“紫电青霜”歼-20

刘纾骅

1997年，台海曾密布的战云刚刚散去不久，距亚洲万里之外的美国天空之上，首次起飞了世界第一架第五代战斗机：被称作“猛禽”的F-22。这架造型优美的铁鸟，在其F119-PW-100低涵道比“加力涡扇发动机”仿佛能撕裂天空般的尖锐鸣叫中，宣告属于它的空中霸主时代到来。

被中国军迷亲切称为“爱芙娘娘”的F-22首飞的同一年，成都飞机工业集团611所里，以杨伟总设计师为首的工程师团队也默默开始了中国第五代战斗机的立项工作。首架歼-20技术验证机于2009年制造成功，并于2011年1月在成都黄田坝军用机场实现首飞，在2016年11月珠海航展上向全世界做出了成功展示。

从此，中国继美国之后，也拥有了自主知识产权的第五代战斗机，从空军大国迈进了世界顶尖的空军强国之列。

风暴降生

1996年的“台海危机”由于几方都保持着相对的冷静和克制，最终有惊无险。

然而，此次对峙让中国大陆、中国台湾和美国都对自身的军事实力有了更具针对性的认识。“台海危机”在某种程度上提前了F-22的亮相时间。

当时解放军空军的主力以老旧落后的机种为主，如射程近、雷达性能单一的歼-8，超音速性能尚可但亚音速性能较差的歼-7，甚至只可用作亚音速缠斗的歼-6……这些机种在电子设备水平上远远落后于美国航母上的F-18E/F“超级大黄蜂”，也不及台湾空军主力装备的F-5“战士”和F-104“寡妇制造者”以及具有超视距打击能力的IDF战斗机。而且，台军当时也已列装了少量F-16“战隼”以及幻影2000战斗机，虽然未能形成有效战力，但也是台军重要的底牌。

苏联解体后，冰封30年后重启的对华军事合作中，俄罗斯遵守了中国军方与苏联的大额军机合同，向中国交付了24架在各项性能尤其是机动性上处于世界前列的苏-27“侧卫”战斗机，并在1995年达成出口生产线的协议。

但“台海危机”时，解放军的苏-27飞机战力并未形成规模，作战适用性较窄，与其他军种和机型也缺乏良好的配合，只是充当空中中距雷达警戒和打击力量。而且军方并不想把宝贵的、来之不易的苏-27投入空中近战。当时解放军空军只能进行代价高昂的封锁作战，但缺乏精确打击和电子对抗的能力，导致面对台湾本土的优势防空火力时，很难进行全面有效的打击。

“台海危机”落幕后，中国军方痛定思痛，决心在军机的设计制造上不再受制于人，大力进行高水平空军建设，大成本投入新机种新装备研发，尤其是作战半径大、机动性强、可以在空中格斗中占据上风的第五代单座双发重型战斗机的研制。

脚踏实地

只有实现4S的战斗机才能被称作第五代战机（按俄国标准为第五代，美国标准为第四代），4S即：Stealth（隐身性）;Super Sonic Cruise（超音速巡航）;Super Maneuverability（超机动性）;Superior Avionics for Battle Awareness and Effectiveness（超信息化）。

虽然在F-22首飞之前，美国也研制出了造型独特的F-117“夜鹰”战斗轰炸机和单架价值20亿美元以上的B-2战略隐身轰炸机等隐身机种，但只有接近战斗机的F-117可以被称作四代机，可它在技术指标上仍达不到4S的水准，

所以，全世界战斗机设计师可以参考的第五代战斗机，就只有F-22这根独苗。而F-22虽然研制时间较早，但至今仍是一架近乎完美的战斗机，可以说五代机的行业标准由F-22定制也不为过。无论是以俄罗斯苏-57为首的基本定型的战斗机，或如印度AMCA、土耳其TFX、伊朗F-313、韩国KFX、日本心神等其他国家的验证机，设计思路和气动布局都明显居于F-22的阴影笼罩下。

正在進行空中加油的F-22战斗机

歼-20的设计也并不例外。由于有F-22这个假想敌，歼-20的设计起点必须很高，否则意义不大。由于中美双方的技术差距，尤其是发动机方面差距很大，在战机的气动布局上，611所只能另辟蹊径，走上适合自己的设计之路。

研发一款全新战机，是涉及上百个专业的跨学科大型复杂系统工程。研发过程包括制定设计方案、初步以及详细设计、试制和验证机试飞、最终定型等。各阶段、各环节均需要大量的单位部门之间的联动协同。歼-20就是这样一个团队强大合力的产物。

在新机研制的同时，相关配套单位的科技实力也在飞跃性发展中。以复合材料为例，复合材料结构类型和用量都有了大幅进展。如何让新机第一时间调整设计，享受技术进步的红利，这对设计团队和制造团队都是巨大的挑战。

“成飞”定期让研究所强度部与复合材料厂进行深度的交流，并促成深度合作。复合材料在歼-20上的应用，从非主承力结构扩大应用到机翼等许多主承力结构，实现整体化结构，战斗机的复合材料应用水平大幅提升。

研发过程中，团队也面临着许多两难抉择。比如机电综合管理系统方案调整时，总师系统团队发现，随着设计研发工作的推进，如果把目前既定的机电管理系统更改为新的系统架构，飞机性能应会有大幅度提升。如果更改为新架构，就要把已经完成的前期工作全部推倒重来，大概率会影响首飞时间。如果不做更改，虽然保证了时间，但将来也会全面返工。最终，机电综合管理系统的工程师们通过紧密的协调，既更改了方案，又赶上了“首飞”。

正是艰苦卓绝的努力，最终让歼-20成为了集中国航空领域高新科技之大成的旗帜性产品，也成了中国国防能力高速发展的重要象征。

独辟蹊径

歼-20采用单座、双发、全动差动双垂尾、DSI鼓包进气道（无附面层隔道超音速进气道）、上反鸭翼带尖拱边条的鸭式气动布局，并拥有一对腹鳍。歼-20在世界上独创的“升力体、边条翼、鸭翼”布局，使得飞机既有很好的隐身性，又有很强的超音速和机动飞行能力。

歼-20最重要的特点之一就是鸭翼布局，即在前机身两侧有一对小型的前翼。远在二战时代，各国就对这种气动布局有过研究，也有一些著名战机采用了鸭翼布局，比如“阵风”“台风”“鹰狮”等。

20世纪60年代，苏联也针对鸭翼布局对米格-21进行了验证，但最终没有采用。歼-10总设计师宋文骢在早年阐述“鸭翼”的论文中，曾经对这一布局进行了深入探讨，并最终把鸭翼运用在四代机歼-10上。虽然对鸭式布局的评价褒贬不一，但将鸭翼布局运用在五代机上，通过针对性设计，尽量让鸭翼对配平和涡升力矛盾做优化处理，这是一个巨大的探索和创新。

歼-2 0采用了侧弹仓悬挂的方式。侧弹仓可以在导弹待发状态关闭，格斗中的隐身性能有较大提升

歼-20的鸭翼和双垂尾都是全动的，结合机翼和鸭翼间的可动边条做整体布局。歼-20还采用了分布式综合光电系统、有源相控阵雷达等先进的技术。

动力方面，目前歼-20采用标量发动机，可以基本满足空战格斗需求。而为了第五代战机专门研制的涡扇-15“峨眉”已经处在研制的尾声，推重比9以上的矢量发动机“峨眉”正式服役后，歼-20战斗机的性能又将得到大幅提升。

武器方面，歼-20采用了侧弹仓悬挂的方式。側弹仓可以在导弹待发状态关闭，格斗中的隐身性能有较大提升。但是载弹量相对较少，相信这个缺点会随着导弹小型化技术的突破得到改变。

三足鼎立

目前世界上的单座双发五代机非常稀少，可以跟歼-20横向比较的成熟机型只有F-22和苏-57而已。

从气动布局来看，F-22为常规气动布局，其气动外形采用兼顾亚音速和超音速巡航的蝶形机翼设计。苏-57则参考了F-22的气动外形，创新性地在机翼前缘延伸部分加装了可动边条，但整体布局还是一脉相承于苏-35，线条硬朗。而歼-20的鸭翼加三角翼，腹鳍加双垂尾的气动布局，显得非常有特点，设计感突出，与F-22同为整体式座舱。

从动力输出来看，F-22使用的F119发动机是推重比达10以上的矢量发动机，作超音速巡航时可以不开加力，F119是F-22超级机动能力的保证。苏-57采用AL-41F1-117S喷气发动机，发动机本身可能略逊F119一筹。而歼-20的发动机应是国产“太行”改进型标量发动机，极有可能在近期装备国产“峨眉”矢量发动机。

从隐身能力来看，F-22采用了先进的红外隐身技术。美军资料称，F-22的雷达反射截面积只有0.0065平方米，很难被雷达侦测。苏-57为了提高机动性能，甚至牺牲了一些隐身性能，机身上平行面较少，即使配合S型进气道，隐身能力仍然略低。歼-20总体上采用了隐身设计，但鸭翼和腹鳍的设计不利于隐身性能，正面RCS值（雷达反射截面积）大于F-22，但应小于苏-57。

从武器挂载来看，F-22机身内部除炮舱外有3个武器舱，内部安装了由EDO公司研制的LAU-142/A“阿姆拉姆”导弹垂直弹射发射器，可根据不同的作战任务，携带多种不同的弹药。其腹部弹仓可以挂载6枚空对空导弹。苏-57除了配备30毫米航空机关炮外，拥有至少两个内置弹仓，整个武器舱室几乎占飞机容量的1/3，主要装载远距和中距空对空导弹。歼-20除机炮外，两侧侧弹仓可各携带1枚导弹，主弹仓拥有6个挂架，可携带6枚空对空导弹。

从机载雷达来看，F-22采用先进的APG-77有源相控阵雷达。该雷达除了传统的雷达功能外，还集成了情报侦查、电子干扰、通信等功能，并支持无源定位探测能力。苏-57装备了季赫米洛夫研究所设计的N036雷达，该雷达有五套有源电子扫描阵列（AESA）天线，系统与两台机载电脑相结合，能发现400公里以外的目标，同时跟踪30个空中目标并向其中8个发起攻击。歼-20装备了发射功率在24千瓦的AESA有源相控阵雷达，雷达探测距离达200公里，且同时跟踪30个目标，并可攻击其中4～6个目标。

歼-20在全世界第五代战机中已经坐稳了三甲位置，这也是对中国基础工业以及军事工业多年来大幅进步的肯定。歼-20基本可以满足它突防第二岛链的设计初衷。似乎是倏忽之间，“台海危机”已经是20多年前的往事。在如今的台海，实力对比已经与当年危机时迥异了。

然而，中美两国的工业技术水平毕竟仍有差距。与F-22相比，歼-20仍存在一些短板和硬伤。如果把目标放在与F-22平起平坐甚至全面超越上，那么歼-20还有很长的路要走。攀登高峰是一种信念，虽然艰难，但只有在更高的峰顶，才能看到更美的风景。

【参考文献】

1. 王鑫昕.中国战机逆风崛起.中国青年报，2018-12-14.

2. 黄明，黄书波.歼-20战机挂弹开仓展示 震撼献礼空军成立纪念日.新华网，2018-11-11.

3. 歼-20总师杨伟谈歼-20未来.新华视点，2018-11-07.

4. 专家：新中国两次军事现代化都始于外部威胁.环球时报，2015-01-31.