原创 goneless 航空知识
公众对于歼20的第一次真切的印象，要回溯到4年前——2016年11月1日上午 10时许，珠海金湾机场上空——歼20首次公开亮相。
在首次面向公众的展示⻜行中，歼20的⻜行动作带给人的震撼和部分媒体 热炒的“超机动”其实并无太大关系。粗看下来，这些动作似乎并没有什么过人之处，按照一些境外媒体的说法是“连三代机也能轻易完成”。事实真的如此吗?
喜欢观看体育比赛的朋友都知道，在体操和跳水这类打分类项目中，虽然 确实同一个动作很多运动员都能完成，但是不同运动员完成动作的水平高低在 裁判的打分中就一目了然了。⻜行动作也是一个道理，由于在歼20出场之前， “八一”⻜行表演队歼10的单机表演刚好结束不久，因此这两款⻜机的动作表现 在现场观众的脑海中恰好能形成对比。
作为“八一”⻜行表演队日常表演中较为亮眼的部分，歼10SY的单机表演通 过上升滚转、垂直筋斗和低速大迎⻆通场等动作已经充分展现了歼10的机动 性。歼20的表演时间虽然由于种种原因被控制得非常短暂，动作也并不复杂， 但无论是完成水平还是衔接质量都非常出色。
从双机编队解散后的歼20单机动作说起，僚机斜向上转弯后接半筋斗完成 180°转向，依靠优秀的升力特性在转向后几乎没有损失任何高度旋即转入平 ⻜;之后在6秒左右的时间里再次完成180°转向，回到一开始通场亮相时的⻜行方向，展示了出色的盘旋性能;最后完成了一个十分轻盈的爬升接滚转筋斗动作之后退出表演空域返场。全过程中除了爬升瞬间之外，几乎看不到歼20发动机尾喷管里有蓝色火光，说明大部分表演时间内并没有启动发动机加力，却仍能一次到位地完成这些动作，让人很难想象这是一架空重几乎是歼10两倍的重型歼击机。
尽管这些动作距离歼20的极限性能仍然相距甚远，但作为一款隐身设计特 征明显的重型歼击机，歼20终于用实际⻜行动作打破了之前外界将其视为“歼击轰炸机”的刻板印象。事实胜于雄辩，中国空军对四代机(按中国空军装备体系,歼20属四代机,即美俄所称五代机)的空战机动性要求不仅不逊于三代机，甚至还有过之。对于一个在先进歼击机研发领域历史上始终处于追赶地位的国家来说，为什么要走这样一条道路呢?
从需求定指标
时光倒回15年前，随着歼10/11及引进的苏-27/30形成一定装备规模，加上 空中预警机、电子战机和空中加油机，中国空军初步构建了较为现代化的装备 体系。但在面对同期形成战斗力的F-22时，这一体系的脆弱性仍然显而易⻅。
即使依靠体系加持，我军第三代歼击机的作战能力也不足以和F-22抗衡， 而且此时已进入工程发展阶段，且明确将向美国盟国出口的F-35同样是一个严 重的威胁(当然当时没有人能预知今天F-35项目面临的种种问题);总之在当 时看来，十年后我国周边主要威胁方向将出现大量四代机。因此国产第四代歼 击机的立项和方案竞争应当就是在这一时期启动的。
任何一款装备的技战术指标必然要与军队的作战思想相符，而作为大国空 军，中国空军未来可能面对的作战环境也必然较为多样。此文仅以美军对我军 评估中经常使用的“反介入作战”作为分析背景。
按美军假想，一旦中美冲突发生，美军在第一岛链的军事部署在战时很可 能被我军远程火力第一时间摧毁或压制，因而这里并不是四代机的主要舞台; 而被美军视作反制“反介入作战”的重要倚仗——部署在第一岛链之外的诸多高 价值作战资产，特别是远程打击平台和大型特种机平台——才是国产四代机的 优先打击目标。这需要新机在具备超声速巡航能力以便快速突防，并配合低可 探测性降低被发现概率的同时，还要有着极大的作战半径。
从常理上来说，利用隐身特性带来的单向透明优势，四代机的普遍作战方 式应当是以非接触式的偷袭为主;与敌战斗机正面对抗，特别是在具备全向攻 击能力的红外成像制导格斗导弹扩散后，越发危险的格斗空战更是需要尽量避 免;然而考虑到四代机(包括F-22在内)基本不可能做到全向低可探测性，特别是在第一岛链外战场信息环境很可能不利于我的条件下，国产四代机想要进 行全程非接触作战就实在太过理想化了。
考虑到敌众我寡的现实军事部署情况，无论是在超视距空战还是在近距格 斗方面，我军四代机还必须在面对对手改进型三代机乃至四代机时具备足够高 的交换比，即使是在战场支援体系效能已经大大下降的环境中。因此作为决定 空战能力最基本的要素之一，综合机动性指标在国产四代机技术任务书制定时 会占据十分重要的地位。总之，国产四代机从一开始就被要求是一个兼具高机 动性、超声速巡航能力、低可探测性和远程作战能力的“国之利器”。
尽管具体的方案竞争情况，局外人完全无法得知，不过可以想象的是不同 研究所的竞争方案在技术细节上必然会存在大量差异。但从《顾诵芬文集》可 ⻅，在将双发(四代大推力涡扇发动机)重歼作为基本设计方案，以及在原型 机研制阶段采用三代大推力发动机作为过渡动力的做法这几点上，各所的想法 应当是一致的。
陈肖/摄
为了兼顾超巡、大内油量和足够的载弹量等指标，四代机采用重型机方案 几乎是必然的，但过⻓的尺寸不仅会使得重量等指标难以控制，还会影响机动 性等其他重要指标的实现。最终的歼20方案采用鸭式布局，除了和成都⻜机设 计研究所在歼9、歼10上积累的设计习惯有关之外，控制其机身⻓度可能也是 一个重要目的。
鸭翼与气动求衡
说到鸭式布局，很多人认为这使得歼20的低可探测性很难达到F-22的水 平，甚至认为还不如F-35。所谓“鸭翼最应该出现的位置是敌机上”的说法，更 多来源于20世纪末的隐身⻜机设计理念。而近年来以材料隐身和结构隐身技术 为代表的新一代隐身技术的应用，正在逐渐使这句话成为一种偏⻅，从近两届 珠海航展上一些厂家的展品可⻅，这些技术已经走出实验室，具备了型号应用 的基础。
而鸭式布局其实只是歼20采用的升力构形的一个体现，是对第三代歼击机采用的翼身融合布局的进一步发展，强调更多的主动增升手段实现全包线范围 内更加出色的升阻比。从2001到2017这8架歼20验证机/原型机的进化过程来 看，虽然升力构形本身没有大改，但机头边条、鸭翼与主翼间边条等多处细节 一直在不断改进。
除了鸭翼之外，歼20在气动外形上的另两大“标签”则是其DSI进气道和全动 垂尾。成都⻜机设计研究所之前已经在“枭⻰”、歼10B等型号上积累了丰富的 DSI进气道设计经验，而在歼20上，DSI鼓包的外形调整是以肉眼可⻅的程度不 断修正的，目的正是为了实现更大范围的适应性，以满足歼20在各种动作下正 常进气的要求。首次在国内型号上应用的全动垂尾在全面提升了气动控制效率 的同时还降低了阻力和重量。但大迎⻆下垂尾被机体遮蔽引发安定性不足的问 题则使得歼20仍然需要腹鳍，不过有很多观点认为，未来随着推力矢量发动机 的引入，腹鳍会被取消。但歼20的全动垂尾相对面积并不像F-35那样大，又不 像T-50那样依靠类似苏-27的发动机悬吊式结构可以部分起到腹鳍的作用，为了 保持大迎⻆下足够的方向安定性，同时提供足够的系统冗余度，腹鳍的存在仍 然是重要的。
T-50原型机于2011航展倒飞。Dmitry Zherdin/摄
高效的气动设计只是实现高机动性的基础，为变得更加卓越，歼20还需要 先进⻜控系统控制下各翼面的高效配合。虽然现阶段的歼20还不具备矢量推进 技术，但依靠全机4对可动翼面，特别是全动鸭翼和全动垂尾之间的协调动作， 仍使是⻜机实现诸多“不可能”动作的基础。而研制院所之前在数字式电传操纵 系统乃至光传操纵系统上的经验，又使这一基础能够转化为实实在在的高机动 性。歼20从2011号原型机开始取消了验证机机背上减速板这一用途单一的死 重，改用组合舵面控制的方式替代减速板的功能，使其成为国内首款取消减速 板的歼击机，这就是⻜控系统重大改进的一个小小体现。
动力决定未来路
在歼20验证机阶段，国产动力系统无论是性能还是可靠性还存在一些问题，难以及时用于十分关键的验证机首⻜。引进动力系统的基本型号虽然技术 上较为成熟，但性能也不足以达到⻜行验证的要求。因此这一阶段其动力系统 很可能采取了利用国内建立的引进动力系统大修线对部分成品进行更换以达到 试⻜所需主要指标的方法，考虑到验证机所需⻜行架次较少，对发动机寿命指 标要求并不突出，这一方法在工程上的可行性还是很高的。
而在原型机试⻜阶段，高密度大强度试⻜的要求使得动力系统的寿命指标 也不能等闲视之，多架原型机的发动机也因此不可能依靠特事特办的方式完 成。在当时改进型国产动力系统还没有完全成熟时，已经通过生产国国家测 试，具备全权限发动机数字调节系统的引进动力系统改进型同样是在型号技术 状态冻结时合理的选择。
但随着歼20以空军涂装公开亮相，并进入小批量产阶段，这一方法的适用 性再次面临考验。引进动力系统的生产国在先进航空发动机生产能力上已经很 难再有提高空间，在满足本国用户旺盛需求的同时还要为国外用户供货，其成 品率和可靠性控制都面临挑战。以歼20的地位，其交付进度显然需要优先保 障，如果引进动力系统确实遭遇了上面提到的麻烦，那么已经在其他型号上经 受考验的国产动力系统改进型是否会被⻘睐，十分值得关注。
如果这一幕真的发生，将使得现阶段技术状态的歼20与未来使用国产高推 重比涡扇发动机的歼20中间出现一个过渡，虽然增加了技术状态的复杂性，但 却有助于提高型号发展的衔接性。对于这款承载了中国空军跨越式发展的希 望，堪称非核战时代的战略武器的国之重器来说，任何之前看起来不可能的事 情，在它身上都需要重新审视。歼20的研制催生的不仅仅是一个具备高度技术 先进性的型号，更是一支在科研和管理水平等方面完全居于世界一流水准的当 代歼击机研发队伍。
2011年1月11日2001号验证机首⻜时，即使是最乐观的人恐怕都难以想 象，仅仅在不到6年后的珠海航展上，歼20就作为中国人⺠解放军空军的动态 展示⻜机出现。时至10年后的2020年，歼20已经正式列装空军部队。作为中国空军新质战斗力的一分子，初期服役的歼20是否也会像美国人为F-22量身打造 的“快速猛禽”计划那样以小规模机队，随运输保障设备的运20大型运输机(美 军使用C-17)迅速部署到国家安全重点方向上形成威慑呢?从“歼20怎么样”到 “歼20怎么用”，也许下一个阶段人们讨论的话题就将这样转变。但无论如何转变，歼20这个来自冬天的童话，永远是我们这一代人心中无可替代的传奇。
新闻里的歼20进化史
2011年1月11日，歼20(718工程状态)2001号验证机首⻜成功。
2012年5月16日，歼20(718工程状态)2002号验证机首⻜成功，后改装为2004号技术验证机。空速管位置从机头雷达罩的斜上方挪到正前方。
2014年3月1日，A状态2011号原型机首⻜。涂装从较深的墨色改为银灰;座舱盖及弹射救生系统从无框抛盖弹射改为有框穿盖弹射，采用二代无框式衍射平显，增加EOTS安装位置;取消鸭翼前边条，鸭翼与主翼间边条从弧形改为直 线形;进气道唇口上边缘不再与下边缘平行，进气道侧面各增加两个六边形蜂 窝状开口;鸭翼和尾翼进行了切尖，增大腹鳍面积并加强尾椎结构;调整了襟翼副翼面积和动作筒外观;取消减速板。
2014年11月29日，A状态2013号原型机首⻜成功。取消空速管。
2014年12月19日，A状态2015号原型机首⻜。尾撑末端削尖(2013号机后来也进行类似改动)。
2015年9月18日，A状态2016号原型机首⻜。DSI进气道表面调整。
2015年11月24日，A状态2017号原型机首⻜。座舱盖外形调整并增加镀膜。
2016年12月，首批歼20量产机交付中国人⺠解放军空军。
2017年3月9日，央视首次证实歼20已经服役中国人⺠解放军空军。
2017年7月30日，3机密集编队的歼-20机群作为歼击机梯队的头阵参加了庆祝中国人⺠解放军建军90周年阅兵。
2018年2月9日，歼20列装空军作战部队。
原标题：《歼20十周年，承载空军跨越发展》