图:FC-31公布的数据
在珠海航展上,一直被错误的称呼为“歼31”的FC-31鹘鹰飞机引起了不少关注细节的人的巨大争议。
因为在公布的性能数据中,FC-31飞机的最大速度为1400公里/小时,几乎只有其它超声速飞机公布的相同单位的指标的一半;按照多数人的知识范围,这意味着FC-31最高只能进行1.14倍声速的飞行。实际上就是刚刚能飞破声速的歼六,在9000米高度也能达到1450公里/小时的速度。
实际上这个数字说没问题,也有问题;说有问题,也没问题。没问题的方面在于,从技术规律看,这个指标非常符合70年代以后战斗机的性能特点,绝大多数三代战斗机都处于这个水平范围内;比如歼10和苏27的最大指标比1400公里/小时还稍微高一些,但差距很小。
图:大气数据,出自《飞机设计手册》第一册288页。飞机承受的速压,可以近似的认为它是飞机在推开空气的飞行过程中,空气反过来对飞机形成的压力;现代战斗机低空能飞多快,直接受它结构设计上能耐受多大速压而决定。速压 = 0.5 x 空气密度 x 速度的平方值,有兴趣的读者可以自己算一下。另外,不同高度,声速也是不一样的。
有问题的地方在于,这个速度是在非常低的高度下飞出来的,如果换了高空状态,这个指标就会立刻暴涨到2000多公里/小时以上。严格的说,1400公里/小时,是FC-31目前公布的低空最大速度。引起这种差异的关键,在于不同高度的空气密度差距很大。
在特别稠密的海平面高度附近,一架飞机在进行接近1.2倍声速飞行的时候,飞机上每平方米要承受近9.5吨左右的空气压力,这已经极其接近现代先进战斗机的结构强度和刚度极限状态了。
图:二代机再怎么涂脂抹粉,和三代机的代差,在骨子里就决定了
很多二代机——比如米格21及其所有衍生型号(包括歼八系列),结构极限也只能承受7500公斤每平方米的压力,这意味在500米高度(按照标准大气条件计算)下,歼7家族的极限速度不能超过1.04倍声速。
事实上这也是三代机在机动性方面吊打二代机的一个关键所在,它能够在二代机根本不允许——否则就是空中解体的的速度范围内进行更猛烈的机动动作。即使是给二代机换上和三代机一样先进的气动外形、一样先进的飞行控制系统、一样先进的大推力发动机;仅仅是结构速压指标这一条,就决定了二代机的机动性能至少要落后20%以上。
而为什么战斗机不能把低空最大速度继续做高呢?这主要是从总体性能上来看,继续大幅度提高低空极限的话,就必须极大的提高飞机结构耐热材料——比如钛合金的用量,并且大幅度增加结构重量;而由此带来的增重导致飞行性能下降、结构制造成本暴涨,都是无法接受的。
图:哪怕是米格29,要吹出1250公里作战半径也不难
事实上飞机的很多性能指标,都只在给出详细的约束条件以后才具备实际意义,此次FC-31公布的速度指标就是一个例子。除了飞机的长宽高这些,数据本身没有玩花活余地的情况以外;各国公布、特别是广告性质很重的宣传材料上的性能,或者掺杂了极大的水分,或者是多个极端条件下才能达到的数字——特别是在作战半径上。
总的来说,FC-31公布的性能数据中,仅谈及最大速度的话,数字本身是在合理范围以内的;但是没有考虑到容易引起不熟悉航空知识的大众误解,没有给出相应的注解,算是一个工作疏漏,这点值得吸取教训。