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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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家园 电磁拦阻系统好像搞定了,就是不知道用到“山东”号上没有?
家园 马伟明说电磁阻拦系统研制只花了电磁弹射系统1/3的时间就

完成了。

家园 山东号只是辽宁号的优化版,应该没可能。
家园 据说山东号做了大量优化,载机增加了30%以上!

飞机起降的时候,看看拦阻系统有没有变更!

家园 预计可能性为零。

辽宁号和山东号的舰载机飞行员应该可以互换,起飞降落系统数据等应该相同。起飞降落是舰载机飞行员最危险,最需要高度集中时期,如果降落系统不同,纯属难为飞行员。

家园 做工程都是这样

从零做起的,如果做出了先进产品,哪怕只是可用的产品,其它相关的东西,改改就行了,一般来说,修改程度不会超过50%,由于经验关系,时间就变成了1/3。我手里最近一个项目就是如此。

家园 歼20上舰确实嫌超重了,歼31刚刚好,沈飞本身又有经验。

舰载机不同于普通战斗机的地方首先就是机身强度要抗的住拦阻索的拉力,那个速度从复飞瞬间到零,机身强度不够的话,直接就拉散架了。歼20要是为上舰做大改,气动结构和重量配平之类都得改,成飞没相关的经验。现在可不是以前了,上级一个调令,沈飞就连人带技术资料一起送过去,还得包教包会。

相比之下,沈飞有歼15上舰的成熟经验和技术,用到歼31上,可收事半功倍之效。

以后两大飞机制造厂一个服务空军,一个服务海军,各有侧重,蛮好的。

家园 无非就是机库变大了

毛子那船大量空间用来装导弹,现在都用来装飞机了。

家园 可能,山东号开始起降实验就知道怎么回事情了!
家园 打赌正好相反。

歼20已经装备部队,而歼31还处于试飞,寻找客户阶段。

和上舰改造难度比制造一款成熟优秀的战机难度高的多。

歼20和歼31比类似舰载苏27和舰载米格29的区别。

歼31上舰面对日本拥有的几艘航母搭载的F35B也不一定有优势,面对美军的F22困难就更高。

仅制空能力一条,歼31就被淘汰。

家园 这个赌打了!我赌没有弹射前歼20不可能上舰。

按楼主的计算,歼20现在的重量就已经达到极限了,要做上舰的修改,重量会更重,没有弹射的话不可能上舰,即使勉强上了舰,也达不到全部战斗力,载油量载弹量这些短板比歼31还严重

我觉得沈飞现在一定正在为歼31上舰做工作,而且已经有了一定的突破,前些日子沈飞一个总工的关于重型还是中型战斗机上舰文章应该就是理论准备。

相比之下,成飞完全没有舰载机的技术和经验的积累。我不看好歼20现在上舰,也许20年后等滑越式航母已经完全成熟,开始建造弹射航母,鸭式布局也完全成熟后,再来改进歼20上舰就会水到渠成。

家园 FC31又不能隐身,跟J16有啥差别

面对F35都是有代差,战斗力还是比不过。日本把F35弄上了出云号,中国一定要谋求反制的手段。应该正确舰载隐身机,而不是在FC31身上消耗资源。J20虽然超重,但是工艺和生产线都已经稳定成熟,真要论起来,在J20基础上研制舰载改型,很可能比尚未定型的FC31成本低,投产快。就目前贴出来的FC31照片看,外形还没有确定呢。

家园 不用等20年,弹射航母已经在建了。

002航母首舰在2015年初确定由江南造船厂承担建造任务。(虽然是军迷推测,但感觉比较可靠。)

https://lt.cjdby.net/thread-2353020-1-7.html

另如此赌约不好断输赢。

应该是下一代舰载机是歼31版还是歼20版更好判断。

家园 沈飞有啥经验?抄人家T-10-K3的经验?

慎之又慎!

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