歼20作为我国自主设计制造的首款五代隐身战机,歼20的出现不仅填补了我国在五代战机领域的空白,更重要的是随着歼20的批量装备服役,现阶段除了列装五大战区外,更是已经衍生出了歼20B和歼20S两款改进型五代隐身战机。
关于歼20的多款改进型号,除了已经公开亮相的歼20B和双座版歼20S战机外,一直以来网络上还有传闻称,歼20很可能在研发能够在航母上起降的歼20J舰载型、以及具备垂直起降的歼20C型战机。特别是多家官媒和官方机构,曾多次对外公开展示过搭载歼20隐身战机的航母模型,以及多次传闻海军正联合成飞研发具备垂直起降模式的新型舰载机,以满足海军两栖攻击舰的制空作战需求。
但传闻一直是传闻,并未有任何官媒公开证实。但就在近日,成飞突然对外正式公开了其早在2022年底递交申请、现阶段已经成功确认专利产权的“双发串联垂直起降飞机”专利申请通过截图和摘要截图。这份专利的正式对外公开,不仅意味着成飞已经正式掌握垂直起降飞机的核心专利和原理,具备了研发垂直起降战机的实力,同时也很可能意味着成飞将正式踏足沈飞霸占的舰载机领域,研发出我国首款具备垂直起降功能的固定翼战机。
从公开的专利摘要截图中,机头凸起的气动设计表明这是一架有人驾驶战机,在其核心的垂直起降方式上,主要依靠两台前后串联布置的发动机来实现垂直起降功能。其中前发动机的进气口布置在机身背部,发动机喷口则一分为二分布在机身两侧;后面布置的发动机进气道采用腹部进气方式,尾喷口设计和同样具备垂直起降的F35B一样,具备水平和垂直向下偏转功能。
但仔细看成飞的这份设计专利就会发现,这份具备垂直起降的设计专利,最大的核心要点是通过结构设计降低了技术难度,使得我国不再需要专用的升力发动机或大功率升力风扇,仅依靠中小推力涡扇航发,就能实现垂直起降功能。
首先布置在机身尾部的主发动机,依然和传统战机发动机布置模式一样,水平布置在机身尾部,且进气方式和进气道设计和歼10一样采用“腹部进气”,这样既能够利用矩形进气口后面的空间,在机身左右两侧设计“格斗弹舱”,同时冷空气从腹部进气口吸入后,一路向后被吸入主发动机,经混合燃烧后从尾部产生大量高温燃气,并经可具备矢量偏转的尾喷口,实现向后或向下推力输出 ,从而满足战机高速飞行和垂直起降需求。
最为核心也是设计最为巧妙的升力发动机,进气口布置在座舱后面采用背部进气方式,估计和F35B一样都是设计有可开启舱盖设计,在垂直起降时打开、水平高速飞行时关闭;当大量冷空气从座舱后面吸入进气道后,被水平布置的中小推力涡扇发动机吸入,经混合燃烧后从尾部产生大量高温燃气后,这些高温燃气被一分为二从左右两侧可控矢量喷口喷出,产生向上的垂直升力。
之所以设计巧妙的是,整台升力发动机和进气道全部设计在主发动机进气道上方,这样设计最大优势缩短了机身长度,使得航母或两栖攻击舰在有限空间内可搭载更多该类垂直起降战机;同时升力发动机水平布置,使得发动机长度限制更低,避免了对航发长度的技术限制;最后升力发动机产生的高温燃气,从升力发动机尾喷口喷出后,一分为二从主进气道两侧垂直向下偏转,并经矢量喷口喷出,避开了主发动机进气复杂和进气不足问题。
当然从成飞申请的这份垂直起降专利来看,两台发动机的前后串联设计,也意味着现阶段采用两台并联布置的歼20战机,根本不可能衍生出垂直起降功能。
但成飞能够对外公布这份设计专利,且这份设计专利中,很巧妙的用中小推力航发,完美替代了技术要求高的升力风扇,且没有高温进气喘振的风险,也就意味着成飞后续很可能会推出具备垂直起降功能的隐身战机。