歼-10飞机几何数据背后的秘密

据《成都晚报》报道：记者从成都飞机工业集团有限公司获悉，为纪念空军建设60周年，从去年10月起放在该公司大门附近的一架歼-10展示机，已于近日拆装，用大货车运至北京小汤山航空博物馆展出。在飞机即将运走前，成都飞机工业集团有限公司专门开放了一天作为公开展示日，让职工、家属和该飞机合影留念。

据悉，这架歼-10展示机机长16.43米，翼展9.75米，机高5.43米。

如此一来，让大家猜了许久的歼-10的几何数据终于公开了。

最早提出歼-10几何数据的是方方，但方方却将以色列的狮式的数据移给了歼-10，自然有很大的差距，而这种错误一直流传至今。2002年9月16日，我在《终见云开雾去时――谈谈对歼-10的看法》利用比例法，首次提出了歼-10的几何数据：机长16.8-16.4米(不含空速管)，机高5.5米-5.3米，翼展约为8米（上述数据从照片上分析测量而得，可能有一定的差距，但肯定比“狮”的几何尺寸要大）（详见[/url]）。

2003年2月，我在《漫淡歼-10 》中再次提到歼-10的几何尺寸：机长17米（含空速管）、16.2（垂尾至机头部，不含空速）、15.56米（机身长，不含空速管），高5.3米，翼展10.5米，后掠角50-52度（详见链接>>。分析了歼-10的净重和盘旋性能，由于当时对歼-10的机翼面积还不能确定，没有进行更详细的分析。今天，我们有了歼-10的机翼面积的数据，便有了进一步详细分析的基础。歼-10几何数据背后的秘密即将大白于天下，那也许会暴出一个令人瞠目结舌的结果来——我在《歼-10还赜卸嗌俨晃?酥?拿孛堋分泄赜诩?10瞬盘性能将超过四代机水平的预测将成为现实。

从这两个公开信息中我们知道了二个重要信息：一是歼-10的翼展为9.75米，根据实测的机翼后掠角53度，通过这两个数据可以很方面地计算出歼-10的机翼面积为38-40平方米；二是歼-10在试飞最小平飞速度时，实飞达到了接近失速的145公里/小时。

有了这两个重要信息，我们就可以根据计算公式来测算歼-10的使用空重、半油重量以及瞬时盘旋性能。

第一个公式是：V表失平飞=√2G÷cy最大ρS

式中，G是飞机重量、cy最大是指最大升力系数、ρ为标准大气密度、S为机翼面积、V表失平飞为平飞时的失速表速。

在这个公式中，已知的有V表失平飞（145公里/小时）、ρ（海平面为0.125kg·秒2/米4）、S（38-40平方米）和数字2。另有两个未知数：一是G、二是cy最大，在结果确定的公式中这两个数据是成正比的，即G越大，cy最大也就越大；G越小，cy最大也就越小。

对于cy最大这个未知数，我们可以根据歼-10的翼形和类似机翼的升力系数进行分析。歼-8B为60度后掠角三角翼，机翼相对厚度4.5%，由于细长三角翼（后掠角超过60度、展弦比小于2.3前沿尖锐或比较尖锐的三角翼称之为细长三角翼）会产生强烈的脱体涡（类似边条和鸭翼产生脱体涡的作用）所以其升力系数比较大，加之为改善跨音速性能，歼-8B采用了前缘扭转技术，可延缓翼面局部激波的产生和气流分离，提高临界M数和抖振边界，改善起降性能和机动性能，所以歼-8B的最大升力系数在二代机中是独一无二的，高达1.6，甚至超过一些三代机。

歼-10与歼-8B同为三角翼、也采用了前缘扭转技术，所不同的是歼-10用鸭翼产生脱体涡，加之歼-10的后掠角比歼-8B小7度，机翼相对厚度也略大些，所以升力系数会更高一点，估计这部分的升力系数为1.7以上。二是歼-10采用了机翼自动前缘襟翼技术，根据顾诵芬编写的《飞机总体设计》，前缘襟翼对最大升力系数的贡献为0.3。三是鸭翼产生正升力对最大升力系数的贡献。由此可知，歼-10的最大升力系数在2.0以上，估计为2.2左右。

cy最大暂时解决了（还需要结合对歼-10的重量数据来判断） ，公式中的未知数就只剩下G——飞机试飞时的重量了。另一方面，根据中国空军的习惯，我们知道最小平飞速度是指飞机在半油时的飞行速度，所以按公式计算出来的G就是歼-10半油时的重量。

空军试飞团副团长李存宝曾披露过歼-10空中加油时“机内2900kg的油箱加满后还可以向三个副油箱加油”，由此可知歼-10的机内油箱为2900kg（虽比F-16的3162kg和幻影2000的3100kg略低，但在这个级别的飞机上还属正常），所以按上述公式确定歼-10的半油重量后，只要删除1450kg的半油和250公斤的飞行员和其他重量就是歼-10的使用空重了。

为留有余量，将歼-10试飞的最小平飞速度扩大为150公里/小时，换算成米/秒后为4

1.67米/秒。将已知数据代入公式：

41.67米/秒=√2G/0.125×40×2.2
G=9565kg－1450kg－250kg=7865kg

结果出来了，出乎人们意外的是，歼-10的使用空重仅比幻影2000的7600kg多265kg，这是在歼-10机翼面积40平方米，最大升力系数2.2的情况下得出的结果，如果歼-10的机翼面积小于40平方米，或最大升力系数小于2.2，那结果中的使用空重会更小。如果我们对歼-10这个使用空重持怀疑态度，那么改变这个重量的唯一方法是提高歼-10的最大升力系数（因为机翼面积已确定最大为40平方米，已不可能再提高了），现在我们将歼-10的最大升力系数调整为2.3，再代入公式：

41.67米/秒=√2G/0.125×40×2.3
G=9999kg－1450kg－250kg=8299kg

还可以将歼-10的最大升力系数调整为2.4做一次测算：

41.67米/秒=√2G/0.125×40×2.4
G=10434kg－1450kg－250kg=8734kg

由此可知，在歼-10最大升力系数为2.2时，其使用空重为7865kg；要使歼-10的使用空重达到8300kg，其最大升力系数则必须提高到2.3；要使歼-10的使用空重达到8734kg，其最大升力系数则必须提升到2.4。这就是在已知歼-10最小平飞速度和机翼面积的情况，歼-10的使用空重与最大升力系数的关系。究竟结果是多少？看似没有答案，然而答案就在你的心中，你心中认定的歼-10最大升力系数是多少，相应的使用空重就是多少。由于最大升力系数与使用空重形成正比关系，无论你选择歼-10的使用空重为多少，或选择其最大升力系数为多少都不影响其瞬时盘旋性能，因为每个使用空重都有其相对应的最大升力系数。

下面我们就按歼-10最大升力系数2.2、2.3、2.4和半油作战重量10205kg（9565kg+8号弹2枚242kg+DS10导弹2枚398kg=10205kg）、10640kg（10000kg+8号弹2枚242kg+DS10导弹2枚398kg=10640kg）、11074kg（10434kg+8号弹2枚242kg+DS10导弹2枚398kg=11074kg）来计算歼-10的瞬时盘旋性能。

计算公式：ny=cy可用÷cy平飞

计算条件：海平面，M数0.4、0.5、0.6。

第一种情况：最大升力系数2.2，按三角翼的升力特性，0.4、0.5、0.6M数的可用升力系数分别为1.98、1.63、1.41。半油战斗重量为10205kg，翼载255kg。

得出0.4、0.5、0.6M数的最大过载分别为9G、11.64G、14.5G。

第二种情况：最大升力系数2.3，按三角翼的升力特性，0.4、0.5、0.6M数的可用升力系数分别为2.07、1.7、1.47。半油战斗重量为10640kg，翼载266kg。

得出0.4、0.5、0.6M数的最大过载分别为9G、11.62G、14.5G。

第三种情况：最大升力系数2.4，按三角翼的升力特性，0.4、0.5、0.6M数的可用升力系数分别为2.16、1.78、1.54。半油重量为11074kg，翼载277kg。

得出0.4、0.5、0.6M数的最大过载分别为9G、11.68G、14.56G。

上述结果说明，在最小平飞速度和机翼面积确定的情况下，无论选择那种条件，其结果均是一样的。而最重要的是，在M0.4、0.5、0.6时，歼-10均可以使用最大过载9G，这是相当了不起的成就，不仅是歼-10瞬时盘旋性能优于任何一种三代机和四代机的证明，也是现代战斗机常规机动动作的极限了。

我们知道，最大瞬时盘旋角速度通常体现在0.4-0.6M数之间，受机体强度限制，0.6M数的最大瞬时角速度为24.5度/秒，0.5M数的最大瞬时角速度为29.45度/秒，而三、四代机对最大瞬时盘旋角速度的争夺主要体现0.5-0.4M数，幻影2000就是依靠其最低的翼载荷夺得三代机瞬时角速度的冠军（0.5M数最大角速度29.45度/秒）；而要想突破角速度30度/秒就只能选0.4M了。在歼-10和狮式之前，还没有一种飞机在0.4M数能飞出超越29度/秒的角速度，即使被广为吹捧的F-35也远远达不到。

F-35净重13200公斤（未经证实的消息是12000公斤）、内载油8000公斤、其他重量350公斤、机翼面积42平方米。最大可用升力系数1.83（未经证实）。为照顾F-35爱好者的情绪，可让F-35按照歼-10的半油标准和F-35未经证实的净重、最大可用升力系数进行计算：

12000kg（净重）+1450kg（歼-10的半油标准）+350kg（其他重）=13800lg，翼载329kg，可用升力系数1.83。计算结果：在0.4M数时F-35的最大瞬时角速度仅为26度/秒，而且这仅仅是只带1450kg燃油，只占总燃油的18%的情况下所能达到的最好情况，实际在2500kg内油或半油情况下的瞬盘性能要差的多。

在0.4M数可用过载为9G是个什么概念，通过计算，我们可以知道，在海平面0.4M数9G盘旋时的最大瞬时角速度是36.8度/秒，这基本上是现代作战飞机常规机动的极限了。至于歼-10能否在0.4M数使用9G的过载，我们还可以用另一个公式进行验证，即机动时的失速表速，公式：

V表失速机动=√2Gny÷cy最大ρS=√ny·V表失平飞

歼-10试飞接近失速的速度为145公里/小时，最大使用过载为9G，按V表失机动计算，代入公式：√9G·40.3米/秒=121米/秒。如果歼-10在0.4M数作9G的盘旋，速度低于121米/秒飞机将会失速，而0.4M数的速度是136.44米/秒，所以歼-10在0.4M数使用过载9G是可行的，即使要留出15%的余量，最大可用过载也可达到8.22G，采用8.22G，歼-10在0.4M数的最大瞬时角速度为33.6度/秒。

难怪雷大校敢于夸口说F-16的水平盘旋能力与歼-10不是一个量级的，现在来看不仅仅是F-16了，包括F-35、幻影2000在内的许多三、四代机的瞬盘能力与歼-10都不是一个量级的。这意味看只要F-35进入歼-10的视距内，基本上就是再劫难逃了。

歼-10在机动性能方面唯一的缺点是由于发动机推重比不够高，加速性能和稳定盘旋性能不如苏-27，但由于歼-10的气动外型好、最大升力系数大、翼载小，改进发展的潜力很大，今后只要换装推重比更高的发动机，歼-10的缺点很容易得到改善。