【時事軍事】中共空軍J-20 的真面目

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【大紀元2021年06月20日訊】6月13日凌晨,多架中共空軍飛機穿過北京天安門廣場上空,其中包括5架中共空軍最先進的J-20戰鬥機,據說是為7月1日的閱兵做準備。在中共空軍的所有飛機中,J-20已經成為其軍事現代化的標誌,作為中共權力和力量的象徵出現在各種出版物和展示的現場。甚至有人把它稱為「大國重器」,並拿它與美國迄今最先進的戰鬥機F-22相提並論。

大家知道,F-22是40年前美國空軍作戰思想的產物,但是今天仍保持著無與倫比的先進性。1997年首飛,2005年開始裝備美國空軍,到2011年停止生產,總共生產了195架,到今天為止已經稱霸天空24年,在戰術技術性能上無人能與之抗衡。其標誌性的性能特點表現在雷達隱身(Stealth)、超音速巡航(Super Sonic Cruise)、超機動性(Super Maneuverability)和超態勢感知能力(Superior Avionics for Battle Awareness and Effectiveness),就是俗稱的「4超」(4S)。

目前進入服役的所謂第五代戰機有4種,除了F-22以外,還有美國的F-35、中共空軍的J-20和俄羅斯的SU-57。但後者在綜合性能上都沒有達到F-22的水平。

今天我們主要說一說J-20。在中共的宣傳中把它認定為第五代戰鬥機,甚至在某些方面超過F-22。這個在F-22問世20多年後才出現的飛機,真的在性能上趕上來了嗎?我們還是從J-20設計之初所面對的問題說起。

J-20按照第五代戰機的設計標準,當然要追求F-22代表的4S指標,但問題是要在實際技術能力和資源限定的各種硬性的邊界條件中妥協,這些邊界條件表現在動力裝置、武器、材料、製造工藝、電子設備和戰場信息系統等多方面。其中對飛機性能影響最大的是動力裝置和武器系統。

F-22前機身截面呈菱形,中機身截面呈五邊形,並逐漸過渡到後機身的扁平矩形截面。採用機身升力體和大邊條設計。機翼採用中等後掠角上單翼菱形機翼,並採用機翼扭轉措施。尾翼採用4翼面全動垂尾和全動平尾。採用兩側進氣的S形超聲速進氣道,平行四邊形進氣口和長方形尾噴管。

F-22的氣動布局在權衡隱身性能和氣動特性的基礎上,其綜合性能達到了航空歷史的高峰。J-20幾乎在所有方面都抄襲了F-22,唯獨氣動布局別出心裁,採用了雙激渦流升力體邊條翼鴨式氣動布。採用花哨的鴨式布局並不是因為它比F-22先進,而是因為動力裝置能力太弱,不得不在氣動布局上做出妥協。

直到現在,可供J-20選擇的發動機只有俄羅斯禮炮機械製造企業生產的AL-31F發動機,以及中共國自己生產的WS-10發動機,這兩種發動機都不能滿足動力需求。儘管不斷傳出WS-10發動機的各種改進型,甚至稱比俄製AL-31F還好,但J-20就是不安裝WS-10。如果WS-10好,J-20有一千個理由也不會安裝進口的俄羅斯發動機,由此我們可以看到中共的宣傳和實際情況有多大的差距。

最初專門為J-20配套的是推力更大的WS-15。關於這款發動機,幾年前就聽說實現了突破,取得了重大成功,終於達到設計要求等,但如今的說法是,量產還是要等5年以後再說。J-20在設計之初就乾脆放棄了WS-15,以及一直不能很好解決使用壽命問題的WS-10,在推力更小的俄製AL-31F發動機的基礎上設計J-20。應該說,從設計師的角度看,他們的選擇是明智的,否則我們現在看到的J-20可能還是一堆圖紙。

動力不足迫使在氣動布局上妥協。J-20的中長鴨翼加邊條設計,是為了追求最大升力係數和最大限度地減小超音速飛行狀態下的阻力,並提供儘可能大的舵面控制能力,以保證在動力不足的情況下實現有限的機動性能。而因此損失的首先是隱身性能,突出的鴨翼在飛行中會不斷地偏轉角度,毫無疑問地破壞了設計師努力保持的光滑外表,這對於減小雷達反射截面絕對不是一個正面的貢獻。

另一方面,靠氣動設計也不可能挽救超機動性能和超音速巡航性能,因為這兩項能力更多地依賴於發動機強大的推力,僅靠舵面的作用無法彌補。我們對比這兩種飛機在做機動動作時的表現,就會對J-20形成呆滯遲緩的印象。相反,鴨式布局還有可能會斷了J-20改裝大推力矢量發動機的念想,除非重新氣動布局,當然那就是另外一種飛機了。

中共空軍希望以戰場信息系統和超視距空戰能力來迴避機動性差的問題,這一點從最初的設計就能夠看到。J-20的武器系統除了各種空對空導彈以外,最初並沒有設置航炮。也就是說,設計師認為J-20典型的作戰模式是超視距空戰,可以不考慮近距格鬥情況的發生,因此機動性能也就不是那麼重要了,至於超機動性能就更無需強調了。

落後的導彈技術也給J-20的設計帶來不小的麻煩。體形笨重的導彈,迫使設計師將彈倉的尺寸擴大到極限,然後再用複雜的氣動設計解決巨大彈倉帶來的問題。以PL-12為例,這是一種與美國的AIM-120相對應的中距空對空導彈,但PL-12除了性能比對方小以外,體積、重量都比對方大很多。導致J-20的彈艙比F-22大一倍,機身截面積自然也增加了不少。

目前J-20裝配的AL-31F發動機最大持續推力16,700磅,加力推力27,560磅。而F-22配備的F119-PW-100發動機最大持續推力26,000磅,加力推力大於35,000磅。二者發動機推力相差近10,000磅。重量相當,外形尺寸更大的J-20,依靠推力比對手小30%的動力裝置,怎麼可能在性能上有資本與對手一搏呢?

F-22的最大速度為2.25馬赫,巡航速度可達到1.82馬赫。而J-20宣稱最大速度為2馬赫,至於超音速巡航性能,基本都是些美麗的傳說了。實際上在目前的動力配置下,J-20根本不具備超音速巡航性能。

在第五代戰機的四個超能力中,超音速巡航和超機動性,基本上就已經與J-20無緣了。

至於另外兩個超能力,我們從觀察到的現象說起。大家注意到,一年以來,特別是近期,中共對台灣防空識別區的入侵行動日趨頻繁,且規模不斷擴大,但從來也沒有看到過J-20的身影。作為中共軍事裝備的核心力量之一,J-20的缺席耐人尋味。我們不妨大膽假設,如果J-20真的出現在戰雲密布的台灣海峽,可能立刻就會暴露在美、日、台先進的雷達探測系統面前,那時候也許我們就知道J-20隱身性能的真實面目了。

而超態勢感知能力,還不能完全算在J-20身上,那是涉及到參與戰區作戰幾乎所有軍事裝備的更大的系統,即使在J-20身上能夠實現一部分功能,還要看中共有多少空中、地面和海上的裝備能夠與之配合,否則也是孤掌難鳴。

總的來說,J-20與第五代戰鬥機的4項超能力對照,起碼有兩項靠不上邊,另外兩項無從證實,但值得高度懷疑。如果一定說J-20是第五代戰鬥機,那麼充其量也就是一個被迫沒有在氣動布局上貫徹F-22設計思想的「山寨版半成品」。

撰文:夏洛山
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責任編輯:連書華

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