殲十飛機(jī)的機(jī)動性到底怎么樣？

2023-03-20 20:02 作者:FLYING翎羽 0人讀過 | 我要投稿

寫這篇文章，主要原因是看到某些人經(jīng)常將下面這張圖拿出來，說殲十的機(jī)動性不好，大部分速度下不如蘇30，甚至更甚者，認(rèn)為殲十機(jī)動性三代墊底之類的。

該圖源自殲十試飛員李中華在西工大的一次講座，所以真實(shí)性是沒有疑問的。從圖中看可以發(fā)現(xiàn)0.7馬赫以下殲10的綜合機(jī)動能力B值確實(shí)是低于蘇30的，而且速度越低差距越大，到1.0馬赫之后也是蘇30占優(yōu)，殲十只在0.7-1.0馬赫區(qū)間內(nèi)略占優(yōu)勢，并且殲10在這段區(qū)間占優(yōu)的很大部分原因是因?yàn)樘K30的跨聲速陷阱。

所謂綜合機(jī)動能力B值，按照李中華在講座中的解釋，應(yīng)等于最大過載值+穩(wěn)盤過載值+飛機(jī)單位重量剩余功率SEP的0.03倍。李中華在講座中也說到，如果殲十與蘇30進(jìn)行對抗，那么應(yīng)該盡量選擇在0.7馬赫以上進(jìn)行，如果低于這個速度，可能就會居于劣勢。

因此，有人據(jù)此跳出來說，殲十機(jī)動性三代墊底，還不如蘇27增重增阻后的蘇30，而蘇27機(jī)動性又不如F16/F15云云，還有人拿出了下面這張?zhí)K27和F15/F16/F18等飛機(jī)的B值對比圖，顯示蘇27僅在低速時能有堪堪和美式三代機(jī)持平，速度稍高時甚至不如幻影2000，因此據(jù)此得出鄙視鏈，美式飛機(jī)機(jī)動性>蘇27>蘇30>殲10。

我與上圖作者雖然不怎么熟，但是私下也有做過一些簡單的交流。他的計(jì)算方法和我存在一點(diǎn)分歧就是：李中華說的那個飛機(jī)單位重量剩余功率到底應(yīng)該是指最大單位重量剩余功率（即平飛加速時的剩余功率）還是在做最大過載機(jī)動時的剩余功率。由于李中華給出的機(jī)動曲線圖和這張圖曲線相差甚遠(yuǎn)，我很懷疑他的計(jì)算公式和李中華的計(jì)算公式并不相同，作者給我的解釋是可能是因?yàn)樘K30和殲十的掛載條件和海拔高度不同，他是用海平面的裸機(jī)數(shù)據(jù)來計(jì)算的。他給出的蘇30和殲10/殲10C的B值曲線是下面這樣的：

此圖作者直接將殲10C空重暴力增加到11噸,推重比大幅降低,,因此得出殲10CB值大幅低于殲10A, 可以直接忽略殲10C的曲線

為了方便進(jìn)行直觀的對比，我將李中華的圖和他的圖放在了一起，并加了一些刻度線

很明顯李中華的B值曲線圖和他的B值曲線完全不同，按照該圖作者的說法，他的B值曲線是裸機(jī)海平面的曲線，而李中華的圖則是帶有掛載且海拔未知的圖，然而很明顯，李中華的圖低速段要高于他給出的值，但高速段卻低于他給出的值，這就顯得非常不合理了，說明他的圖蘇30低速段被明顯地低估了，以至于蘇30和殲10在0.7馬赫下的B值居然完全相同，與李中華的B值曲線圖二者低速段差距較大明顯不符，而且蘇30的曲線在0.8馬赫之前都是線性的，殲10的B值在0.7馬赫以下時變化也是線性的，而他的圖在0.5馬赫時就會有一個明顯的彎折。他給我的解釋也只能以可能是李中華的曲線圖中的掛載不同所致。但什么掛載條件能讓殲10從與蘇30的B值從他的圖中的相同變成差距巨大呢？難道殲十是帶了副油箱在和什么都不掛的蘇30比機(jī)動性嗎？那為什么0.5馬赫后蘇30的B值卻又下降了那么多？如果說李中華的圖中蘇30也外掛了同樣多的負(fù)載導(dǎo)致了其高速段B值大幅下降，那為何帶了很多負(fù)載且本身空重就大很多的蘇30在0.3馬赫的低速區(qū)卻比他畫的蘇27海平面空載的B值還要略高？綜上，很多無法解釋的矛盾點(diǎn)說明了他的計(jì)算方法肯定是有問題的。

當(dāng)然，他在上面幾張圖中引用的數(shù)據(jù)來源可能也是有問題的，F(xiàn)15/F16/F18這些我尚且不清楚他的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，有沒有高估的問題，但是蘇27的數(shù)據(jù)據(jù)說主要引用自蘇聯(lián)中央流體院的所謂交戰(zhàn)報(bào)告，關(guān)于那份報(bào)告，我以前已經(jīng)有做過說明，是依據(jù)蘇27研制時早期風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)的一個評估報(bào)告，和后來服役的蘇27之間差別很大，典型的就是最大升力系數(shù)通通按1.6進(jìn)行計(jì)算，與蘇27飛行手冊中給出的飛行測試的實(shí)際升力系數(shù)值不符（譬如手冊上0.5馬赫時限制升力系數(shù)是1.85，根據(jù)實(shí)際飛行包線計(jì)算實(shí)際應(yīng)該在1.75左右， 0.3馬赫時飛行測試在20度迎角時升力系數(shù)約為1.64，但實(shí)際迎角可以達(dá)到24度，按照線性斜率計(jì)算最大升力系數(shù)應(yīng)該可以達(dá)到1.95左右），空重?cái)?shù)據(jù)也不太準(zhǔn)確，使用空重只有不到16.3噸，而1985年的生產(chǎn)型蘇27空重就已經(jīng)有16.5噸了，同時，給出的圖中18920千克重量時限制過載只有8.5G，與蘇27SK手冊中19000千克重量時限制過載為9G也對不上。這些都證明了該報(bào)告數(shù)據(jù)只是蘇27早期研制時的估算數(shù)據(jù)，而非后來實(shí)際試飛數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)并不準(zhǔn)確。另外，很多人在計(jì)算蘇27飛行性能的時候往往都會使用2004版的蘇27SK飛行手冊中的17.3噸左右的使用空重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，而性能數(shù)據(jù)又只參考這份早期的蘇27研制時的估算數(shù)據(jù)并且當(dāng)做實(shí)際試飛來使用（這都要拜ZWZ大仙先入為主的誤導(dǎo)）。而他們在計(jì)算F15/F16/F18時空重?cái)?shù)據(jù)卻往往使用最早期的空重?cái)?shù)據(jù)，而忽略了這些機(jī)型后來大都有不同的增重，而且美機(jī)的使用空重是不包括機(jī)炮彈藥和誘餌彈重量的，這些都被有意無意地忽略了。

詳見鏈接https://zhuanlan.zhihu.com/p/565174932

基本上我看到的他們計(jì)算這些飛機(jī)時用的空重都比飛行手冊中的空重要略輕（而且同批次后期改進(jìn)中也還會繼續(xù)增重，譬如F16A block15早期使用空重加上機(jī)炮彈藥只有7.7噸左右（上面那兩張圖的作者曾將該版本F16A使用空重算為7.4噸左右且默認(rèn)包含了機(jī)炮彈藥，實(shí)際上是錯誤的），而到了1995版飛行手冊中PW220版的F16A BLOCK15飛行手冊中使用空重+機(jī)炮彈藥實(shí)際上已經(jīng)增加到了8.0噸，因此實(shí)際上在計(jì)算F16A BLOCK15空重是應(yīng)該用8.0噸才是準(zhǔn)確的）

早期F16A block15手冊上的operating weight即使用空重16695磅（7.58噸）是不含機(jī)炮彈藥和誘餌重量的

1995版手冊（2003年修訂）block15使用空重加彈藥及兩枚翼尖AIM9已經(jīng)增加到18000磅（PW220版比PW200磅重100磅），去掉兩枚翼尖響尾蛇后17620磅（7.999噸）

當(dāng)然，他的殲十的氣動數(shù)據(jù)來源也也未必準(zhǔn)確，他用的是中國空氣動力所2006年的論文《高速大攻角試驗(yàn)尾支桿干擾分析》，風(fēng)洞模型有點(diǎn)像殲10，但是否就是殲十的風(fēng)洞模型就很難說了，數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確就更難說了，畢竟殲10剛進(jìn)入現(xiàn)役還未正式公開就將飛機(jī)氣動力數(shù)據(jù)公開發(fā)表是不太可能的，而且該論文中只有0.6馬赫速度下的部分氣動數(shù)據(jù)，其他速度條件下的數(shù)據(jù)都是欠奉的，而且模型顯然也沒有考慮鴨翼和襟翼偏轉(zhuǎn)及發(fā)動機(jī)引射氣流對氣動參數(shù)的影響，因此靠這個就得出的殲10的B值曲線圖也就是看看，別當(dāng)真。

另外，圖中殲10C曲線是作者在殲10A基礎(chǔ)上直接將空重暴力增加到11噸，且發(fā)動機(jī)推力默認(rèn)不變的情況下得出來的，因此圖中殲10C的B值顯著低于殲10A。

由于李中華的PPT中沒有給出具體的海拔高度和掛載及重量等條件，只能根據(jù)國內(nèi)通常用的計(jì)算條件來分析他可能選取的條件，比如重量取常用的空戰(zhàn)重量即半內(nèi)油加兩中兩近，海拔高度一般會取海平面、1000米或者5000米海拔高度。從圖中二者最大速度都只到1.1馬赫可以看出，高度應(yīng)該在海平面或者1000米海拔高度。

總之，他算出來的那兩張B值曲線圖基本上是各種不靠譜，根本不能實(shí)際反應(yīng)真實(shí)的飛機(jī)B值。

因此，我認(rèn)為李中華給出的B值計(jì)算公式中的SEP應(yīng)該是在飛機(jī)最大過載時的數(shù)值，這樣0.7馬赫以上的B值就完全能說的過去了，否則按照他的計(jì)算方法，只能得出蘇30和殲10的跨聲速區(qū)B值連殲8II這種二代機(jī)都不如，顯然不合常理。

另外，關(guān)于蘇30飛機(jī)的特點(diǎn)，這架飛機(jī)的主要特點(diǎn)是向低速大迎角機(jī)動進(jìn)行了優(yōu)化，同時跨聲速區(qū)相比蘇27也優(yōu)化了面積律，具體可參考下方鏈接我的另一篇文章，就不加以贅述了。

鏈接: https://zhuanlan.zhihu.com/p/557037280

另外，前文我提到0.3馬赫時蘇27飛機(jī)的最大可用升力系數(shù)可以達(dá)到1.95左右，這是一個挺夸張的數(shù)字，像F16估算的可用升力系數(shù)估計(jì)只有1.55左右，相差巨大。

蘇27的配平升力系數(shù)來自蘇27SK飛行手冊中的飛行測試值

F16的升力系數(shù)來自下圖NASA的F16風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)（Z120為F16A使用的邊條編號），速度0.2馬赫，和蘇27的0.3馬赫相差不大，前緣襟翼下偏了25度以取得最大升力系數(shù)，但前緣襟翼下偏會降低小迎角時的升力系數(shù)，因此我給它稍微修正了一下，將小迎角的升力系數(shù)加大了一些。

前緣襟翼不同偏度的影響，可見前緣襟翼下偏會提高最大升力系數(shù)和升阻比，但小迎角時會降低升力和增加阻力，因此一般會根據(jù)飛機(jī)迎角自動調(diào)整偏角度數(shù)以獲得最佳升阻比，極曲線X橫軸為阻力系數(shù)，Y軸為升力系數(shù)

再考慮到F16機(jī)翼面積較小，單位面積翼載荷比蘇27高出不少，拿F16C B50舉例，使用空重為20000磅（9.08噸），加130千克機(jī)炮彈藥約9.2噸，蘇27使用空重17.3噸，前者機(jī)翼面積27.9平米，蘇27機(jī)翼面積62.04平米，可得出前者空機(jī)單位面積翼載荷約為330千克/平米，蘇27空機(jī)單位面積翼載荷為279千克/平米，蘇30按使用空重18.5噸計(jì)算，空機(jī)單位面積翼載荷為298千克/平米。翼載荷越高意味著做同樣的過載機(jī)動時需要的單位面積機(jī)翼升力越大，也就是需要達(dá)到更高的升力系數(shù)，F(xiàn)16在升力系數(shù)斜率不如蘇27的情況下要想做到更高的升力系數(shù)，那么就只有一種選擇，就是提高需用迎角，而提高迎角也就意味著阻力大幅增加，升阻比惡化（中等以上迎角誘導(dǎo)阻力基本上正比于需用迎角的正切值）。

舉一個顯著的例子，該例子在我的另一篇文章《淺談蘇27與米格29/F15C/F16C B50機(jī)動性之對比》中也提到過，即：在海平面同樣0.54馬赫的速度下，F(xiàn)16 B50在重量22000磅時（此時僅帶有約0.8噸的可用內(nèi)油）做8G過載（迎角限制過載），需要迎角為18度，而蘇27在重量21400千克（帶有4.1噸可用內(nèi)油）做8G過載（迎角限制過載），需用迎角僅為14度不到。這還只是低空的情況，高空蘇27的優(yōu)勢還會更大，再舉個例子：21.4噸重量的蘇27在10000米高空做6.5G過載機(jī)動，0.89馬赫時需用迎角只有14.5度左右，而22000磅重量的F16C 在9144米高度（30000英尺）0.89馬赫時做6.5G過載需用迎角為21度，在海拔更低內(nèi)油更少的情況下需用迎角大了整整6.5度。蘇27換成蘇30，使用空重為18.5噸，在升力系數(shù)不變的情況下，則相同的21.4噸重量下相當(dāng)于攜帶了2.9噸可用內(nèi)油，還是比F16C B50重量22000磅時的內(nèi)油高出不少。

蘇27在海平面21400千克重量0.54馬赫時過載限制為8G, 對應(yīng)的限制迎角約14度不到

F16在海平面22000磅重量時0.54馬赫時由于迎角限制，過載為8G, 對應(yīng)限制迎角為18度。注意，F(xiàn)16角點(diǎn)速度附近的包線倒圓角切尖正好是由于迎角限制所致。

因此可以得知，蘇27/30飛機(jī)低速區(qū)在可用升力和升阻比上相比F16會有相當(dāng)巨大的優(yōu)勢，那么帶來的結(jié)果也就是最大過載和穩(wěn)盤過載以及最大過載下的SEP都有相當(dāng)大的優(yōu)勢。由此可見，在低速時蘇27/30的B值一定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于F16的，所以前面第2張圖的那張B值對比圖必定是錯誤的。

而對蘇30來說，雖然相比蘇27增重后機(jī)動性會有所下降，但是其雙座構(gòu)型反而有利于提高大迎角狀態(tài)下的升阻比（當(dāng)然，也會不利于小迎角時的升阻比，側(cè)衛(wèi)系列略帶下傾角的機(jī)頭也是如此，有利于帶一定機(jī)動迎角時的減阻增升，但卻不利于小迎角下的阻力特性，類似與前文提到的前緣襟翼不同下偏角下的阻力特性）。因此，蘇30低速下的升力系數(shù)斜率同樣大幅超過F16，且翼載也同樣低于F16，推重比稍有不及，但是在巨大的氣動優(yōu)勢下，低速狀態(tài)下蘇30的B值仍然能夠遠(yuǎn)大于F16。

蘇27系列機(jī)頭下傾角度接近10度，有利于大過載機(jī)動迎角下減阻，但小迎角高速平飛時阻力會增大，這也是造成蘇27飛機(jī)低空加速性能不佳和海平面最大爬升率（SEP）較低的原因之一，從上面的蘇27迎角過載包線圖可以看出蘇27在海平面0.8馬赫時做8G過載機(jī)動時需用迎角僅為4度，遠(yuǎn)低于其他飛機(jī)

上面主要說的是側(cè)衛(wèi)和F16的對比，主要目的也是為了對殲十的B值解說進(jìn)行鋪墊。我們明白了側(cè)衛(wèi)系列在低速下相對其他飛機(jī)有著巨大的氣動優(yōu)勢，那么和殲10相比么，答案同樣自然也是如此。隨著速度的降低，殲十的大后掠三角翼在機(jī)動過程中需用的迎角增大，而此時三角翼誘導(dǎo)阻力大的缺點(diǎn)就會暴露出來了，雖然得益于較低的翼載和較大的可用迎角，殲十在相同速度下的最大過載應(yīng)該不低于蘇30，但是隨著迎角增大后阻力劇增，蘇30和殲十的推重比相近，在沒有其他因素的干擾下，穩(wěn)盤過載值和SEP會隨速度降低而迅速降低，下降幅度遠(yuǎn)大于蘇30，那么較低速度下蘇30的B值必然會逐漸超過殲10，而且速度越低差距越明顯。

而且我們前面有提到，李中華這張B值對比圖是海平面或低空1000米對比的值，由于低空空氣密度大，空氣摩擦阻力占比很高，所以一般機(jī)翼面積大且翼載低的飛機(jī)會處于劣勢，殲十空機(jī)單位面積翼載荷只有大約235千克/平米，比蘇30的298千克/平米要低的多，這也是為何速度過了1.0馬赫后殲十的B值也迅速下降至低于蘇30的原由，就是由于低空高速下阻力的增加導(dǎo)致超音速時剩余推力不足所致（但是誰會在低空飛超音速格斗呢，通常情況下條令都是禁止飛機(jī)在低空飛超音速的，唯一可能用到的場景我估計(jì)就是在躲避敵方導(dǎo)彈時下高后飆高速擺脫導(dǎo)彈的追擊）。所以殲十相對于蘇30的優(yōu)勢區(qū)其實(shí)應(yīng)該是在中高空的同時速度較高的區(qū)域（除開極速部分），而低空低速則是蘇30的優(yōu)勢區(qū)，也正是第一張圖中蘇30相比殲十B值占優(yōu)的那段區(qū)域，但到中高空后情況就將會變得不一樣。這只能說明不同類型的飛機(jī)各自的優(yōu)勢區(qū)不同而已。就像F15/F16不可能在低空低速區(qū)打敗蟲子一樣，殲十也不太可能在低空低速區(qū)打敗蘇30，但這能說明F15/F16殲10機(jī)動性不如蘇30/F18嗎？

對此，附上一張截圖，來自《F-15如何贏得一場異型機(jī)對抗》一文中的F15飛行員總結(jié)的F15對付蟲子的經(jīng)驗(yàn)（注：海拔15000英尺時350節(jié)CAS對應(yīng)馬赫數(shù)剛好0.7馬赫）：

對此，附上一張截圖，來自《F-15如何贏得一場異型機(jī)對抗》一文中的F15飛行員總結(jié)的F15對付蟲子的經(jīng)驗(yàn)：

關(guān)于殲10飛機(jī)的機(jī)動性，還有很多人常常會說它的瞬盤強(qiáng)，但是穩(wěn)盤很差之類的，但是據(jù)我觀察，殲10的穩(wěn)盤機(jī)動能力其實(shí)并不算差，可能比F16/蘇27稍微弱些，主要原因也是因?yàn)橥票壬缘停瑢?shí)際機(jī)動升阻比是還不錯的，主要得益于鴨式布局帶來的較高的升力系數(shù)斜率和大三角翼布局的低翼載設(shè)計(jì)。而且殲10在設(shè)計(jì)過程中為了降低三角翼的誘導(dǎo)阻力也精心進(jìn)行了很多細(xì)節(jié)上的設(shè)計(jì)。譬如，相對而言有點(diǎn)夸張的機(jī)翼扭轉(zhuǎn)角，刻意增大了內(nèi)翼段迎角使得機(jī)翼升力主要分布于機(jī)翼內(nèi)段，其半翼展前緣襟翼設(shè)計(jì)也別具匠心，不僅能保證大迎角時內(nèi)翼段的升力，同時也有效地對外翼段進(jìn)行減阻和提高失速迎角。

殲10的鴨翼渦和主翼渦主要集中在機(jī)翼內(nèi)段，半翼展前緣襟翼下偏后刻意減小了外翼段的渦流以減小誘導(dǎo)阻力

另外,我做了一個F35和殲10瞬盤對比的視頻, 如下,F35的視頻截自某宣傳F35瞬盤3秒135度視頻的片段(實(shí)際上當(dāng)然沒有135度那么夸張), 殲10則來自航展表演視頻:

殲10和F35瞬盤比較，二者差不多，但10能量損失小_嗶哩嗶哩_bilibili

除了前面那種李中華的圖被黑子們用作了殲10的黑料外，還有央視早些年在韓國國防部長金世寬訪華時參觀殲十中報(bào)道了一句飛機(jī)最大上升速度達(dá)到235m/s，于是也被黑子們當(dāng)成了寶，時不時的拿出來證明殲10爬升率只相當(dāng)于2代機(jī)。先不說殲10立項(xiàng)時采用的立項(xiàng)指標(biāo)就是WP15版殲13的指標(biāo)，爬升率要求不低于300m/s（詳見顧誦芬和李明李天等人的回憶錄），央視新聞報(bào)道中的數(shù)據(jù)可信性如何，這里的235米/秒壓根沒提任何前提條件，不說重量及高度的數(shù)據(jù)和扯淡有什么區(qū)別呢？如果是起飛重量下的爬升率呢？殲10在航展上已不止一次表演過旱地拔蔥的表演，精彩程度絲毫不亞于F22在航展中的相同表演，爬升率不行？