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文档简介

现代航天技术概论论文 航空航天技术是现代和未来文明的主要标志,对很多领域的科学技术起着引领和推动作用,也是一个国家科技水平和综合国力的集中体现。为航空航天活动的顺利进行而创立的一系列高级复杂的施工作业程序。它涉及人力资源配置,设备仪器搭配与安装使用等艰深的学术作业。是国家,民族,乃至整个人类发展的高度追求。航空航天技术使人类文明进入三维时代。 经过查阅资料,我了解了歼20的性能和结构特点。歼-20是成都飞机工业集团为中国人民解放军空军研制的中国第四代(欧美标准,俄罗斯标准为第五代)双发重型隐形战机。其采用了单座、双发、全动双垂尾、DSI鼓包式进气道、上反鸭翼带尖拱边条的鸭式气动布局。歼-20的机头、机身呈菱形,垂直尾翼向外倾斜,起落架舱门采用锯齿边设计,机身深墨绿色涂装,远观近似于黑色。歼-20预期将在2017到2019年间投入使用,2020年后逐步形成强大战斗力。首架原型机于2010年10月14日完成组装,2010年11月4日进行首次滑跑试验。2011年1月11日12时50分,歼20在成都实现首飞,历时18分钟。 歼-20是由中国成都飞机设计研究所设计、中国成都飞机工业公司制造的用于接替歼10、歼11等第三代空中优势/多用途歼击机的未来重型歼击机型号,该机将担负我军未来对空,对海的主权维护。按中国和北约标准,该机为“第四代歼击机/战斗机”,其目的是适合中国空军2020年以后的作战环境需要。 从目前已经曝光的照片分析,歼-20作为中国第四代重型战斗机,融合全球多种优秀战机的精彩设计于一体。这些技术包括:美国F-22的菱形机头和整体式黄金镀膜舱盖(歼-20在此基础上进一步优化了升力体设计);美国F-35的DSI进气道改进型(歼-20采用独创的可调式DSI进气道);中国歼10的鸭翼的改型(中国四代采用了上反鸭翼,与下反主翼等翼面配合,共生涡升效应);多种三代机(如美国F/A-18)采用的大边条及翼身一体设计的改型;俄罗斯T-50的全动垂尾(歼20为全动差动垂尾)、三维推力矢量(实为殊途同归);俄罗斯米格1.44的后机身设计(窄间距双发动机喷口,宽间距外倾双垂尾及腹鳍等都属于超音速减阻措施)的改型。歼20的精心设计气动布局可谓是独步全球,能有效弥补J-20发动机的先天不足。歼-20的基本布局继承于歼10,而歼10就是一种机动性、敏捷性和大仰角能力非常突出的战机。可以预计,歼-20继承了歼-10的高速瞬盘角速度,并进一步放宽了静稳定度,同时采用了独一无二的“鸭翼+边条+前后襟翼+全动尾翼”的综合气动布局来提高飞控能力。歼-20的鸭翼差动和全动小垂尾同步偏转更是独门绝技。再加上将来具备更大推重比和三维矢量推力控制能力的新型发动机,将获得比歼10更高的灵活性和大仰角能力。歼-20大舵效的全动垂尾可提供足够的航向操纵力矩,进而提供较大的滚转速率。成飞设计的歼-20机身令人容易想起米格-31、1.44甚至歼-8、苏-15这种追求速度的截击机造型,或者从某种意义来说,这就是成飞70年代所设计的2.6倍音速的歼9的重生。它采取了略显激进的、重视超音速性能的设计。这是对发动机暂不如人的一种弥补(有乐观的估计认为,甚至只使用中国现有的“太行”发动机或者其改型,歼-20也能实现超巡),也体现了中国空军一以贯之的追求速度的决心(实际上,歼-10的高速性能就相当突出,具有截击机的特点)。歼-20采用了独创的“可调DSI进气道”歼-20独创的“可调DSI进气道”,做出了新的创新,解决了DSI高速性能不佳的难题。歼-20进气口鼓包固定但是进气道侧面有可调挡板,可有效随速度变化改变进气量,从而达到从低到高各个主要速度段的优秀的进气控制能力,令发动机更为澎湃地工作,也将意味着更好的加速性、爬升率和超巡能力。同时可调挡板重量轻于传统的进气口边界层分离板,也不影响隐身性能。歼20弹仓的创新点歼20的侧弹仓门,和起落架仓门是衔接的,共用一条锯齿缝,两个仓之间应该是有隔断的,但是表面盖板却是相邻的。这样的设计减少了一条散射缝,对隐身有利。歼20的自主格斗功能歼20采用了飞发一体化控制技术,也就是说发动机加入了飞行自动控制系统中。歼20是依靠一系列先进的气动布局来实现机动能力。歼20在信息化能力上领先F22的,歼20全身布满相控阵天线(主翼、尾翼、机头及机身多侧),具备全息感知能力,在全息感知系统的支持下,依靠飞发一体化控制技术,歼20可实现多机自动组网、任务自动分配和自主格斗功能。这种技术从多机组网,任务加入与分配,到自主格斗,依靠的是系统的信息化能力和战斗战术解决方案。发动机新颖设计中国于1984年初开始推重比10:1级发动机预研的技术论证,1988年4月召开了预研选题论证会,1990年正式立项开题。1994年完成了6个总体方案的顶层设计,完成了项目指南和综合论证,19931996年开展对俄合作。1995年已基本确定了推重比10发动机总体方案。有些课题,如平均级压比达1.62的三级压气机研究已经取得了良好进展。2005年4月14日17时38分,在中国燃气涡轮研究院地面试车台上,中国自行研制的首台高推重比涡扇发动机核心机,检查性点火试验一次成功,并顺利推到慢车状态,2007年7月,按照国防工业发展的需要,国家为尽快推进第四代(俄标第五代)战机的研制,正式启动了涡扇15项目研制工作。涡扇15是我国第一个先于飞机立项的发动机项目。按照目前为止还算一切顺利的情况估计,涡扇15/WS-15将于2012年底实现定型,并交付使用。中国和美国的发动机技术差距也必将进一步缩小。 专家分析,歼20至少有6项技术世界领先。第一:中国四代重歼的气动构型决定了,升力特性是目前所有四代机当中最佳中国四代重歼采用了“鸭翼边条翼升力体”综合布局结构,把鸭翼、边条翼、升力体三者结合一起的,这是成飞在全世界第一个采用的,在全球已有的四代战斗机(F22、F35、俄罗斯T50)当中,升力特性最好、升力系数最高。美国F22、F35、俄国T50都只有变形的、大小不等的边条翼,而按照有关论文,中国四代重歼采用鸭翼同边条翼和升力体结合之后,升力系数最大比“单纯采用边条翼的战机”提高四成,何况F22/F35的边条都是变形小边条。这意味着中国四代有着更短的起飞距离、以及大约2015年左右中国WS15发动机到位之后更优秀的稳定盘旋能力以及机动性。第二:中国四代重歼的气动构型决定了,俯仰、侧滑、横滚、转向尤其是瞬间盘旋的能力和效率,是目前所有四代机中最佳或者最佳之一目前所有四代机当中,气动面采用“鸭翼+前后襟翼+全动尾翼”综合布局提高飞控能力的,四代的差动鸭翼可以和全动小垂尾同步实施偏转,这目前只有中国四代重歼一家。所有的四代机都有前后襟翼,T50、F35也采用全动尾翼,但是它们没有鸭翼同全动尾翼联动,控制俯仰、侧滑、横滚、转向尤其是瞬间盘旋的能力和效率,低于中国四代重歼。这意味着不论亚音速、跨音速、还是高音速状态下,战机的俯仰、侧滑、横滚、转向的能力和效率,也就是战斗过程中的“占位”、 “抢位”能力和速度,超过T50、F35。而F22毕竟是1990年试飞的机型,采用的是80年代的技术,气动布局上连全动尾翼都没有,靠的是二维矢量喷管与襟翼的共同作用,可以有限控制俯仰和转向而已。想想看,在航向基本都未来得及变化的时刻,我们四代重歼的机头指向已经迅速改变、瞄向敌机,加上我们研发中的大角度离轴发射的导弹,谁先发射攻敌,谁占据先机,不言而喻。而这还只是瞬间盘旋能力(简称瞬盘)优秀的表现而已。第三:中国四代重歼采用了独创的“可调DSI进气道”在美国F35的DSI进气道技术上更先进一步美国F35、或者中国枭龙、中国J10B型战机上面的DSI进气道,是不可调的。这意味着采用这种进气道的战机,尽管得到了减重、总压恢复比较优、间接提高发动机推力的优势,但是,局限在于:这种优势只能固定在某一速度范围。但是中国四代重歼采用了“可调DSI进气道”,鼓包固定但是进气道侧等位置可调,有效随速度变化改变进气量,从而达到各个主要速度段的优秀的总压恢复比,在各个主要速度段间接提高发动机的推力。这一技术同未来2015年左右即将实用化的十五到十八吨级推力的WS15发动机相结合,可以确保中国四代重歼在目前所有四代战机中的动力优势。澎湃的动力将意味着更好的加速性、爬升率、超巡能力、以及更强的稳定盘旋能力。第四:中国四代重歼的主翼后掠角较大,与细长机身等因素综合支持高音速能力超巡能力在发动机到位之后可超越F22从画图测量看,中国四代重歼的主翼后掠角较大,达到了47度乃至48度。高于F22。加之细长的机体迎风阻力小,这一构型可以实现高音速能力。在十五到十八吨级推力的WS15到位之后,这一翼型和机型,超巡能力超过F22毫无问题,更不谈F35。这意味着更高的接敌速度、以及更高的逃逸速度和生存能力。第五:中国四代重歼的隐身能力达到空军指标,有消息称已经采用的等离子局部隐身技术、反无源探测涂料,可以使中国四代重歼隐身性达到和超越F22隐身方面目前中国四代重歼的正面雷达反射面,比之F22多了鸭翼、腹鳍四个反射面。但我们已经看到:1、中国空军在招标中已经做过各个竞标型号的RCS 雷达反射面的微波暗室测算。目前推出的四代重歼是各个招标方案中最优的。2、目前出现的四代重歼的颜色是墨绿色的,完全不同于三代机 J10/J11出厂时的黄皮机,是复合材料和隐形材料的颜色。也就是包括鸭翼和腹鳍也使用了隐性涂料。3、鸭翼、腹鳍同机体的结合部,容易产生爬行波等雷达反射源的部位,有消息称已经采用等离子局部隐身技术,可以使隐身问题完全弥补。4、更新的涂料可有效抑制无源探测,即在涂料中放入某种特定的磁性材料,传导电流涂层,从而导致照射到机体表层的电视信号电波、手机信号电波、电台信号电波,等等,也被吸收,从而实现“反无源探测”(例如名噪一时的捷克维拉雷达)。至于侧面反射面积,大家比较一下中国四代重歼同F22的尾翼大小,即可一目了然地知道:F22毕竟是八十年代技术的产品。第六:中国四代重歼的气动构型,“系统集成”、“技术集成”能力世界第一中国四代重歼集全球优秀三代机和四代机的大成于一体,是采用现有优秀技术最多、综合最为完善的机型。某著名工业国有一句名言,综合就是创造。从目前已经曝光的中国四代重歼的照片分析,中国四代综合了全球7种优秀战机的十种以上的优秀技术于一体。这些技术包括:美国F22的菱形机头+F22的整体式黄金镀膜舱盖(中国四代重歼与此相似度九成以上);美国F35/中国枭龙的蚌式进气道的中国改进型(中国四代采用可调式DSI进气道);中国J10的鸭翼的改型(中国四代采用了上反鸭翼,与下反主翼等翼面配合,共生涡升效应);中国枭龙或美国F18的大边条翼的改型(F22/F35/T50只有变相的小边条,产生的涡升力有限);中国J10的三角翼的切尖改型(接近梯形翼,有利于高速性);中国J8式的利于高速性的长机身(“长细比”大,有利于高速性);美国YF23俄国T50的全动垂尾(中国四代重歼的全动垂尾大小,明显小于F22);翼身一体技术(中国四代重歼的上单翼同机身一体化无缝衔接,利于隐身)、 俄罗斯米格1.44腹鳍(正好从侧面挡住了发动机尾喷口,同时兼顾航向的稳定性)随着1999年我国对载人航天技术的开发、03年真正实现载人航天技术,全民振奋,掀起一股航空航天知识学习热潮,成为生活中热门的谈资。作为一名当代大学生,这是必须掌握的科学知识,这关系着我国的军事、科技、经济的发展,是我们必须意识到的重要性对我们未来生活的影响。而对于专业学习自动化的我,这门科学不仅有必须掌握科普常识的作用,还有相关我的专业知识。例如,发动机的探索、自动控制理论、仪表检测装置,这是一门从

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