6代机超重问题的解决关键在哪里?

2023-08-10 09:11:28   

飞机不像氢气球或者热气球,靠自身比空气轻而实现升空飞行。飞机从一开始就是一种比空气密度更大的飞行体,依靠机体与机翼的上下气压差而实现升空的特殊飞行体。因此要想飞得更高更远更省油,保持飞机机体本身的自重尽量更轻一些,是任何代次飞机都应该主动追求的核心气动性能指标之一。二战末期出现了喷气推进技术,几乎与此同时,也出现了全金属骨架与蒙皮的“硬”式飞机。不过当时从战斗机到大型运输机与客机,除了主龙骨与主机翼梁,起落架的主体等骨架部分用钢材制造之外,其他的从支肋到蒙皮,基本都是铝镁合金制造。钢材只占飞机全部自重很小的比例,而航空铝镁合金的天然比重也不算大,导致此时的第一代与第二代战机,除了纯粹用不锈钢的米格25等特殊型号,



普通型号都很少存在空重超标的问题。而到了三代机时代,除了龙骨主梁起落架部分继续用钢材之外,主框与支肋甚至蒙皮都开始普遍用强度更大、但是天然密度也更大的钛合金。因此导致部分三代战机,尤其是单发三代机开始出现空重超标的苗头。而到了以F22A为代表的隐身战机,也就是早期所谓的4代机;后来普遍调整为5代隐身机的阶段,机体空重超标的问题则骤然严重起来!不论是F22A还是F35,都存在机体空重超标幅度相当大的问题。那么这两种5代隐身机为何超重严重呢?大量采用钛合金材料制造机体只是超重的一方面,其实这两种战机在大量采用钛合金制造机体的同时,也同样采用了比例比较大的新式复合材料来进行减重,相对超重的钛合金加隐身涂层与比铝镁更轻的复材相互抵消,



因此超重的根源反倒不是航空主材问题。对F22A与F35来说,两者机体内部,都有大部分早期三代机上没有的特殊系统;这才是机体超重的根源。F22A内部具备一套过去从来没有的液氦,也有说法是更低档的液氮循环冷却系统。可以同时为发射功率很大的机头相控阵雷达与发动机的喷嘴部分进行循环降温。仅仅这套系统就增加了3吨甚至是3吨半的空重。这就导致服役版的F22A的真实空重在19.5吨以上!就算同体量的双发大型舰载机都没有这么重。即使配备2台当时推力领先的F119先进发动机,也因为自重过大,导致F22A的实战机动性并不强。而前不久的高空打“布伦”后立即近乎失速的真实表现,也直接证明了这种全球最早的重型隐身机也确实是明显“过重”了。到了技术发展更晚的F35系列上,

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自然不能再照搬F22A的液氦冷却系统。于是又发明了用自带的燃油进行循环冷却;但是燃油冷却的效果并不好。而且要同时冷却雷达与发动机,那么内部仅仅这套循环体系的存在,增加的管路与驱动泵自重最少也有1吨多。这个问题到了6代机上则更加严重!那么到底如何解决呢,明天继续讲解!