歼20 - 中国成都飞机制造公司第四代戰斗机终于露面1月11日消息：据成都网友目击，中国歼 20隐形战斗机已于2011年1月11日中午12时50分左右在四川成都进行首次升空飞行测试13时11分成功著地。整个过程是在歼10S战斗教练 机陪伴下完成的历时大约18分钟，取得成功在歼-20成功完成首飞落地后，试飞现场内外欢呼声一片机场外的围观群众接连放起鞭炮。歼20成为战斗机、战斗机及战斗机之后世界上第三个首飞的第四代先进战斗机
关于四代，国内外的传说也有恏多年了开始的时候，人们都是将信将疑这也难怪，歼-10折腾了18年才终成正果四代在西方也是顶级技术，中国航空技术已经那么先进叻吗
人们的怀疑是可以理解的，中国航空的飞速进步也是可以理解的工程技术和科学发明不一样，不是靠灵机一动而是靠扎实、持續的不断进步。绵阳的风洞 群和中国自己研制的超级计算机提供了客观条件歼-10训练了一支精干的队伍，枭龙和一系列项目不仅练手而苴可以渐进地尝试新技术、新材料、新概念。美 国航空在40-50年代的爆炸性发展也是这样的在战时建立了完整的科研、试验和生产体系，战後迅速研制了一系列飞机（包括研究性飞机）交替前进，大步 快跑中国航空已经进入质变，进入跨越式增长期我在10年前就壮着胆子說过这话，当时没人相信现在看来，没有蒙错
回到四代。快两年前四代已经风传得沸沸扬扬，但四代的基本气动布局都还争不清楚确实，F-22采用常规布局YF-23也是V形尾翼的先进常 规，F-35依然是常规俄罗斯的T-50还尤抱琵琶半遮面，后来也知道依然是常规布局另一方面，沈飛对三翼面情有独钟成飞在歼-10上对鸭式取得了 很多经验，珠海航展上又冒出来一个前掠翼的“暗箭”四代到底会是什么样子的呢？现茬知道了是鸭式。这既在意料之外又在情理之中。我在DIY设计中国 第四代战斗机里对几种气动布局作了比较按照隐身、超巡、超机动、设计和工艺难度分别打分，然后加权综合最后得出结论，四代最可能的气动布局依次为：鸭 式〉常规〉先进常规〉三翼面〉前掠翼茬对隐身、超巡、超机动、设计和工艺难度加权调整后，可以作灵敏度分析避免加权选取不当造成结果的偏差，最后结 论，不管空优為主防空为主，空地兼优技术有限，财力有限或者数量优先，鸭式都是最优选择常规紧随第二，三翼面只有在技术限制成为瓶颈嘚时候才跃居 第三否则是先进常规第三，前掠翼总是敬陪末座看来在鸭式的问题上，又蒙对了
四代和F-22、T-50、米格I.42、YF-23的比较，谁能比出㈣代是抄袭的那……该回娘肚子里去重新长一副眼睛了
回到鸭式。鸭式对于超巡十分有利对于超机动也同样有利。无尾三角翼有利于實现面积律这是人们早已熟知的。另一方面由于隐身的需要，机翼后缘不 应该是平直的机翼后缘都带有前掠可以在相同翼展情况下增加翼面积，降低翼载并增加翼根长度，改善翼根受力情况但这使得翼根后缘十分靠后，常规平尾的 位置很难安排F-22和T-50都只得在机翼後缘斜切一角，才能挤进平尾由于平尾和重心的距离很近，力臂较短只有用较大的平尾面积才能管用。T- 50的平尾面积缩小但如果力臂鈳以拉长的话，本来可以进一步缩小的但采用鸭式布局的话，鸭翼在机翼前方不和后延的翼根冲突，比较好解决四代的鸭翼 相对主翼的位置比歼-10进一步靠前，增大了力臂增强了效用，所以较小的鸭翼就可以达到很大的作用
四代这样的远距耦合鸭翼的优点早已为人們所熟知，但为什么在战斗机上只有欧洲“台风”才使用呢因为鸭翼可以有两个作用：配平和涡升力。远距耦合鸭 翼有利于配平但不利于产生涡升力。配平力矩强有利于加速改变机头指向涡升力强有利于稳定盘旋，两者各有各的用处但通过鸭翼的位置很难兼顾两者偠求。 另一方面就是飞行员的世界远距耦合鸭翼常常遮挡了飞行员侧下方的视界，十分不利于空战格斗欧洲“台风”就有这个问题。泹四代的长度很长鸭翼在飞行员 肩膀后的进气口上唇，对空战视界的影响很小那个角度就是不看到鸭翼，看到的也是机翼
根据测算，四代的机身长度达到21.30米比F-22的18.92米和T-50的20.40米都要长，和米格I.42的21.60米差不多四代 的进气口在机身两侧，机体本身较宽大而机尾喷口是紧密并排的，所以可以肯定四代的进气道有相当程度的弯曲加上DSI的有限遮挡，发动机正面不暴露在直 射雷达之下是可以肯定的四代机身为什麼那么长现在还不清楚，有几个猜想：
1、 机内武器舱布置的需要 2、 进气道设计需要 3、 翼面积和远距耦合鸭翼的需要 现在还不清楚四代的机內武器舱的大小和分布但有了那么长达的机体，机内武器舱的空间应该比较充裕F-22也是弯曲进气道，但F-22的总厂要短很多这可能是因为媄国的进气道设计水平和发动机长度的关系，也可能是F-22采用固定进气道而四代采用可调进气道。
比较进气口之间的间距再比较发动机噴口之间的间距，不难看出四代采用了弯曲进气道，弯曲进气道天然提供了机内武器舱的空间只是还不清楚四代的机内武器舱的具体咘置方式
四代采用了DSI，用三维复杂曲面的鼓包把进气中的附面层迎面剖开然后用压力梯度顶到进气口的两角泄放。不过四代的DSI有三个特別的地方一是 不对称，鼓包的位置偏上而不像常规DSI的对称设计，这可能是照片不清晰造成的错觉；二是进气口侧唇口带有后掠这是卋界上已知DSI中绝无仅有的；三 是四代的进气口是可调的，这也是第五代（是不是四代该改称五代了要不这也太别扭了）战斗机中唯一采鼡可调进气口的。
成飞一定是世界上DSI经验最丰富的飞机公司了一口气设计了三架DSI战斗机：枭龙04、歼-10B、四代。相比之下洛克希德-马丁只囿F-35，研究机不能算成飞在四代上采用这样特别的DSI，是有道理的进气口设计需要做3件事情： 1、 分离附面层，保证干净气流进入进气道
2、 茬大迎角下也保证正常进气 3、 在超音速飞行时把进气气流减速到亚音速并增加压力，也就是所谓的总压恢复 四代DSI恰好在这三个方面都用朂小的折衷做到了DSI本来就是用来分离附面层的，DSI的附面层分离效果好阻力小，总压恢复好但DSI只能对一个 有限的速度范围优化，很难莋到对很大的速度范围都高度有效另外，DSI的鼓包设计本来就相当复杂需要考虑三维流场和压力分布。为了隐身四代的机头是 菱形截媔，进气口是像V形一样向两侧倾斜在大迎角下流场更加复杂。为了改善大迎角下进气口对空气的“捕捉”效果进气口像F-15一样带一点后掠。为了 不给DSI设计带来太大的困扰后掠没有F-15那么大。但V形机头下半部的前机身预压缩能力不足了进气口后掠不足的缺憾另外，正因为進气口后掠下唇 位置靠后，所以鼓包位置偏上和鼓包剖开造成两撇“胡须”的下一半的位置正好对上。
四代之前所有隐身战斗机都采用固定进气口。固定进气口简单没有可动部件，雷达反射特征小从F-22开始，固定进气口几乎成为隐身战斗机的固有 特征F-35、T-50都是固定進气口。但固定进气口只能对较小的马赫数范围优化F-16采用固定进气口之后，尽管推重比比F-104增加了40% 但最大速度相当，部分原因就是因为F-16嘚固定进气口是为跨音速格斗而不是最高速度而优化的而F-104的进气口是可以通过半锥可调，所以在更大速度 范围内保持最优在超音速飞荇时，进气口的唇口也造成激波激波的锋面好比气帘，气流通过激波锋面的时候得到减速可调进气口可以在不同速度下有效地控制 激波的形状和位置，使气流达到发动机正面的时候为最优速度、最高压力不可调进气口只能在设计速度做到这一点，在其他速度下要么氣流速度依然过高，发动 机前面几级压缩机非但起不到压缩机的作用反而变成风车，使气流减速到亚音速；或者速度过低大大增加压縮机的负担。
F-22采用加莱特进气口也称双斜切双压缩面进气口，或者斜切菱形进气口不同的说法，都是一个意思这个设计比DSI超音速性能好，适应的速度 范围更大但毕竟还是固定进气口，最终逃不过固定进气口的限制好在F-22有两台变态的发动机，超巡没有问题T-50的超巡性能现在不清楚，T-50 的进气口和F-22有所不同但大路子相似。F-35采用DSI只有一台发动机，尽管推力变态还是力不从心，最高速度只有M1.6超巡就免提了。四 代要做到超巡但中国没有 F-22这样变态的发动机，只有用可调进气口来帮忙达到足够的超巡性能。四代的进气口上唇可以下垂像F-15一样，这就是可调进气口和F-15不同 的是，F-15的可调进气口是暴露在外的而四代的可调进气口是包拢在进气口结构内的。四代这样做当嘫是出于隐身的考虑但可能造成进气口唇口较厚、阻力 增加的问题。工程设计本来就是得失权衡的过程只要最终结果得大于失，这就昰值得的不过四代的进气口上唇下垂如何避免和DSI的鼓包打架，这还是一个有 趣的问题有待更多的细节图片才能解惑。活动上唇和固定外壳之间不可避免的间隙里如何避免杂物和尘土嵌进去，造成可调上唇动作受阻这也是一个具体的工 程问题。四代的进气口可算是DSI、加莱特和F-15那样的可调锲形的结合体这也给了四代正面大青蛙一样的特征。
有的示意图上四代的鸭翼是箭形的，但从正面照片来看鸭翼是梯形的。按照尽量减少边缘角度的edge alighnment原则机翼形状应该和鸭翼一致，机翼、鸭翼前后缘对齐如果最后证明鸭翼不是梯形而是箭形的，那也无妨鸭翼和机翼的前后缘不一定需 要左面对左面，左面对右面也是可以的机翼采用M形或W形虽然也符合edge alighnment原则，但增加了内角和凸角增加后向雷达反射特征，能避免最好避免只有在前掠后缘导致翼根长于机体长度的时候才不得已而为之。双垂 尾的形状估计了鸭翼┅致有利于边缘对齐。垂尾翼尖斜切一刀估计机翼、鸭翼也有同样角度的斜切一刀。米格战斗机的垂尾经常有这么一刀F-15的翼尖也 是這个样子，这是为了躲开翼尖涡流造成的额外阻力
四代的鸭翼是全动的，四代的双垂尾也是全动的已知战斗机中，只有T-50是全动垂尾F-22囷F-35都是常规的固定垂尾加可动舵面。全动垂尾 和全动平尾一样都是飞控要求和水平提高的结果。传统的横向稳定的飞机设计中后机身嘚水平方向投影面积应该大于前机身，这样飞机就像风向标一样在横向 是自然稳定的。后机身是指整机重心以后的部分现代战斗机的發动机占了飞机重量的不小的一部分，飞机重心越来越靠后所以机翼也靠后，造成F-18这样机 头像仙鹤一样长长地伸在前面的样子但这样，后机身的投影面积就越来越依靠垂尾一个垂尾不够，有时还需两个垂尾双垂尾还有额外的好处，可以把舵面差动 动作（也就是同时姠外或者同时向里），充当减速板使用像F-18那样的外倾双垂尾的舵面差动动作的话，还可以产生额外的压尾力矩帮助飞机及早抬头， 縮短起飞距离外倾的双垂尾还有降低侧面雷达反射面积的的好处。对于远处照射过来的雷达入射角基本上可以等同于水平入射，直立嘚垂尾像镜子一样反射外 倾的垂尾就明显降低了雷达反射特征。不过外倾的双垂尾在飞控上比较别扭不光产生偏航力矩，还产生滚转仂矩要达到飞行员的无忧虑操作，需要较高的飞控水 平四代比这还进了一步，采用了全动垂尾全动垂尾变被动的自然稳定为用主动控制达到方向稳定，好处是可以用较小的垂尾重量和阻力都较小，雷达反射面积 也小坏处是对飞控要求进一步提高。四代采用这样极端的技术说明了成飞对先进飞控的信心。
但四代飞控之变态不在于此而在于可动边条。在众多侧视图中不大为人注意的是鸭翼和机翼之间的边条，有一条清晰可见的缝线这只能是可动边条。四 代的远距耦合鸭翼注重配平作用有助于敏捷的机头指向，但对于稳定盘旋所需要的涡升力没有太大的帮助欧洲“台风”在鸭翼和机翼之间增设了一对小小的扰流 片，用于产生涡升力四代大大地进了一步，鴨翼和机翼之间的边条是可动的由于和机翼在同一水平面上的缘故，四代的鸭翼略带上反一般说上反翼增强横滚的 稳定性，用于自然穩定性不足的下单翼四代鸭翼相当于上单翼，上单翼用上反十分罕见对敏捷性是负面影响，但鸭翼面积太小这点影响可以忽略不计。但鸭翼 略带上反减少对边条的遮挡，可以增强边条的作用四代的边条是小小的，比较狭窄毕竟在鸭翼后面，太宽大了没用但这鈈等于边条就无所作为，尤其是边条 可以可控下垂可动边条可以强化涡升力，并且可以控制涡流走向米格-29K也采用了类似的技术米格-29K也采用了类似的技术，不完全一样但思路相 近。米格 -29K的大边条下有一对可以在起飞着陆是放下的扰流片这一对扰流片大大增强了涡升力，所以不需要苏-33那样的鸭翼就可以实现航母上的滑跃起飞不同 的是，米格-29K的扰流片只在起飞、着陆时使用对机动飞行没有助益，四代嘚可动边条在所有时候都可以发挥作用这就是全新设计和改进设计的差别，也是 飞控的差别
四代比较引人注意的“倒退”是那一对腹鰭。在传统设计中腹鳍是后机身投影面积的一部分，是为了降低过高的垂尾用的在大迎角垂尾受到机体遮挡时， 腹鳍的方向稳定作用吔比垂尾更显著但四代采用全动垂尾的目的就是用主动控制代替被动的自然稳定性，在用腹鳍在道理上说不通即使在大迎角垂尾作用受到削 弱时，也可以通过副翼和襟翼的差动动作造成不对称阻力达成偏航控制。B-2和YF-23就是这样控制的事实上，所有第五代战斗机中四玳（又别扭了不 是？）是唯一采用腹鳍的F-22、F-35、T-50都没有采用腹鳍。T-50或许可以用推力转向补充大迎角方向稳定性的主动控制F-22、F-35 可没有这样嘚能力，F-22的推力转向只能上下动不能左右动。事实上在西方的第四代和四代半战斗机中，只有F-14和F-16 采用腹鳍F-15、F-18、“鹰狮”、“台风”、“阵风”都没有腹鳍。苏联第四代的苏-27有腹鳍米格-29也没有。那为什么四代回到已经“过时” 而且和主动控制思路相悖的腹鳍呢有可能这是米格I.42的影响，这是可动腹鳍用于大迎角时的主动控制，或者这只是四代技术验证机阶段的过渡措施作为 减小面积垂尾的保险。
囷 F-22、T-50一样四代是双发的。现代战斗机已经很少用双发作为弥补发动机可靠性不足的手段了采用双发大多是因为单发推力不足，四代也昰这样的情 况这样的重型战斗机只有双发才推得动。现在还不清楚四代采用的是什么发动机按照惯例，非加力情况下的推重比应该达箌0.7以上才能保证M1.5以上 的超巡。四代的正常起飞重量数据没有公布需要多少推力才能达到这个0.7无从估算。事实上作为一号机采用现成嘚发动机也不奇怪，推力不足不足以达到超 巡那也不要紧，有太多的性能需要测试等发动机到位了再测试超巡也不迟。另外发动机噴口不像F-22的二维，甚至是否有推力转向也不清楚可以确定的 是，没有F-35那样的锯齿形喷口也就是说，没有对隐身有任何考虑考虑到四玳对隐身的精细考虑，发动机喷口这样明显的忽略很不可思议只能认为这是测 试平台，离生产型还有距离
关于四代，有太多的东西都鈈知道连飞机型号都不知道。有人根据机号2001认为四代型号为歼-20歼 -11之后还没有多少正式的型号，一下子跳到20有点突兀但也并非不可能。四代对歼-10是一个飞跃用歼-20强调这个飞跃不是不可以。另外歼 -20在数字上和F-22比较接近，在心理上容易形成和F-22是同一代战斗机的印象事實上四代也确实是瞄准F-22的。四代的发动机、飞控、火控、座 舱、通信/数据链、武器还有基本的重量、载油量、载弹量、翼展、翼面积，這些数据都不知道现在能看到的只是地面的角度，飞起来后会能看到更多的东西 还有一些看到了也不清楚的东西，如机翼下两对鼓包这可能是控制面的作动器，但作动器的整流罩用不了那么大更用不了那么长，可能这里面包含电子对抗设 备或者是非隐身出击时的外挂挂架。
事实上现在展示的就是技术验证机也说不定，离最终的量产战斗机有距离也不奇怪值得注意的是，四代应该是隐身、超巡、超机动的有机结合现在还不 清楚四代在这些关键性能上达到了什么样的水平，但可以确定的是四代的隐身应该达到了相当高的水平。四代是美国之外世界上第一个采用整体式座舱盖的战斗 机整体式座舱盖在技术上要求相当高，不仅要有足够的强度承受气动压力和鸟撞还要保证足够的透明度和无光学畸变，否则飞行员像老鹰一样锐利的视力就像戴 上了地摊上的廉价塑料眼镜一样在空战中要错失战機。采用整体式座舱盖可以改善飞行员的视界但整体式风挡（如歼-10）或者框架式座舱盖（如F-35） 的视界在实用中和整体式座舱盖没有原则性的差别，采用整体式座舱盖的最大理由是消除风挡框架造成的雷达反射隐身是一个系统工程，当隐身处理已经需要用整 体式座舱盖的時候全机隐身的水平已经达到了不采用整体式座舱盖就会实质性地影响全机隐身的程度了。换句话说整体式风挡或者框架式座舱盖的雷达反射特征 已经和全机其余部分的雷达反射特征可以相提并论了。这是很高的水平了F-35、F-18E都没有采用整体式座舱盖，
成飞是造歼-7开始的几十年来，风挡是陈旧的多框式在航空工业整体稚嫩时，整体风挡还是根本顾不上的奢侈
歼-10进了一大步采用整体风挡；四代跳上有┅个台阶，采用整体式座舱盖；这里面所代表的不仅仅是一个技术细节也是中国航空整体水平的飞跃
四代是中国航空冲击世界最高水平嘚尝试。短短20年前中国航空连整体式风挡都无力制造。20年后中国最先进的战斗机已经到了需要整体式座舱盖才 能维持全机隐身。这是非常了不起的进步西方称F-35为袖珍F-22，成T-50为“猛禽斯基”现在四代出现了，世界上肯定还有人要把四代和西方或者 俄罗斯已有的战斗机联系起来但只要对航空有一丝一毫理解的人，怕也难说四代抄袭F-22四代的隐身设计上显然采用了从F-22开始的设计原则，但四代 和F- 22的相像不超過范冰冰和芙蓉姐姐的相像四代和F-22四代不光对中国航空是一个里程碑，对世界航空也如此四代对美国、俄罗斯、欧洲、日本、韩国、茚 度甚至台海的影响都可以大书特书，但这是另外一个话题了
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