在歼20装备了WS15发动机后具备了1.8倍音速以上的超巡航能力缩短了杀伤链:
快速到达作战区域:超音速巡航技术使得歼-20能够在不开启发动机加力的情况下,持续保持至少40分钟的超音速飞行,从而快速到达作战区域。让战机够抢占优势发射阵位,压缩敌方的反应时间。
提高导弹初速度和射程:歼20内置弹仓可以在超音速飞行开舱并中发射导弹,可以给导弹更高的初速度,从而增加导弹的射程。这样就可以让歼-20可以在对方空空导弹射程之外进行攻击,避免被敌机发现和拦截的机会。
摆脱传统战机纠缠:传统的战机在进入超音速飞行状态时需要打开发动机后燃器加力,导致油耗急剧增加。而歼-20由于具备超音速巡航能力,可以在不增加油耗的情况下保持超音速飞行,从而轻易摆脱过去传统的战机纠缠,迅速撤离危险战区。在空中战中,歼20利用其超音速巡航技术,可以做5G的机动,在短时间内迅速改变航向和速度,摆脱导弹的追击;
提高突防效率:歼20的超音速巡航技术不仅提高了其自身的生存能力和机动性,还能够快速到达目标区域,缩短了攻击时间,提高了打击效率。这对于执行快速打击任务尤为重要,能够在敌方反应过来之前完成攻击,增加了敌方防御系统的压力。
战术灵活性:歼20的超音速巡航技术提供了更大的战术灵活性。在面对不同威胁时,歼20可以根据实际情况选择最合适的飞行模式和攻击策略,无论是高速突防还是低速隐蔽接近,都能够有效地执行任务。
提升红外探测距离和空空导弹射程:超音速巡航能力还可以压缩对方红外探测距离,提升空空导弹射程,使得歼-20在空中优势作战中具有更大的战术灵活性和生存能力。
高速脱离战区:超音速巡航能力使得歼-20可以以更高的速度脱离战区,摆脱敌机攻击。这对于在高强度战斗条件下维持出击率和保持空中优势至关重要。
歼-20的超巡航通过提高快速反应能力、增加导弹射程、减少油耗、提升红外探测距离和空空导弹射程以及高速脱离战区的能力,显著提升了其在摆脱敌机纠缠中的战术优势。
WS-15高推重比发动机支持了歼20战斗机的超巡技术升级:
涡扇-15发动机大推力,这使得歼-20能够在不开加力的情况下持续保持超音速飞行。涡扇-15的最大推力约为17.5吨,推重比超过10,只有在发动机推重比达到10,才能实现真正的超巡能力,这比早期的涡扇-10发动机有了显著提升。
涡扇-15采用了先进的单晶空心叶片技术,提高了涡轮前温度,从而提升了发动机的性能。这种技术改进不仅增强了发动机的推力,还提高了其耐高温能力,
涡扇-15发动机的涵道比更小,这有助于减少激波阻力,进一步提升了歼-20在超音速飞行中的机动性和续航能力。这种设计上的优化使得歼-20在高速飞行时能够更加高效地利用发动机提供的动力。WS-15发动机采用了现代化材料和高超的组装工艺,其涵道比更小,前进气温度比大多数第三代引擎都要高出200k以上,这些技术突破使其在高空高速飞行时的性能更为出色。
燃油效率:WS-15在推力和燃油效率上都取得了显著的提升,使得歼20能够在超音速状态下进行更长时间的巡航,受燃料消耗的限制小了很多。
速度:换装WS-15引擎后,歼20的性能得以充分发挥,在不开加力的前提下,就实现1.8马赫的超音速巡航,最大飞行速度提升至2.5马赫。
高态势感知能力
歼20具配备了数量众多的传感器,这些传感器分布在机身各处,包括机头下方、机身等位置,能够为飞行员提供全面的态势感知,这些传感器和雷达系统使得歼-20能够在空中对战场态势进行360度无死角的监视,为飞行员提供了全景“看穿”地板的能力,从而极大地提升了其态势感知能力。这种高态势感知能力不仅使飞行员能够更好地掌握自身和任务态势信息,还让飞行员能够成为战术的决策者,而不仅仅是执行者;
歼-20还配备了EODAS(电子光学/红外探测系统)和EOTS(光电跟踪瞄准系统),这些系统通过分布在机身不同位置的传感器,提供了全方位的红外探测图像,从而实现对周围环境的360度无死角监控。这种分布式探测技术使得歼-20能够在不需要雷达开机的情况下,通过红外传感器锁定目标。
雷达系统
F-22战斗机使用砷化镓组件的AN/APG-77雷达对3㎡目标的最大探测距离为200千米,对5㎡目标的最大探测距离为300公里。歼-20使用了先进氮化镓(GaN)T/R组件的数字阵列雷达,按照机头尺寸估计在2000到2200个TR,具备多目标跟踪能力;歼-20还配备了加密数据链,可以接收预警机提供的目标信息,进一步增强其多目标跟踪能力。
氮化镓(GaN)有源相控阵雷达在功率密度和频率特性上砷化镓组件雷达有显著提升。氮化镓材料具有更高的耐温性能,其熔点高达1700℃,远超砷化镓的600℃和硅基材料的200℃,这使得氮化镓雷达可以在更高的温度下持续正常工作,无需制冷器,从而简化了电子系统并减轻了飞行重量。
氮化镓芯片的能量密度是砷化镓芯片的5-10倍,这使得在相同的雷达孔径下,氮化镓雷达的发射功率、抗干扰能力和可靠性都大为增强。,使用氮化镓材料制作的雷达芯片在功率合成后,其发射功率、抗干扰能力和可靠性都得到了显著提升,而成本也大幅度下降,歼-20的相控阵雷达还具备低截获率的特点。
国内有些氮化镓(GaN)GaN雷达模块器件在75V和100V的偏压下,输出功率分别达到250W和500W,且具有高达80%的漏极效率。此外,GaN技术在X波段的应用中,输出功率超过44.6 dBm,功率附加效率超过48%,而航空用的氮化镓模块功率稍小,但功率也不会太小;
歼-20战斗机的相控阵雷达具有低截获率,低截获率(Low Probability of Interception, LPI)是指雷达信号难以被敌方电子侦察装置或雷达告警器截获,有源相控阵雷达通过跳频、扩频和自适应调整波形等技术手段,使得普通的雷达告警接收机很难检测到其信号。这种雷达信号的隐蔽性不仅体现在敌方无法感知信号的存在,还可能被误认为是噪声而被滤除,雷达只有具备低截获概率性能,才能在激烈的电子战中生存下来;
数据链与协同作战:在隐身状态下,歼-20可以通过预警机或其他空中平台提供的数据链接收目标信息。这种信息传递方式能够帮助歼-20在不暴露自身的情况下提前获知敌方位置,利用超巡隐身优势一击必杀;
制导多枚导弹:歼-20的内置弹仓6枚短翼PL15空对空导弹,4枚进程小型格斗弹,具备持续火力和全方位打击能力。通过使用数据链和火控系统,歼-20可以同时制导多枚导弹攻击多个目标。
隐身战斗机的综合作战能力:
歼-20战斗机具备低可探测性,数字阵列雷达,内部大容量燃料箱和远程空空导弹,具备“先对手发现、先对手攻击、先对手摧毁”的优势,对非隐身战机可形成压倒性优势,并具有抗衡隐身战机的能力;
抵可探测能力缩短了对方雷达系统的探测能力,内部大容量燃料箱为歼-20提供了极长的航程,使其能够执行远程任务,如猎杀远离本土的空中预警机、侦察机和电子战机等高价值目标。这种强大的航程能力增强了歼-20的作战弹性和持久作战能力。
歼-20内置的弹仓中装备霹雳-15和霹雳-10,这些导弹的攻击范围超过150公里,让战机具备优先开火权;
歼-20战机的高隐身性、高态势感知和高机动性在未来作战中在执行侦察、监视和打击任务时能够有效规避敌方雷达探测,提高生存能力和任务成功率,尤其是在对抗美国F-22/35等战斗机时,能够显著降低被敌方雷达发现和拦截的风险。