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主题:扯一扯舰载四代机着舰重量 -- asiavikin

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家园 扯一扯舰载四代机着舰重量

好多坛子里都在讨论歼20或者鹘鹰上舰的问题,争得相当激烈。有的认为歼20上舰没问题,有的认为歼20太大太重没戏。今天也来凑个热闹,掰扯掰扯这个问题。

上舰,最基本的是两个问题:起飞和着舰。就歼20或者鹘鹰而言,只要离舰速度超过250公里/小时,我看起飞都不是太大的事,无非是油弹带多少而已。更重要的是着舰。

目前世界上拦阻能力最强的甲板拦阻系统是美国海军的MK7mod3拦阻系统。根据海军航空工程学院王海东等人在《MK7-3 型拦阻装置缓冲系统动力学分析》提供的数据,MK7mod3的拦阻能量等级为6500吨米。

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6500吨米=6500×1000公斤×9.8牛米/公斤=63.7兆焦。这个数值就确定了舰载机着舰的重量和速度。如果取MK7mod3的拦阻重量为50000磅即22.7吨,按照动能计算公式,所对应的最大着舰速率是74.9米/秒即269.6公里/小时。当然,如果你的着舰速度远低于这个范围,比如F14靠着变后掠翼,一般认为着舰速率215公里/小时(约60米/秒),着舰重量就可以突破22.7吨一点,但也不敢玩得太狠。F18E、歼15这类都是240公里/小时(约66.7米/秒),F18E的空重大致13900公斤,加上携回重量4100公斤(其中弹药2200公斤),着舰重量也就18吨。总之大家都得留出点余量,万一那条拦阻索之前用得太狠已经有内伤了呢?

所以,我看以目前的技术水平,舰载四代机的着舰重量也就22.5吨到头,还得是着舰速度控制在240公里/小时以内才行,否则拦阻系统不答应。

于是歼20要上舰,就得把着舰重量控制在22.5吨以内。那么歼20有多重?我们来估算一下。鉴于和歼20同重量等级的四代机只有F22和苏57,其中F22的数据比较丰富,因此就估计一下F22的空重,再以F22为基础,推测一下歼20的空重好了。

但F22空重多少也一直是众说纷纭,有的认为是16.3吨左右,有的认为洛马网站公布的19.7吨更靠谱。当然,这么关心F22空重,本质上还是因为歼20的空重人们最关心,那就根据一些公开的信息和常用分析数据来估算一下F22空重。

北京航空工程技术研究中心发表的《先进战斗机结构选材与制造工艺需求分析》一文中提到F22的钛合金用量4082公斤,占结构重量的42%。由此可得F22的结构重量为9719公斤。

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结构重量与空机重量之比为结构重量系数K,这个值一般取0.465,出自航空工业出版社《飞机设计手册》第四册《军用飞机总体设计》 第235页:

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所以,从结构重量9719公斤除以此结构系数可以得出F22空重为20901公斤即20.9吨,相比较而言,这个结果更接近于洛马网站的数据19.7吨,因此个人看法F22的空重为19.7吨的可能性要比16.3吨大。

这样,鉴于歼20的外形尺寸略大于F22,在空军对其亚音速机动性及超音速巡航与机动的需求不亚于美军对F22的要求下,个人看法全状态歼20空重低于20吨的可能性并不大,如果大幅度低于F22那就只有两种解释:要么今日中国航空工业的设计制造水平已经令美国望尘莫及,要么中国空军对歼20的要求距离F22有较大差距。

作为舰载型,歼20上舰势必要增重,包括加强起落架、更换易腐蚀零部件之类的,至少要加个1吨吧,这已经是很宽松了,须知麦道当年把小小的YF17改成F18A的时候光是前起落架、主起落架这两处结构增强就增加了640公斤!

然后,战斗机着舰需要20分钟空中待机的油量,这个勉强算1吨吧,说实话已经不能再低了,那么还剩多少余量?22.5-20-1-1=0.5吨。个人看法,此时舰载歼20的携回弹药量已经近乎没有。

这种情况下,要么给舰载歼20减重,要么加快电磁拦阻系统的研制进度,研制电磁拦阻系统显然意义更长远。

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