殲-20總師楊偉再獲大獎!設計7款戰鬥機成就琳琅滿目!
3月21日,四川省政府網站公布了2018年度四川省科學技術獎勵的名單,287個項目獲四川省科學技術進步獎,較上一年度增加6個。其中最最亮眼的就是中科院院士、中國航空工業集團公司成都飛機設計研究所楊偉獲四川省科學技術傑出貢獻獎;
簡單的一行,就是30年的艱苦奮鬥
簡單介紹就是,楊偉不僅僅設計了殲20戰鬥機,迄今為止他主持和參與了中國7款戰鬥機的設計,在中國飛機設計師中史無前例,最早是殲10A戰鬥機,宋文驄總師,楊偉是飛控總師,而後來的殲10S,殲10B,殲10C,梟龍,梟龍雙,以及殲20都是楊偉牽頭設計。
現在一個飛機設計師一生大多就是設計一款戰鬥機,楊偉設計了7款
這麼7款戰鬥機究竟有哪些先進之處呢?
首先我們來分類,從氣動布局角度來說,殲10A,S,B,C,殲20都屬於鴨式布局,而梟龍,梟龍雙座則屬於常規邊條翼布局,可以說,楊偉一個人獨立跨域了戰鬥機的兩大門派,這在歷史上幾乎絕無僅有,美國長期設計常規布局戰鬥機,F16,F22,F35都採用常規邊條翼布局,而法國則長期無尾三角翼設計,陣風是第一款鴨式布局戰鬥機。
一個設計師設計了鴨式布局戰鬥機和常規邊條翼布局戰鬥機,全都裝備部隊,極其罕見
而鴨式布局和邊條翼氣動特性完全不一樣,雖然都是採用了渦升力的原理,全世界邊條翼和鴨式布局設計戰鬥機中,試飛墜毀不少見,美國邊條翼布局F22戰鬥機試飛墜毀,瑞典鴨式布局鷹獅戰鬥機墜毀,但是中國殲10,殲20,梟龍試飛過程中沒有發生過飛控故障墜機事件。
渦流給戰鬥機帶來了巨大的機動性福利,但是也帶來了巨大的難題,難於控制
而從另外一個角度來說,殲20則不僅僅是一款鴨式布局飛機,飛機在鴨翼和三角機翼之間也增加了邊條翼,使得鴨翼渦流經過邊條渦加強之後,升力增加更多,這也是殲20設計的一個特點,當然難度更大了。
鴨翼,邊條和機翼的渦流組合起來,風險極高,使得設計試飛極其困難,稍有不慎,容易出事
如何在發動機和設備落後於美國的情況下追趕F22,氣動上採取高升力低阻力布局就是唯一的途徑,為此,殲20戰鬥機的機身設計也經過多次演化,從腹部進氣改成兩側進氣,並特意進行了升力體修型(升力體簡單來說就是將機身也設計成機翼剖面類型產生升力,殲20的寬機身帶來了巨大的升力加成),最終使得殲20具有更高的升阻比,這意味著飛機不僅機動性好,而且航程遠,可以對更遠的敵人目標發動攻擊。
F14的寬機身設計,帶來了巨大的升力體效應,後續蘇27,蘇57都積極跟進
如何保證戰鬥機具有強大的機動性,這就需要一個特殊系統:飛控系統,很多人覺得,飛行控制系統僅僅是飛機的十幾個系統之一,為何如此重視。
理由是:三代機之前的戰鬥機設計,飛控系統作為一個附屬於飛機總體之下的分系統進行設計,但是到了三代機開始情況有了巨大的轉變,這就是飛控系統變成一個核心要素,統管全局,理由是,二代機吹風性能很高,但是飛控系統性能比較差,飛行員正常飛行發揮不出來理論上的數據極限,相差甚遠。
F16戰鬥機第一次採用了電傳操縱系統,飛機機動性大幅度提高
而從三代機時代開始,飛機設計師思路有了很大轉變,凡是不能讓飛行員發揮出來的性能,都是多餘性能,無用性能,如何讓飛機實戰水平高,這就需要先進的飛控系統,讓飛行員在生理極限之內,發揮出更高的作戰效能。
三代機雖然採用了電傳操縱,但是大多攻角限制在24-26度之間,而四代機追求超機動,需要開發更大的迎角,F22,F35這一類的飛機都可以將可靠攻角提高到50-60度,殲20也有類似水平,就這一點來說,四代機氣動比三代機更強悍。
F22雖然號稱隱身戰鬥機,但是飛機機動性和大攻角性能比三代機更強
楊偉院士7款戰鬥機的成就,不僅僅至於總體和飛控,在設計和項目管理技術上也有非凡的成就,從民用飛機先進技術中吸取經驗,採用了基於全三維模型產品定義(MBD)的面向飛機設計與製造過程的全新研發體系和面向產品分解結構的項目管理、系統工程管理等先進管理方法,在航空系統中算是第一家。
而四代機從技術上來說,除了機動性之外,隱身和信息能力也是同樣重要的指標,殲20採用多種隱身方案和措施,保證了飛機的雷達隱身,紅外隱身以及視頻隱身效能(視頻隱身就是指飛機電子設備發射電磁波信號控制技術,盡量讓敵人縮短髮現距離)。
F35有5大類的感測器,每種感測器探測到的目標如何處理,就變成一個世界難題
殲20飛機在國內首次實現了數據融合,從飛機雷達,電子戰設備,光電探測器得到的多種信息經過計算統一整合在統一個座艙儀錶板上,這也是一個歷史性的突破,結合國內電子信息產業技術的發展,殲20採用了基於統一光纖互聯的開放式、模塊化新一代航電系統體系架構,有效實現「綜合探測、綜合識別、綜合干擾、綜合打擊」,可以說三代機叫電傳操縱飛機,而殲20則可以乘坐光傳操縱飛機,抗干擾性能更高,傳輸數據更高速,作戰能力更強。
殲20是國內裝備的殺手鐧類型飛機,謝絕外賣,但是梟龍戰鬥機創造了外銷150架的佳績,手中還有100架以上的訂單,總價值20億美元,未來可望繼續開發新型外貿隱身戰鬥機,為國家更添佳績。
※波蘭購買隱身戰鬥機,俄羅斯壓力山大,蘇57頂得住否?
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