中國目前飛行速度最快的戰(zhàn)斗機,從中國最北端飛到最南端需要多長時間呢?
從地圖上看,中國最北是黑龍江西北部接壤的漠河,中國最南端是接近赤道的曾母暗沙,兩地直線距離相差5605.7公里,已經(jīng)接近于從俄羅斯遠東到印尼的距離。
對于這樣一個距離,中國最快戰(zhàn)機以及殲20戰(zhàn)機分別需要多長時間呢?答案或許超過所有人的想象。
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(漠河已經(jīng)與俄羅斯接壤)
最大速度與巡航速度的不同
首先,在回答這個問題前,必須明確一個概念。那就是5605.7公里,是漠河與曾母暗沙兩地之間的直線距離。
但飛機在飛行這段距離時,必然不可能完全沿直線飛行。
原因很簡單:由于空中交通管制的航路控制,以及沿途高大山脈等地形因素的影響,飛行路線不可避免地會出現(xiàn)一定的曲折。
因而,在實際飛行中,從漠河飛往曾母暗沙的總航程很可能超過6000公里。
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(最南端的曾母暗沙)
不過,從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資料中可以了解到,這6000公里的距離,對于中國的殲8F戰(zhàn)機(這款戰(zhàn)機目前已接近全部退役,是殲20換裝國產(chǎn)發(fā)動機前的中國最快戰(zhàn)機)而言,理論上最快僅需6小時即可完成。
6小時內(nèi)飛行6000公里,平均時速達1000公里,這樣的速度無論在何處都堪稱“風(fēng)馳電掣”。
不過,需特別強調(diào)的是,這個飛行時長僅為理論數(shù)值。在實際飛行過程中,情況遠比理論復(fù)雜。
這里需要說明一下,根據(jù)數(shù)學(xué)和物理學(xué)定義,一馬赫速度約相當(dāng)于每小時1224公里或每秒340米。這意味著,1000公里/小時的速度雖然較快,但最多僅達到0.82馬赫,并未達到超音速飛行的標(biāo)準(zhǔn)。
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(殲8F)
而從網(wǎng)上公開資料可以得知,殲8F戰(zhàn)斗機具備在13600米高空以2.2馬赫飛行的能力,最快飛行速度甚至可達2.4馬赫。
由此可見,在理想狀態(tài)下,若殲8F戰(zhàn)斗機以2.4馬赫的速度飛行,時速將高達約2937.6公里,遠超之前提到的1000公里/小時。若以此速度計算,從漠河飛往曾母暗沙,理論上所需時間將大幅縮短,可能僅需兩小時左右。
那么,為何前文會出現(xiàn)不同的描述呢?原因其實很簡單。殲8F確實曾經(jīng)是中國速度最快的戰(zhàn)斗機,最大速度甚至超過換裝了國產(chǎn)發(fā)動機前的殲20,但這種速度優(yōu)勢并不能持久。
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(殲20最早原型機2001)
在航空領(lǐng)域,存在兩種相似度高且聯(lián)系緊密,但本質(zhì)卻截然不同的概念,即最大速度與巡航速度。盡管殲8F戰(zhàn)斗機能夠達到2.4馬赫的最大速度,但這僅限于高空、輕載、短時間沖刺等特定條件。
在這些條件下,殲8F會采取發(fā)動機加力的模式,在短時間內(nèi)獲得大量動力,以達到超快的速度。
但這種速度根本難以持久,在實際作戰(zhàn)或長途飛行時,受發(fā)動機性能限制(加力飛行會導(dǎo)致發(fā)動機過熱,并且油耗極度飆升),殲8F在絕大多數(shù)情況下根本無法長時間維持超音速狀態(tài),只能采用亞音速飛行模式。
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(殲8F)
說白了,這種加力飛行,就如同電影和小說中的“爆種”情節(jié)。在緊急關(guān)頭,主人公如同開掛般爆發(fā)出超常實力,短時間內(nèi)展現(xiàn)出驚人的速度與力量,但這種狀態(tài)難以長久持續(xù),甚至強行維持會帶來風(fēng)險。
殲8F戰(zhàn)斗機就是這樣,它的最大速度雖快,卻只能作為“爆種”時的特殊手段,根本無法長期頻繁使用。飛6000公里需花費6個小時也在情理之中,畢竟在絕大部分時間,它的速度只是亞音速。
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(殲8F)
讓爆種成為常態(tài)
那么,如何才能讓“爆種”成為一個常態(tài)呢?這就需要引進另一個概念,那就是超音速巡航。這個詞指的是在未啟動發(fā)動機加力的情況下,能夠持續(xù)以1.5馬赫以上的速度進行超過30分鐘的超音速飛行。
因為不需要發(fā)動機加力,所以發(fā)動機不會過熱,油耗也處于正常水平,這就使得飛機維持超音速飛行的時間更長,狀態(tài)更加穩(wěn)定。
不過這種能力,對發(fā)動機本身的考驗相當(dāng)巨大,目前在美國的五代機中,有且只有F22可以成功做到這一點,連F35都未能達成超音速巡航的要求。
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(F22)
在中國的眾多戰(zhàn)機中,首個實現(xiàn)超音速巡航的,當(dāng)屬殲20隱身戰(zhàn)斗機,確切地說,是換裝了國產(chǎn)發(fā)動機后的殲20戰(zhàn)機。
殲20作為中國首款第五代戰(zhàn)機,在早期曾使用俄制AL-31F系列發(fā)動機。在那個階段,殲20雖然是中國速度僅次于殲8F的第二快戰(zhàn)機,但也和殲8F一樣,不具備超音速巡航能力。
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(殲20原型機2001)
但等到換裝國產(chǎn)WS-15發(fā)動機后,殲20的性能得到了顯著提升。不僅在飛行速度、機動性能和航程等方面均有大幅優(yōu)化,還首次具備了超音速巡航能力,大幅縮短了到達作戰(zhàn)區(qū)域的時間,增強了快速反應(yīng)能力,降低了被敵方發(fā)現(xiàn)和攔截的概率,從而更有效地實施對敵方目標(biāo)的突襲。
那么,以殲20的速度來看,在考慮空中加油的情況下,飛越六千公里的距離需要多長時間呢?根據(jù)網(wǎng)上資料,換裝后的殲20可以以2.5馬赫的速度飛行,最快甚至可達2.8馬赫,這一速度不僅遠超換裝前,也超過了此前的最快戰(zhàn)機殲8F。
不過,在一般情況下,殲20無需達到如此高的速度,這里以1.8馬赫進行計算。
超音速巡航指在不加力情況下持續(xù)以1.5馬赫以上速度飛行超過30分鐘,按1.8馬赫計算,30分鐘飛行距離為1102.5公里,剩余路程按1.4馬赫計算,大概需3小時多一點。
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(殲20)
如此看來,這個速度已經(jīng)到達了一個相當(dāng)驚人的水平。要知道,在實戰(zhàn)場景中,戰(zhàn)機往往需要綜合考慮多種因素,不可能始終保持最高速度飛行。
而殲20的超音速巡航能力,就意味著,它不需要像殲8F那樣頻繁加力來達到高速狀態(tài),減少了發(fā)動機的損耗和燃油消耗。
在飛越六千公里的行程中,先以超音速巡航完成部分路程后,后續(xù)以相對低速飛行,等到發(fā)動機可以滿足條件后,又再度開啟超音速巡航模式,綜合計算下來,整體耗時相對合理且能在飛行過程中保持較好的狀態(tài)。
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(殲20)
這種狀態(tài),就是目前航空界一直在追求的“高效飛行狀態(tài)”。它不僅僅關(guān)乎速度,更在于如何在各種飛行條件下,都能讓戰(zhàn)機保持最佳的性能輸出和燃油經(jīng)濟性。因為它意味著戰(zhàn)機可以在不犧牲過多燃油或增加機械磨損的情況下,完成更遠距離的飛行和更復(fù)雜的戰(zhàn)術(shù)動作。
這也難怪,有諸多人都將這種性能,作為未來戰(zhàn)機發(fā)展的一個答案。而從這一點來看,換裝國產(chǎn)發(fā)動機后殲20無疑已經(jīng)成功觸碰到了這個答案。
這一切都是中國制造的成果,是中國航空工業(yè)不斷突破自我、勇攀高峰的見證。
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(中國制造,全球領(lǐng)先)
參考資料 1、新華社《“殲-20具備超音速巡航能力”引外媒關(guān)注,軍事專家解讀》 2、澎湃新聞《什么是真正的超音速巡航?》 3、泉州晚報《殲-20具備超音速巡航能力》
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