殲-20........新世代驚世之作

2021-06-29|吳中文

解放軍空軍殲-20戰機是中國自主研製的新一代匿蹤戰機,到底,這迷樣的殲-20應該要如何評價...

文/吳中文   圖/Wikipedia

能不能飛與能不能作戰是兩回事!

直至目前為止,殲-20戰機仍為一飛航測試平檯,是原型測試機型,短期內不具作戰能力。目前已完成飛行的殲-20戰機屬於先導生產機(PP,Pre Production),提供即將登場的初期作戰測試評估(IOT&E,Initial Operation Test & Evaluation)。

現有殲-20測試平檯,依現有資料顯示,主要正在進行下列研製工程:

一、機身安定性研究。

二、實體飛航參數與電腦模擬飛航數據之比對。

三、測試各角度機身構形與雷達反射截面(RCS,Radar Cross section)之對應數據。

四、測試機身塗料於各空層,含溫度、氣壓、熱輻射(各頻譜自然光)、熱感應(遠近紅外線照射)、雷射反應、風壓、抗扭曲(漆面彈性)等,與雷達波及熱偵蒐儀器間之關係。

五、模擬安裝射控系統後之動、靜態平衡。

六、人機介面(Human–Machine interaction)之研究。含飛行員飛行操作時與各斷電器與程序設定時的手臂動線,以及地勤人員執行一級保養,或武器掛載時之人力機具動線。

上述的測試工作,殲-20戰機的設計小組基本上都已初步完成。

只是整個設計小組要面對的現實是,殲-20是不折不扣的作戰軍機,雖然目前已確定能夠安全的飛行,但,能飛並不代表能夠作戰!預判,殲-20測試平檯下一階段,將進行細部修改,以符合準作戰軍機的各項性能。工程研改部分,將包括:

一、機身構形於某特定角度易造成雷達反射截面增大之部分。

二、動態飛航測試將加入高G動作。

三、機身隱藏式彈艙之艙門於各環境下進行開啟與閉合對於雷達反射截面之量測。

四、飛控電腦升級。

五、安裝原設計規範之發動機。

六、武裝掛載與發射測試。

低調研發 原始設計改了又改

這幾年,為了要驗證殲-20在作戰狀態下能達到原始設計的需求,整個設計小組所承受的壓力確實相當大。

當初設計小組在原始的作戰構想中,確實曾經想過要將這架具備匿蹤的戰機做為長程攻擊機之用。就如同美軍的F-117一般,雖然掛著「F」這個以戰機為代碼的軍機,但卻是執行攻擊機「A」字代碼的角色。殲-20的設計初始設計,就是超音速攻擊機,以其較低的雷達反射截面匿蹤外形優勢,躲過敵方雷達,執行長程侵攻任務,尤其是進行反艦飛彈的發射。假想敵,當然就是美國海軍航艦戰鬥群。

只是,2007年12月,總參謀部對於這種匿蹤戰機的性能下達重要指示,要求設計團隊要以美軍F-22戰機做為對抗目標。這一個政策性改變,直接讓整個設計小組將戰機的運動性及匿蹤性列為最重要的設計指標。但相對的,這個指示,導致殲-20的彈艙設計必須要做極大的改變,不但造成全機結構要大幅度的修改,最無法用電腦計算的氣動外形也要跟著做修改。

在「線傳飛控」(FBW)及「飛行控制電腦」(FLCS)的交互運算下,殲-20在首飛的10個月內,就完成適飛認證,這架劃時代的戰機,確實立下中國大陸航空工業的新標桿,為後續的殲-31匿蹤空優戰機打下相當好的基礎。

2009年11月,美國衛星拍攝的照片,就已經知道中國大陸已經製造出新一代的飛機,但由於這架「不明機」出現的時間都是在夜間,因此衛星所拍攝的照片全是以紅外線(熱感應)頻譜為主。偏偏這架「不明機」所噴上的塗料,干擾了熱源,照片所顯示的「不明機」看起來與1架剛完成飛行落地後的MiG-21(殲-7)一個樣!有一個模糊的三角翼主翼及一個高溫的「熱屁股」。也因此,美國方面確實在第一時間忽略了這個中國人民解放軍的新玩意。

其次,這架「不明機」的起飛速度與殲-7幾乎一樣,但一直沒有進行超音速飛行,所以按正常的技術情報判斷,應是屬於殲-7戰機正在進行某項高阻力外掛武器測試,沒有一位技術情報研究人員會認為,中國大陸已進行全新一代戰機的試飛。何況,解放軍在當時連殲-10戰機的整體戰術戰法都還沒完成,殲-20的試飛顯然來的太快。

直到2010年7月,美國方面比對許多「不明機」的飛航軌跡資料,這才證實中國大陸已完成全新設計的高速軍機!這下才知「代誌大條」。

2011年1月5日,中國大陸國營的中央電視台在新聞節目中,破天荒播出了中國已經研製出新型戰機的圖片消息,短短1分15秒的新聞及3張不清楚的照片,一瞬間吸引了全球的目光。

殲-20這驚世之作,突然成了中國大陸向全世界展現國力的政治籌碼。

RCS才是作戰關鍵與技術瓶頸

在大陸網民和輿論的高度簇擁下,解放軍總參謀部在2013年又下令設計小組必須要恢復長程攻擊的性能,尤其是針對執行反艦飛彈發射的任務。總參謀部的考量是,新式的空優戰機已確定要由殲-31來擔任,殲-20的作戰角色,空優並不全部,而是一個整合平檯,包括進行空優、制海與深入打擊任務。

這種全系統的修改,使得殲-20戰機的作戰定位變得必須要符合執行全向位角色,因此包括產製、編裝、戰術及戰法等,幾乎都要重新來過。但令人驚奇的是,設計小組竟然可以在2014年的農曆年前,完成殲-20戰機的彈艙與機身結構的修改。

事實上,當初在完成電腦外型設計時,若設計為一空優戰機,殲-20之機身似嫌過大,機身於大G動作時,將需承受極大之前後力矩,此種設計與現有戰機重視靈活機動之原則似有違背。沒想到,設計小組在經過不間斷的人機介面測試後,決定要以強大的「瞬間迴轉率」做為殲-20戰機的空戰機動設計原則。也就是說,殲-20在空戰狀態下,可以在極短的時間內完成機首的轉向動作。至於是不是會因為執行這種大G動作而導致空速急遽降低,顯然已經不是需要考慮的重點,魚與熊掌不可兼得。

殲-20的最大特點,當然就是較低的雷達反射截面。這方面,需要解釋清楚的一件事是,雷達所發出的無線電波在撞擊物體並回彈到接收器的過程中,較低的雷達反射截面,可以將所謂的「燒穿距離」(Burn Through)效應拉到最近,也就是讓敵人的雷達直到最後一刻才發現我方。這個技術,才是設計較低雷達反射截面外形的目的。

就現有的資訊來分析,殲-20在降低雷達反射截面的性能上,確實獲得突破性的進展。許多次的演習中,殲-10戰機的雷達一直到與殲-20距離只有10公里才能正確「抓到」,而這個距離,也等於是讓殲-20上的飛彈早早鎖定並完成飛彈發射。

客觀的分析,殲-20的雷達反射截面數據雖然是極機密,但不如否認的是,在這麼多次的演習對抗中,只要殲-20的彈艙一打開,由於外形的改變,造成雷達反射截面數值突然增大,讓敵人的雷達能馬上獲得距離、速度、高度及航向的資訊。因此,殲-20的接敵戰術,也是一個爭取空戰優勢的關鍵技術。目前所知,殲-20的雷達反射截面在水平位置是最低的,而在開啟彈艙的情況下,只要敵方的雷達波來自斜下方,殲-20的匿蹤優勢立即喪失。

殲-20的性能,已經完全展現中國大陸在航空技術上的強烈企圖,整個團隊的工作效率和軟硬體的研改速度,完全跳脫了殲-10戰機的研發模式而自成一格,甚至可以說,殲-20的角色,除了讓中國大陸有心向世界展現新一代的航空工業技術之外,最重要的是,解放軍可以完全利用這個武器平檯,研發出更新一代的戰具、戰法與戰術。

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