小灰:世界軍備短評(一)—— 論中國「殲-20」戰機致命缺陷

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中國戰機「殲-20」在試飛時所產生的凝結霧較為混亂,顯示出其氣動力設計未如理想,對戰機的機動性有負面影響。 圖片來源:Wikimedia Commons

不少中國軍事愛好者經常狠批美國第五代戰機 F-35 如何不濟,相反對國產「殲-20」卻趨之若鶩,但很多人不知殲-20 其實是美軍 F-35 早期設計的山寨版。加上中國本身航空製造技術不足,令它有鮮為人知的致命缺陷。

網上評論曾經有人單純以推重比(thrust-to-weight ratio)去斷定 F-35 機動性不足,甚至無力對抗第 4 代戰機。但推重比只不過是影響飛機機動力眾多因素的其中之一,實際上需要宏觀地分析其氣動力設計。雖然要判斷氣動力設計好壞並非易事,不過筆者在此提供一個「速成之法」:就是觀察戰機進行急速轉向(軍事術語:「高 G 動作」)時所產生的「凝結霧」,特別是「高攻角(High Angle of Attack)」的狀態。

試飛短片所見,不難發現殲-20 的凝結霧較為混亂,甚至上世紀的 F-15、16 都要比它流暢。原因是殲-20 的氣動力設計不濟,引致產生較多亂流,而亂流會嚴重影響飛機之操控性。

為甚麼亂流會對機動性有嚴重影響?這便關乎「氣動力學」的問題了。「氣動力學」主要由四個基礎「向力(vector force)」:升力(lift)、阻力(drag)、推力(thrust)和重量/重力(weight/gravity)相互之間的關係建構而成,推重比(Thrust-to-weight ratio)就是其中一個系數(推力與重量的比例)。飛機的原理就是透過引擎所提供的推力,使氣流高速流過機翼而產生升力。當升力提升至足以抵銷飛機自身重量時便會上升,然而飛機飛行時,空氣會形成阻力抵銷推力,所以機身的設計必須將阻力盡量減低,讓引擎的推力發揮至最高點。假如機身設計不當,表面便會產生亂流,亂流會增加阻力,從而使推力下降,機動性亦隨之下降。

除此之外,殲-20 機身過長亦是其致命傷。在眾多已知的第 5 代戰機之中,殲-20 明顯長得多(註 1)。這類特長設計多數用於講求速度多於操控性的截擊機身上:因為機身愈長,轉向時所產生的「力矩(torque)」就愈大,由於力矩與作用力成正比,換句話說,當殲-20 進行轉向時,發動機部分的推力會被消耗於額外力矩之上。在「氣動力學」的原則下,推力降低的同時,機動性亦相應降低。

說到匿蹤性能,更加不可不提的,就是有從事匿蹤研究及設計的美國專家指殲 – 20 的匿蹤設計只針對來自前方的偵測,即殲-20 基本上要面向對手的雷達,才能發揮最大的匿蹤性能,其他方向的匿蹤能力會大打折扣。再加上原本設計給殲-20 使用的引擎 WS-15 因為技術不足等原因(註 2)趕不上生產需求而暫時以上一代 WS-10B 頂替,使其匿蹤性能進一步被削弱。國產戰鬥機在實戰時的表現,相信和其他先進國家的第 5 代戰機還有一段差距。

註 1:殲-20 超過 20 米、F-22 接近 19 米,相差約 1.5 米
註 2:2015 年,W-15 引擎曾在測試時自爆

世界軍備短評系列

「世界軍備短評系列」與軍事專家 Thomas Chan 合撰。Thomas 為香港軍服收藏家協會會長,世界軍備、戰爭史自由撰稿人,電台、電視節目及報章軍事專題常客。曾現身「馬鼎盛講軍事」、「最愛收藏家」等,推廣軍事知識及軍服收藏興趣。有關香港軍服收藏家協會,請見 http://regimentals.net/about_us.html

※ 此欄文章為作者觀點,不代表本網立場。 ※
小灰 軍旅征途

香港出生長大,在英國陸軍服役。參軍是為了證明香港人冠絕東方,義勇無雙。