克希德-马丁只有 F-35,研究机不能算。成飞在歼-20上采用这样特别的 DSI,是有道理的。

    进气口设计有三个指标 :分离附面层,保证干净气流进入进气道;在大迎角下也保证正常进气;在超音速飞行时把进气气流减速到亚音速,并增加压力,也就是所谓的“总压恢复”。

    歼-20的DSI恰好在这三个方面都做到了折衷。

    腹鳍设计

    歼-20比较引人注意的“倒退”是那一对腹鳍。在传统设计中,腹鳍是后机身投影面积的一部分,是为了降低过高的垂尾用的,在大迎角垂尾受到机体遮挡时,腹鳍的方向稳定作用也比垂尾更显著。但四代采用全动垂尾的目的就是用主动控制代替被动的自然稳定性,再用腹鳍在道理上说不通。即使在大迎角垂尾作用受到削弱时,也可以通过副翼和襟翼的差动动作造成不对称阻力,达成偏航控制。B-2 和 YF-23 就是这样控制的。事实上,所有第五代战斗机中,歼-20是唯一采用腹鳍的,F-22、F-35、T-50 都没有采用腹鳍。T-50 或许可以用推力转向补充大迎角方向稳定性的主动控制,F-22、F-35 可没有这样的能力,F-22 的推力转向只能上下动,不能左右动。事实上,在西方的第三代和三代半战斗机中,只有F-14和F-16采用腹鳍,F-15、F-18、“鹰狮”、“台风”、“阵风”都没有腹鳍。苏联第三代的苏-27有腹鳍,米格-29也没有。那为什么三代回到已经“过时”而且和主动控制思路相悖的腹鳍呢?有可能这是米格 1.44 的影响,这是可动腹鳍,用于大迎角时的主动控制,或者这只是四代技术验证机阶段的过渡措施,作为减小面积垂尾的保险。

    隐身设计

    对于外军研制隐形战机的经验,隐形能力和气动外形往往不能兼备,而普遍认为“鸭式”布局会影响战机的隐身效果,所

    隐形战机隐形战机
    以外军已装备或在研的隐身战机都无“鸭式”布局先例。这种理论是否会在“J-20”上得到印证,还不得而知,但用常规眼光来看,“J-20”战机空中机动时前端鸭翼的偏转,以及机尾固定的腹鳍,都会在飞机前方和侧面形成较大的雷达反射面。或许这也是“J-31”保持常规气动布局的原因。

    不过可以期待“J-20”研制厂商掌握更高的材料科技,来弥补“鸭式”布局对隐身效果的影响。有消息称已经采用的局部等离子体隐身技术、反无源探测涂料,可以使中国四代重歼隐身性能达到或超越F-22。

    座舱系统

    屏幕化

    在2010珠海航展上,中航工业展出了国产第四代座舱模拟器,这也是歼-20首次的官方曝光,座舱内部装有两个连在一起的多功能大屏幕显示器,这种布局国外是从F-35才开始应用,而中国新一代座舱与之类似,从中可以看出中国航电技术突飞猛进的进步。从图中判断,单个屏幕大小应该在12寸左右,两个显示器之间无连接框,可以用来合并显示较大的图像。

    触摸化

    多功能显示器周围的按钮基本消失不见,而传统的多功能显示器必须依靠外围的按钮操作,由此可知,这个显示器系统应该使用了和F-35一样的触摸感应技术。不过这两个屏幕的大小比起F-35的显示器还略小,且两侧和下方还带有显示飞行参数等的小型辅助显示器,这一方面说明对于新技术的自信还略有不足,不像F-35那样大胆。另外此方案还保留了平视显示器,也不如F-35这样大胆的跃进。F-35已经将所有信息集中在两个大型显示器上呈现,连平视显示器也一并省略。不过中国新一代座舱环境已经优于大部分战斗机,如欧洲战斗机EF-2000的座舱还使用三台分离的多功能显示器,也没有采用触摸屏等技术。当代最先进的F-22战斗机,因航电系统设计较早,所以也采用了多功能显示器加按钮的设计,不过在未来的改进中应该也会采用触摸感应设计。

    座舱设计

    歼—20的仪表板与F-22的多功能显示器不同,它采用了一个尺寸为8×20英寸的大型全景多功能显示器(MFDS)。这是迄今为止最大的战斗机显示器,它由Rockwell Collins公司的Kaiser 电子分公司研制。实际上它是由两个并排在一起的8×10英寸投影显示器组成,其分辨率分别为1280×1024。这两个显示器是完全互为备份的。当一个发生故障时,所有的功能都可在另外一个显示器上显示。MFDS将显示传感器、武器和飞机状态数据,以及战场环境、战术和安全信息。大范围的战术水平态势可以全屏显示,也可以在平面上分割成若干小窗口分别显示不同的信息。

    采用两种方式对系统功能进行控制:一种是触摸屏方式;另一种是通过设置在驾驶杆和油门杆上的各种开关和电位计旋钮实现的(HOTAS)。两台显示器分别由两个处理机提供对原始信息的加工处理。

    操纵系统--光操系统

    有未经证实的消息来源称该机型并未采用J-10所使用的电传操纵,而是采用了更为先进的光传操纵系统。

    光传操纵系统是以光代替电作为传输载体,以光导纤维作为物理传输媒质,在计算机之间或计算机与远距离终端(如舵机等)之间传递指令和反馈信息的飞行控制系统。光传操纵系统是在电传操纵系统上发展起来的,也是后者的发展趋势。电传操纵系统的致命弱点是易受雷电和电磁干扰及核辐射的影响。现代飞机性能不断提高,电子设备日趋复杂,这必然导致电缆用量的增加以及线路布局的复杂化,从而加大了线路之间的干扰,使电传操纵系统不能正常工作。解决这一问题的根本办法就是采用光传操纵系统。

    采用光纤作为传输介质,以光信号的形式传输,使得光传操纵系统具有很多优点。首先,它具有抗电磁干扰、抗电磁脉冲辐射和防雷电等特点,且光纤本身不辐射能量,这就提高了可靠性和安全性。其次,光缆可减轻控制系统的重量、缩小体积,从而大大改进飞机的稳定性和可操纵性。再次,光纤的故障隔离性好,当一个通道发生故障时不会影响其他通道。光传操纵系统的研究始于上个世纪70年代。1975年,美国空军试验中心在A-7D飞机上利用光纤作为传输线。1979年,洛克希德公司在一架喷气滑翔机上试验了光传操纵系统,取得成功。前期光传操纵系统的研究重点是开发各类光传感器、光处理器等。

    弹仓设计

    歼-20在机腹部位有一个主弹仓,机身两侧的起落架前方各有一个侧弹仓。
    歼-20的侧弹舱门为一片式结构,这个弹舱舱门向上开启,弹舱内滑轨的前端向外探出,使导弹头部伸出舱外,再直接点火发射。

    武器配置

    据推测,歼-20的可选装备如下:远程空对空导弹:霹雳-21;中程空对空导弹:霹雳-12D;近程空对空导弹:霹雳-10;近程空对空格斗导弹:霹雳-8;精确制导滑翔炸弹:雷石-6;机炮:一门23毫米双管航空机炮。

    2013年,歼-20带弹试飞,根据试飞照片显示,歼-20的侧弹仓则各携带1枚导弹,而主弹舱只能携带4枚导弹,少于美国F-22的载弹量,但鉴于其尚处研发阶段,弹仓布局、挂弹种类可能还会存在一些变化,加上歼-20装有外挂点,可在牺牲隐身能力的情况下加大带弹量,歼-20未来服役后的实际载弹能力尚不得而知。

    3设计优势

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    超音速

    歼-20采用了“鸭翼+边条翼+升力体”的综合布局结构,把全动鸭翼、边条翼、升力体三者结合在一起。

    歼-20鸭翼的主要作用,和歼-10一样,是为了产生脱体涡,对主翼上翼段形成有利干扰,改善主翼的升力特性和操控性能。不过歼-20的鸭翼还带有上反角,这是为了隐身。歼-20既具有菱形机头的菱线机头边条,在鸭翼和主翼前还见缝插针安排了一段边条翼。

    而美国F-22、F-35、俄国T-50都只有变形的、大小不等的边条翼,拥有完整的鸭翼和边条翼的歼-20,在全球已有的四代战机中,升力特性最好、升力系数最高。这意味着中国四代有着更短的起飞距离和更优秀的稳定盘旋能力。

    歼-20机身采取了略显激进的、重视超音速性能的设计。这是对发动机暂不如人的一种弥补,也体现了中国空军一以贯之的追求速度的决心。

    隐身

    第四代战斗机的性能特点可以用4S来概况,即隐身、超音速巡航、超机动和短距起降。其中最具革命性的是隐身性能。

    歼-20总体上采用了隐身设计,鸭翼和腹鳍的存在对隐身构成了不利影响,正面RCS值应该会大于F-22。但鸭翼、腹鳍面积都非常小,歼-20的正面RCS值与F-22应该还是处于同一级别。

    实际上,在真正洞悉雷达隐身原理的人眼中,这根本就不是问题。一个好的隐身飞机要处理好上百个问题,所谓鸭翼问题,只不过是个极为普通的次要问题而已。

    总的来看,歼-20的外观特征反映和体现了设计者力求在隐身、机动和超音速巡航等技术指标上实现平衡。

    光操优势

    在强电磁干扰下飞行。

    电磁干扰通常可分为外部干扰(来自飞机外部的不期望的各种导航、通讯设施和所有人为或天然的电磁干扰源)和内部干扰(由机身内部的通讯、导航、传感器变送系统和能源系统等引起的辐射或传导噪声)。由于现代数字电子技术、多电(more electric)飞机作动系统和现代空战中电子干扰战术的应用,以及全球范围内高强辐射源的剧增,使得飞机安全飞行环境的电磁干扰和核辐射的问题更为突出。同时越来越多地采用复合材料将导致系统中的电子元器件失去传统飞机金属蒙皮的屏蔽保护,即使是具有良好屏蔽的复合材料蒙皮,其对外部环境的干扰亦仅可提供不超过70dB的衰减。解决这一问题的根本途径就是采用纤维光学系统,由于依赖于光进行工作,因此具有固有的抗电磁干扰能力,可使对飞机的电磁干扰衰减若干个数量级。此外,由于光纤内传播的光能几乎不向外辐射,因此不会造成同一光缆中各光纤之间的串扰及故障扩散。

    减轻机载设备重量。

    飞机的重量与飞机的机动性和整体性能紧密相关,进一步减轻机载设备的重量是十分有益的。以光纤一对一地替换FBW系统中的电导线,所需光纤的总重仅为原电导线总重的1/20,在运输机(如MD-12)上,仅此一项即可减重500kg左右,如果再将除操纵系统之外的其它系统的信号传输线(电缆)以光缆代替,并考虑到由于光纤的使用大大减少了FBW系统所必需的屏蔽设施,飞机的整体重量还可大大减轻。即使在战斗机上,借助光纤的多路传输(如频分复用、波分复用或光载波复用/解复用)技术,在1根光纤中可传输多路不同的信号,因此可以大大减少所需光纤的总量,例如F/A-18的每一个作动筒平均有15路分立的信号线,改用FBL技术后只需1根光纤即可实现15路电导线所完成的信号传输功能。

    数据传输速率高和传输容量大。

    对于大多数飞控系统来说,1Mbps的导线式应答总线传输速率是足够的,但先进的UMS和VMS系统对于传输速率的要求高达5~20Mbps,只有满足美国标SAE AS-1773A的光纤数据总线才可胜任。由于光传输的高速率,可以采用分时的方法在一根光纤中传递多路信号,同时也为应用频分和波分等复用技术提高数据传输容量提供了很大的潜力。如字长为20位时,一路光纤传输10000路信号的频宽可达100Hz.。

    改善系统的动态特性。

    随着飞机电子系统的日益集成化和复杂化,电传操纵系统已不能满足进一步改善系统性能的要求,而光传系统高速率、大容量的特点为提高系统频宽提供了相当的潜力,同时,FBL系统的减重亦可改善军用机的机动性。此外,光纤与神经网络技术的结合为有效地实施最优控制设计提供了可能。

    提高飞机的总体性能及燃油经济性。

    无论是商用飞机还是军用飞机,其总体性能的改善与飞机整体的减重总是紧密相关的,FBL系统重量轻这一特点将可直接增加飞机的有效荷载和续航能力,或减少燃油消耗。

    降低验证费用,改善成本-效益指标。

    验证航空电子设备和飞行控制系统的复杂程度及所需费用急剧增加,用于MD-11(装备有传统的FBW操纵系统)上的EME整机验证费用约达1200万美元。由于光纤固有的抗电磁干扰特性,对于光纤接口和光缆传输系统则仅需要进行部件级的EME验证实验,而无需再进行昂贵的整机EME验证。此外,由于光纤总线频宽高,因此可以在飞行控制系统验证中提供更迅速的方法辨识飞机的飞行动力学和稳定性参数,大大减少飞机控制律的研制开发周期,进而减少验证费用。研究表明,FBL与FBW的结合使飞机的可靠性、可维护性和易损性均得到10%~14%不同程度的改善,而FBL与神经网络技术的结合可实现控制系统故障的实时辨识,有效地减少维护费用。

    超机动

    不论亚音速、超音速,还是高音速状态下,歼-20的俯仰、侧滑、横滚、盘旋的能力和大迎角操控效率,也就是战斗过程中的“占位”“抢位”能力,均超过了T-50,远胜F-22,可以轻松做出种种不符合常规、超乎想象的恐怖动作。

    在接敌过程中,歼-20的机头可以迅速指向敌机,加上未来配备的可大角度离轴发射的导弹,则可先敌发射、先敌脱离,其优势已独步全球。

    可以说,中国的第四代重型战斗机集全球优秀三代机和四代机的精髓于一体,是采用现有优秀技术最多、综合最为完善的机型,是目前全球战机气动设计的集大成者,可谓冠盖群芳。

    4存在不足

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    发动机问题有待解决

    高推重比的涡扇发动机是全球新型战斗机超音速巡航、高机动能力的必要条件。而发动机一直是中国航空工业的“老大难”问题,所以歼-20究竟采用什么发动机备受关注。

    在歼-20一开始曝光的照片中,从发动机喷管的外形特征来看,与歼-10使用的AL-31F系列发动机非常相像。但是自2011年1月11日试飞后几天里出现的照片,人们发现歼-20有2架原型机,编号均是“2001”。

    对此,《汉和防务评论》创办人平可夫认为歼-20已经安装了国产“太行”发动机。但军事专家认为,即便确实是“太行”发动机,该发动机的推重比按照西方标准只达到7,与F-22推重比达到10的F119发动机整整相差一代。歼-20要获得彻底成功,仍然有待国产发动机的突破。歼-10一开始就采用成熟的俄制AL-31F发动机,从首飞到服役,用了8年时间。歼-20试飞所需的时间很可能更长,2020年至2025年投入服役是合理的估计。

    受到武器性能制约

    新型战斗机的隐形、超音速巡航能力很大程度上来自武器内置。战斗机弹舱的空间异常狭窄,这需要空空导弹、精确制导炸弹等武器在保证性能的前提下尽可能地缩小体积。但由于基础工业能力的差距,这方面的要求可能比歼-20研制工作本身更加困难。

    对于隐形飞机来说,由于弹舱形状的限制,尺寸稍大一点的弹药就很难装进机腹,这就限制了武器的射程和威力,另外隐形战机在投弹或发射导弹时,必须要打开弹舱才能投放或发射武器,如何起到隐形的效果,而又使导弹投放或发射时对机身的影响尽量减少,这就是隐形战机研制最关键的问题之一。

    外倾的双垂尾在飞控上比较别扭

    不光产生偏航力矩,还产生滚转力矩,要达到飞行员的无忧虑操作,需要较高的飞控水平。虽然歼-20比这还进了一步,采用了全动垂尾。全动垂尾变被动的自然稳定为用主动控制达到方向稳定,对飞控要求进一步提高。

    5基本参数

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    (由于歼-20尚处开发阶段,各种数据并未公开,此处罗列数据是根据照片和影像推测所得,不代表其真实数据。)

    乘员:1人(驾驶员)

    全机空重:19吨

    空战重量:25吨

    最大内燃油:10吨

    最大起飞重量:37吨

    武器最大装载能力:8吨

    机长:20.3米(不含空速管)

    侧弹仓长度:3.60米

    主弹仓长度:4.50米

    机宽:12.88米

    机高:4.45米

    主翼展:12.88米

    主翼前缘后掠角:49°

    主翼弦1/4后掠角:39°

    主翼1/2弦后掠角:25°

    主翼后缘前掠角:12°

    主翼弦展比:1.20

    主翼面积:约73平方米(不包括主翼前边条)

    鸭翼展:1.50米

    鸭翼前缘后掠角:49°

    鸭翼后缘后掠角:12°

    鸭翼翼根宽度:1.57米

    鸭翼翼梢宽度:1.86米

    发动机:涡扇15发动机

    巡航速度:1.83马赫

    最大飞行速度:2.5马赫

    最大飞行高度:18000米

    航程:5500公里

    作战半径:2000公里

    限制过载:+9 g

    雷达反射面积:0.01~0.05平方米

    远程空对空导弹:霹雳-21

    中程空对空导弹:霹雳-12D

    近程空对空导弹:霹雳-10

    近程空对空格斗导弹:霹雳-8

    精确制导滑翔炸弹:雷石-6

    机炮:一门23毫米双管航空机炮

    6最新改进

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    2014年1月17日,国内著名军事论坛网站出现一张据称为歼20新原型机的图片,这架编号为2011的新版歼20飞机,在外观上至少有8到10处与歼20前两架验证机不同。

    2011号飞机的变化很大,这些变化显示歼20战机已经正式进入到原型机阶段,而之前的两架飞机为验证机阶段。

    2011号机的主要改进如下:主翼动作筒缩小;进气口前缘下倾并与机背融合;机头下方安装有黄色EOTS传感器(可能为预留位置);垂直尾翼切尖;背部伞舱改进;发动机尾喷管缩短几乎完全被腹鳍遮挡,喷管有锯齿;整体式座舱盖加装加强框,座舱盖加装导爆索 改为穿盖式弹射;2011为银灰色空优迷彩涂装,2002为黑色涂装。

    网传的2011号新歼20原型机与2001号歼20原型机对比图,明显可看出2011号采用了灰色新涂装,主翼和鸭翼外形也有变化。

    环球网1月7日报道,2014年1月7日,国内著名军事论坛网站出现一张据称为中国歼20隐身战机新原型机的图片,这架编号为2011的新歼20原型机,采用了类似于F-22战斗机的灰色迷彩涂装,这明显不同于2001号歼20的黑白双色涂装和2002号歼20的黑色涂装。可以看到,歼20 2011号原型机采用了先进的无框衍射平显,这也与之前的验证机有明显不同,另外,新的歼20原型机与2001号歼20相比,其主翼和鸭翼都发生了明显变化。

    据外媒称,歼-20战斗机的之所以采用2011这个编号,是因为201X表示歼-20原型机批次,而编号后面的11表示第01批首架,所谓的第01批次就是指歼-20战斗机的原型机批次,歼-20战斗机此前出现的2001和2002号飞机为该机的验证机,也就是所谓的718工程验证机,这些飞机被认为是歼-20战机的第00批次。消息人士称,在气动外形和总体结构上,歼-20战机的第01批次原型机只要不发现比较重大的问题,基本上就不会再有大的改动。所以,第01批次也可以理解为歼-20战机的全状态原型机批次。来自外国军事论坛的图片显示2001号歼20原型机的座舱,其平显与2011号飞机有明显不同,据外媒称,歼-20战机的第00批次共生产了4架,这4架飞机中两架用于试飞。原2001号机主要承担了首飞任务、飞机总体气动结构验证和隐身涂料测试等任务,原2002号机(重新涂装为2004号飞机)主要承担了航电系统验证试飞、飞机液压系统和弹舱气动结构验证,最后还将包括投弹试验飞行等任务。另外两架没有参与试飞的验证机,即2002和2003号机主要承担静力强度试验、RCS地面测试、飞机结构疲劳测试和铁鸟台等任务。

    一些观点认为,作为718工程的验证机,全部00批次战机基本验证和试验了歼20战斗机的全部分系统。为了提高试飞效率,第01批次不会再用模拟配重代替飞机内的航电系统、电传飞控、电子战和液压系统等各分系统,所有分系统将全部组装到位,进行整体验证试飞。这是第01批次和第00批次最大的不同。也就是说,第01批次更像是一架完整的战斗机,而第00批次则是一架“空中实验室”。

    外国媒体称歼20战斗机的第01批次将使用从俄罗斯进口的AL-31FN cep3发动机,这款发动机的性能参数类似于99M1发动机,该型发动机具备FADEC系统,让歼20战斗机首次实现了飞火推一体飞控。据悉,由于涡扇-15发动机研制进度严重落后,这种发动机还没有进行高空台试飞,已基本不可能装备首批量产型歼-20战机。据悉,根据歼-20战斗机“螺旋提升”发展计划,首批歼-20量产型战斗机将在2015年左右交付解放军空军沧州试训中心,2017年左右交付解放军空军一线部队,2019年左右实现IOC能力。这个批次的歼20战机将准备俄制99M2发动机或117S发动机,到2020年左右,随着涡扇15发动机的成熟,歼20战斗机将发展出第二个批产型号——装备国产发动机的歼20A。

    2014年12月19日下午,刷涂编号2015的第6架国产第四代战斗机歼-20升空进行首次试飞。近日,该机的试飞的高清照也首次曝光,可以一睹最新1架歼-20的风采。

    7试飞进度

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    首次试飞

    歼-20隐形战斗机于2011年1月11日中午12时50分左右进行首次升空飞行测试,13时08分成功着陆,历时大约18分钟。整个首飞过程在歼10S战斗教练机陪伴下完成 。试飞不是一次就可以完成的,可以肯定的是任何一种新机型肯定要经过很多次试飞,在试飞中发现问题,并且不断改进,然后才是小批量生产并装备部队。在实践使用中去检验性能,当性能达到军方要求以后才会大批量生产并形成战斗力。

    第二次试飞

    歼-20第二次试飞,继2011年初的首飞后不到100天,中国新型的隐形战机歼-20完成了第二次试飞。2011年4月17日下午4点25分,歼-20的最新一次试飞在四川成都某机场进行,试飞时间持续90分钟,是首次试飞时间的5倍。

    世界先进的战机,从首飞到定型批量生产,中间需要上千架次的试飞。歼-20所进行的试飞,还是这个过程的初级阶段。

    作为新一代的战斗机,无论从外形到内部结构,还是从飞行性能到作战方式,都不一样。因此新一代战机在定型前,需要进行长时间、多架次、多功能的试飞测试。

    第五次试飞

    2011年5月12日15时30分,歼-20进行了第五次试飞。

    此次歼-20试飞在空中进行了许多机动动作,包括S型机动,横滚机动以及大角度转弯等机动动作。起降的过程中,歼-20侧弹仓开启。

    据网友目测,歼-20的侧弹仓长度约3米,超过F-22的侧弹仓长度。

    第六次试飞

    2011年5月16日报道,歼-20战机在5月14日再次进行试飞。

    第十次试飞

    2011年6月1日和6月3日,歼-20在成都某机场连续三天进行了两次试飞,这表明歼-20的试飞强度在逐渐增大。

    2011年9月1日,网友上传了有史以来最为清晰的试飞视频,视频显示,歼-20两次起飞分别用时17秒和13秒,第二次使用了部分加力起飞,并且机动性能出色,同时机尾发动机蓝色火焰明显与歼10等红色火焰有明显对照,起飞时机尾部气浪压缩剧烈似液态波浪(光线折射所致)。

    2011年9月23日,在成都某机场,中国第五代战机歼-20的工程验证机再三次进行了长时间试飞,当日的试飞创造了歼-20自曝光以来一日多次试飞的新纪录,据称歼-20在试飞过程中多次进行了绕八字,低空高速通场后大仰角拉起,开加力小半径转弯等惊险飞行动作,展现出强大的低空机动能力。

    后续试飞

    据环球网国际军情中心2011年10月13日消息:网上传出一组国产第四代战机歼-20的最新试飞照片,据照片上显示,此次试飞歼-20再次收起了起落架,整个过程测试了飞机的整体机动能力。而照片上清晰显示出了歼-20战机升空后发动机喷出的蓝色火焰。

    2011年12月15日,网友再次上传歼-20试飞精彩图片。由此,歼-20全年试飞接近尾声。一年试飞62次,超俄T-50。
    2012年后歼-20试飞频率大增,有时一周可以试飞多次。

    2012年5月10日,我国某机场一架编号为2002的歼-20战斗机正在进行低速滑跑测试,即将首次试飞,照片显示这架歼-20战斗机在露天进行了 一系列科研调试,并和2001号歼-20飞机停在一起。2002号J20外形改动明显。

    2012年05月12日,J-20第一架原型机2001转场,飞往650kM外的阎良试飞院,意味着J-20已被空军选中。转往试飞院进行高级测试。

    2012年5月16日,经过一系列地面测试和高速滑跑后,下午14时49分,中国第四代战机——歼-20的第二架原型机2002号首飞成功,并于15时8分安全降落,这也是继2001号机之后现身的第二架 。

    2012年5月16日,歼-20第二架原型机(2002)进行首次试飞。

    2012年7月26日,2002号歼-20进行第11次试飞。

    2012年10月20日,第三架原型机被曝光。机身没有涂上编号,而且经过对比,空速管也比前两架短了许多。

    2012年12月04日,歼-20再度试飞,大量细节透露。

    挂弹试飞

    2013年7月2日,备受关注的中国第四代国产隐形战机歼-20再次升空,进行了2次各长达1个小时的试飞,试飞中主弹舱首次挂弹。此前,歼-20战机已由成都转场阎良试飞。有分析称,在成都试飞,属于厂家的摸底试飞,而在阎良中国试飞研究院试飞,叫定型试飞,这是整个试飞过程的第二步。按照惯例,经过中国试飞研究院试飞后,这种战机即进入试生产阶段,随后就会进入空军部队开始正式服役。

    2013年7月31日,歼-20再度试飞,并挂载两种新型格斗导弹,包括霹雳10新型格斗导弹。

    新批次飞

    2014年3月1日,中午12点左右,最新版2011号歼20战机成功首飞,伴飞的是1架歼10S战机。12点30分左右2011号歼20战机成功降落。

    歼-20在发动机等核心领域的研究工作均有所推进,包括超高温合金工艺在内的多项难关被突破。这使得歼-20的投产时间逐渐清晰,可控制在了5年以内。

    2014年3月2日,最新一架编号为2011的歼-20第四代战斗机成功首飞,标志着我国歼-20战斗机的研制迎来一个全新的阶段。这架全新的歼-20战斗机在外观上就与之前出现的编号2001和2002的歼-20战斗机大不一样,令广大军迷兴奋不已。接着,网友再次曝光2011号歼-20四代机地面测试猛图。可以看到在地面上的这架2011号歼-20战斗机弹舱全部开启,透露出杀气。

    2014年7月,最新一架编号为2012的国产隐形战斗机歼-20于近期进行了地面滑行测试,这是继2011号歼20离开赴试飞院执行定型试飞任务后,歼-20项目的又一重大进展。有网友拍摄到该架编号2012歼-20四代机已经成功首飞。

    8战略任务

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    远程/持续拦截任务:就这个任务而言,歼-20战机会负责封锁进入第二岛链的空中路径,攻击来袭攻击机及其护航战机。

    远程空战和护航任务:就这个任务而言,歼-20战机会通过破坏防御战机、巡逻机、预警机等资产,在敌军空中防御中打开缺口,并为空中加油作业提供支持。战区攻击任务:就这个任务而言,歼-20战机会像F/FB-111、F-15E和未来FB-22一样,利用制导常规弹药或自由落体核弹,攻击攻击水面目标;战机体积使之足可携带重达3000磅的弹药。

    远程战区监视任务:就这个任务而言,歼-20战机会像RF-111C/D、RA-5C和F-14/TARPS战机一样,收集雷达、图像和电子情报,但歼-20战机具备遗产战区侦察机所不具备的隐身性能。

    电子攻击任务:就这个任务而言,歼-20战机会用来反制敌军雷达和通讯,利用机上武器仓携带干扰设备,像EF-111ARaven(乌鸦)一样。

    反卫星武器发射平台:就这个任务而言,歼-20战机会被用于运载并发射反卫星导弹,与上世纪80年代美国空军利用F-15战机发射由路特公司研制的ASM-135A相同。

    9成功首飞

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    11月24日下午14点15分左右,2017号歼-20成功首飞。据现场网友介绍,2017号歼-20起飞后进行了两次通场,于14点35分左右降落在机场。

    这是中国第8架升空的歼20战机。2015年9月,2016号歼20进行首飞。

    10珠海航展首秀

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    第11届中国国际航空航天博览会2016111日在珠海开幕。中国空军多款高新武器装备成体系亮相航展。中国自主研制的新一代隐身战斗机歼-20首次亮相航展。两架歼-20战斗机从珠海航展上空飞过,进行了1分钟的飞行展示。由于飞行进场的准确时间没有提前预报,展示亮相时间很短,不少观众觉得意犹未尽,称之为歼-20的“快闪展示”。

    整体式座舱盖保证视野

    -20采用了整体式座舱盖,保证飞行员有一个良好的视野。该机使用了综合射频管理系统,机载相控阵雷达还具有电子对抗、数据链等多种用途,加之先进、完善的大屏幕机载液晶信息显示系统,可以向飞行员提供近实时的战场态势感知,并提供空战战术的辅助决策。再配合头盔上的显示系统,智能化操作程度更高,极大地提高了飞机的近距格斗能力。

    隐身好机身设计避雷达

    隐形能力是第四代战斗机的最重要指标,也是歼-20的标志性能力。为此,它采取了诸多措施提高隐形能力。从昨天亮相的两架歼-20看,其机头、机身呈现菱形,机身整体造型简洁,上下表面非常平直,可以减少不连续平面带来的雷达反射。为减少飞机的外形开口,其巧妙地将起落架舱和检修窗口合二为一。此外,主弹舱约设置在机身腹部,这样也有利于飞机的隐身。

    机动性强涡流增动力

    -20是一种机动性、敏捷性和大仰角能力非常突出的战机。该机采用了独一无二的“鸭翼+边条+前后襟翼+全动尾翼”的综合气动布局来提高飞控能力。

    其气动设计采用了“涡升力”技术。在主翼前面,利用边条翼、鸭翼产生强大涡流,可以大幅增加主翼升力,获得更好的机动性能。其内载武器可以消除外挂武器和机体之间的互反射效应,还可以大幅降低飞行阻力。

    内置弹舱可携多种导弹

    飞机的庞大内置弹舱可携带多种空空导弹、空舰导弹,使得它具有强大的攻击力和全方位打击能力。

    腹鳍增强稳定性

    -20采用了外倾的全动双垂尾设计,配合利用“涡升力”,可降低由于涡流强度的提高对垂直尾翼造成的影响,提高飞机的纵向稳定性。歼-20的腹鳍也可以增加大迎角情况下飞机的纵向稳定性。

    追问

    和别国战机抗衡歼-20胜算多大?

    有记者问,歼-20战斗能力的先进性方面体现在哪些地方?与世界最先进战机抗衡,歼-20胜算有多大?中国航空工业副总经理张新国坦言,作为第四代战机也罢,或者国际上叫第五代战机也罢,有几个共同特点:如超声速巡航能力、高敏捷性、隐身能力等,实现这些功能的技术途径不一样。

    张新国说,所谓抗衡的问题,要站在国家的战略利益和战略目标来分析。中国作为一个大国,我们的战略是维护祖国领土完整,保障国家利益。我国开发武器装备是根据国家安全和军事战略方向来考虑的,对于这一新型战机,我们不必与别国飞机简单地对比和评价。

    空军新闻发言人申进科表示,歼-20亮相珠海航展的消息一出,就受到海内外媒体关注。他说,不断研制发展和更新武器装备,是世界各国军队现代化建设的通行做法,近年来我们主要通过自己的力量,陆续发展一些新武器装备,完全是维护国家主权和安全的前提下进行的。

    -20航展首演为何来去匆匆?

    国防大学教授房兵介绍说,和其他观众一样,他昨天也差点没亲眼目睹歼-20的雄姿。“登场太突然了,但看到它们飞过的身影,我想每个人都会觉得振奋。”

    他说,歼-20首次亮相就做了通场、垂直拉升的动作,这些都是空战中很实用的,看那个拉升的动作就能感觉到歼-20动力非常足,机动性非常好。

    由于歼-20还在按照计划进一步研发中,所以它们其实还是在完全保密的状态。房兵说“观众的心情可以理解,但对新一代战机的保密也是国际上的通行做法,美国猛禽战斗机展示,保密甚至更严,连正脸都不让记者拍到。”

    房兵说,虽然飞机还是进一步研制阶段,但值得一提的是,歼-20这个型号应该说从2016111日起就正式解密了,从珠海航展第一次亮相开始,这款战机就成为我国空军正式的一个型号。

    11正式服役

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    “空军运20,轰-6K,歼-20等一批高新武器装备进入人民空军序列!”中央电视台军事农业频道于2017年3月9日证实歼-20进入空军序列。去年下半年曾有消息传出,歼-20首批量产型已经进入空军序列,根据曝光的歼-20机身编号,首批装备该机的部队为空军某试训基地某旅。而中央电视台的此次报道,则是以官方身份首次证实歼-20已经进入空军服役。

    歼-10战机于2003年开始陆续交付空军部队,开创了我国军机在设计定型前进行小批量生产交付部队领先试用的先河,歼-20同样采用了这种先进的发展方式。

    歼-20采用远距耦合鸭翼配合边条翼的先进空气动力学布局,相较于同为第五代战机的F-22,歼-20的发展乘上了“先进鸭翼布局”和计算机科学发展的双重东风,具备在各个速度阶段上的强大机动能力。

    歼-20是中国现代航空工业力量的代表作,它是中国国防能力高速发展的一个象征,而歼-20的正式服役,标志着中国成为第二个自主研发并装备第五代战斗机的国家。

    12正式列装部队

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    2017927日,国防部发言人吴谦在记者招待会上宣布,中国的隐形战斗机歼20已经正式列装部队了,这意味着,中国空军正式跨过了“四代机”门槛。

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    歼-20 图册
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    • 更新时间:2017-09-29
    • 创建者:国搜百科
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