對(duì)于各位軍迷來說，《流浪地球2》中的垂直起降的J-20C應(yīng)該是印象最深的，因?yàn)榕c其他高不可攀的“太空電梯”、行星發(fā)動(dòng)機(jī)這些高大上的技術(shù)來說，這垂直起降是《流浪地球2》中最接近現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，那么問題來了，想要實(shí)現(xiàn)垂直起飛的J-20C，到底需要哪些技術(shù)？

第一個(gè)問題：《流浪地球2》中的J-20C靠譜嗎？

各位《流浪地球》的粉絲應(yīng)該還記得一個(gè)場(chǎng)景，在《流浪地球2》上映之前，導(dǎo)演郭帆放出的預(yù)告片中J-20起飛的場(chǎng)景，這個(gè)場(chǎng)景直接把大家給驚艷了，但細(xì)心的粉絲發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題，也就是J-20起飛之后前半部分的大風(fēng)扇直接就關(guān)上飛走了。

筆者本身就是軍迷，對(duì)于這樣的“低級(jí)錯(cuò)誤”還是非常敏感的，剛發(fā)布CG動(dòng)畫就發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問題，覺得這個(gè)風(fēng)扇關(guān)得太早了，但就是沒想到給郭帆導(dǎo)演發(fā)個(gè)私信說明下，要不然種花家也能露露臉，幫著《流浪地球2》糾正了一個(gè)大BUG，這個(gè)夠吹一輩子了。

為什么大風(fēng)扇不能直接關(guān)上？

背部的大風(fēng)扇是提供飛機(jī)前半部分升力的，前后平衡才能保持水平狀態(tài)，在J-20戰(zhàn)斗機(jī)擁有足夠的飛行速度讓機(jī)翼產(chǎn)生升力之前，這個(gè)大風(fēng)扇必須繼續(xù)開啟保持升力，否則J-20機(jī)體就會(huì)前后失去平衡，很快就會(huì)墜毀。

郭帆導(dǎo)演很快就認(rèn)識(shí)到了這個(gè)問題，回復(fù)馬上修改CG動(dòng)畫，果然在上映之后筆者仔細(xì)查看了J-20的多個(gè)起飛過程，確實(shí)已經(jīng)沒有了之前這種低級(jí)錯(cuò)誤，郭帆這點(diǎn)就比較好，不怕暴露自己的問題，一旦發(fā)現(xiàn)，立馬就改了！

所以，第一個(gè)問題中的答案是，至少從邏輯層面上來看，J-20已經(jīng)沒有問題了！

第二個(gè)問題：實(shí)現(xiàn)J-20C，需要哪幾種技術(shù)

現(xiàn)在要回答第二個(gè)問題，假如目前的J-20，要變成可以垂直起降的J-20C，那么要實(shí)現(xiàn)哪幾種技術(shù)呢？各位從表面上看到的至少會(huì)涉及到兩大類技術(shù)：

• 1、可以90度彎曲的尾噴管；

• 2、機(jī)身前部大推力風(fēng)扇；

F-35B的彎曲尾噴管很厲害，可以在極短的距離內(nèi)讓尾噴管彎曲成90度向下，將發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的高溫燃?xì)鈴乃椒较蛳蚝髧姵鰪?qiáng)制扭轉(zhuǎn)為朝下，這里至少需要突破兩個(gè)技術(shù)，第一個(gè)是如何把尾噴管扭轉(zhuǎn)過來？

上圖這樣一個(gè)傾斜連接的尾噴管就達(dá)到這個(gè)要求，扭轉(zhuǎn)時(shí)三節(jié)噴管朝著不同方向旋轉(zhuǎn)，將尾噴管在軸向上方向來了個(gè)90°轉(zhuǎn)彎，卻可以做到左右側(cè)滑，否則將會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)力矩，這個(gè)是要不得的：

上圖就是實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)，不過這個(gè)動(dòng)圖中為了看得更清楚，第一節(jié)噴管沒有轉(zhuǎn)，要是三節(jié)噴管都反向旋轉(zhuǎn)的話就可以讓尾噴管無縫過渡。

另一個(gè)技術(shù)就是尾噴管密封與耐高溫問題，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室中的高溫燃?xì)鈺?huì)經(jīng)過高溫渦輪與低溫渦輪做功，然后在噴管中混入外涵道過來的冷空氣，溫度會(huì)從接近1700℃的高溫大幅下降，但仍然有500~800℃的高溫，打開加力時(shí)溫度則會(huì)回到1200~1500℃以上，如何密封住高壓的噴管氣體壓力，然后又要耐如此高的溫度，確實(shí)是個(gè)難題。

尾噴管的材料一般為鎳基耐高溫合金，直來直去的噴管可以讓外涵道過來的冷氣流貼近外壁讓尾噴管的耐高溫壓力大降低，但彎曲后這個(gè)就不太好辦了，所以必須要突破尾噴管耐高溫并且還能保持密封的技術(shù)。

另一個(gè)則是機(jī)身前部的大風(fēng)扇，從理論上來看，這個(gè)風(fēng)扇要承擔(dān)大約一半的升力，如果J-20起飛重量為30噸的話，這個(gè)風(fēng)扇差不多就要15噸，當(dāng)然這個(gè)升力需求也和質(zhì)量分布有關(guān)系，機(jī)體前部質(zhì)量略小，所以升力要求會(huì)稍降低一些，但也會(huì)在10~12噸左右。

但各位一定會(huì)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)風(fēng)扇不能太大，因?yàn)闄C(jī)身寬度有限，平飛時(shí)還要隱藏起來，比如F-35的升力風(fēng)扇直徑為1.27m，又要產(chǎn)生如此大升力，還要防止產(chǎn)生反向扭矩，必須要對(duì)轉(zhuǎn)抵消扭矩，所以這個(gè)風(fēng)扇需要的突破的技術(shù)也不少。

另一個(gè)則是這個(gè)風(fēng)扇還不能固定不動(dòng)，需比如F-35的風(fēng)扇就需要向前偏轉(zhuǎn)13°，向后偏轉(zhuǎn)30°，在懸停狀態(tài)下，空氣流量是230千克/秒。

看不到的技術(shù)：傳動(dòng)與離合器技術(shù)與側(cè)向平衡推力噴管

風(fēng)扇的動(dòng)力來自發(fā)動(dòng)機(jī)，并且位于機(jī)身前半部分，而發(fā)動(dòng)機(jī)則位于后半部分，需要一根長(zhǎng)長(zhǎng)的軸將兩者連接起來，而這根軸說承載的功率密度極大，又要質(zhì)量很輕，難度著實(shí)不小。并且J-20還是雙發(fā)，這兩根軸需要通過齒輪傳動(dòng)到一根軸上，然后再延伸至風(fēng)扇風(fēng)向。

J-20的機(jī)身長(zhǎng)達(dá)21米，這根軸怎么也得7~8米，所以這壓力還真不??！而且傳動(dòng)到了風(fēng)扇，需要起飛的時(shí)候啟動(dòng)，降落的時(shí)候啟動(dòng)，而平飛的時(shí)候則需要停止，那么需要有一個(gè)離合器，讓一個(gè)推力高達(dá)12噸的風(fēng)扇可以隨時(shí)啟動(dòng)的離合器，一定非常牛逼，所以這兩項(xiàng)都是了不起的技術(shù)。

另一個(gè)則是位于機(jī)翼的滾轉(zhuǎn)噴口（Roll Nozzles），這是壓氣級(jí)引出的氣流，雖然不是高溫燃?xì)饬?，但溫度也高達(dá)數(shù)百度，更麻煩的是它必須穿過機(jī)體通過機(jī)翼然后再向下，起飛的時(shí)候提供滾轉(zhuǎn)控制，否則飛機(jī)只有前后推力平衡是不夠的，這個(gè)技術(shù)雖然不難，但破壞了機(jī)體結(jié)構(gòu)，需要考慮很多管路，也是個(gè)不小的難題。

發(fā)動(dòng)機(jī)也有不少要求，這個(gè)氣流是從壓氣級(jí)引出的，會(huì)導(dǎo)致進(jìn)入燃燒室的流量減少，也會(huì)減少推力，那么第一個(gè)要求就必須增加壓氣級(jí)的流量，這樣才會(huì)讓發(fā)動(dòng)機(jī)有更多的氣流用于滾轉(zhuǎn)噴口，所以發(fā)動(dòng)機(jī)改裝的壓力不小。

還有一個(gè)必須考慮的問題，目前垂直起降的戰(zhàn)斗機(jī)都是單發(fā)，比如鷂式戰(zhàn)斗機(jī)用的是一臺(tái)飛馬發(fā)動(dòng)機(jī)，雅克-38和141則分別用的是一臺(tái)土曼斯基R-28V-300發(fā)動(dòng)機(jī)和R-79V-300發(fā)動(dòng)機(jī)，F(xiàn)-35B則是一臺(tái)Pratt & Whitney F135發(fā)動(dòng)機(jī)。

鷂式戰(zhàn)斗機(jī)的飛馬發(fā)動(dòng)機(jī)

原因也很簡(jiǎn)單，雙發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)要改成垂發(fā)難度太大，機(jī)構(gòu)太復(fù)雜，并且左右平衡難度很高，因此不如單發(fā)戰(zhàn)機(jī)來得更簡(jiǎn)單，假如J-20要實(shí)現(xiàn)垂直起飛，改裝難度除了上述幾個(gè)問題外必須要考慮雙發(fā)的這個(gè)難題。

第三個(gè)問題：J-20C改裝到底有沒有可能？

《流浪地球2》是一部科幻片，只要邏輯符合就是合理的，所以J-20改垂直起降版并沒什么毛病，因?yàn)槔碚撋鲜强梢詫?shí)現(xiàn)的。但在現(xiàn)實(shí)中卻沒那么簡(jiǎn)單了，因?yàn)榭紤]的不是可不可以改的問題，還要應(yīng)用場(chǎng)景，筆者可以明確的說，J-20的應(yīng)用場(chǎng)景中并沒有特別需要垂直起降的場(chǎng)景。

J-35的垂直/短距起降版：或許更有必要

J-20是一架陸基五代隱身戰(zhàn)斗機(jī)，其起降場(chǎng)景中并沒有必須要垂直起降的要求，或者說改裝代價(jià)太大，帶來的一點(diǎn)便利沒有必要，畢竟現(xiàn)在部署需要機(jī)場(chǎng)，跑道也是現(xiàn)成的，因此考慮的就是垂直起降的成本問題。

而艦載機(jī)就不一樣了，比如J-35，未來入役的是003航母，有電磁彈射設(shè)備，也不需要垂直起降，但J-35如果可以垂直起降的話它還可以部署到075和076這類兩棲攻擊艦上，如果能完成這一步驟的話，那么兩棲攻擊艦立馬就變成了一艘能攜帶固定翼戰(zhàn)斗機(jī)的小航母。

對(duì)于固定翼飛機(jī)和直升機(jī)之間的戰(zhàn)斗力差異應(yīng)該是非常大的，所以固定翼戰(zhàn)斗機(jī)能登上兩棲攻擊艦無疑是再合適不過。因此未來的艦載機(jī)J-35改裝垂直起降版是具有現(xiàn)實(shí)意義的，比如最新的J-35的改版就有可能在向這方面努力。

有朋友表示，J-35后面留出一大塊空間就是未來改裝升力風(fēng)扇用的，乍一看起來也有些道理，但我們也知道，J-35是一架雙發(fā)戰(zhàn)斗機(jī)，到底適不適合改裝垂直起降版，這可是一個(gè)很大的未知數(shù)，如果將其修改為單發(fā)，這個(gè)機(jī)體幾乎相當(dāng)于重新設(shè)計(jì)，當(dāng)然沈飛完全具有這個(gè)能力，這點(diǎn)毋庸置疑。

主要問題在于是否有更合適的發(fā)動(dòng)機(jī)，目前的F-35的F135發(fā)動(dòng)機(jī)推力達(dá)到了191千牛，我國(guó)現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)完全達(dá)不到這個(gè)級(jí)別，只有WS-15才與其接近，不過坊間已經(jīng)有傳聞WS-15已經(jīng)成功，搞不好還真有可能改成垂直起降版。

而另一個(gè)可能是直接用雙發(fā)改，上文也說了，雙發(fā)存在天然的改裝難題，但好處是雙發(fā)有個(gè)備份，萬一垂直起降過程中出現(xiàn)一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火，另一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)快速控制下可以有一個(gè)比較小的墜落速度，不至于直接跌下來，當(dāng)然這個(gè)需要論證，畢竟垂直起飛時(shí)飛機(jī)狀態(tài)瞬息萬變，或者根本來不及轉(zhuǎn)換，雙發(fā)更會(huì)增加不確定因素！

延伸閱讀：兩棲攻擊艦076或上一條電彈

076兩棲攻擊艦上一條電彈似乎已經(jīng)成為板上釘釘?shù)氖聦?shí)，用途是彈射固定翼無人機(jī)，比如目前我國(guó)已經(jīng)有多款無人攻擊機(jī)，這些攻擊機(jī)要是能登上兩棲攻擊艦，那么對(duì)登陸作戰(zhàn)幫助也是非常大的。

電磁彈射器可調(diào)范圍很大，從無人機(jī)到中型艦載戰(zhàn)斗機(jī)都能完成任務(wù)，但問題是專門為無人機(jī)設(shè)計(jì)的電磁彈射器，用來彈射重量幾乎是2倍的J-35，是不是會(huì)有問題？即使設(shè)計(jì)時(shí)考慮了擴(kuò)容，那么只有一條彈射器，是不是不夠用？

當(dāng)然這總比只能起飛直升機(jī)支援登陸作戰(zhàn)要好得多，無論是彈射哪種飛機(jī)，我們都樂于見到裝備了彈射器的小平頂出現(xiàn)。



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