之前我在《》中有写道:
最后,J20航展上不开加力、垂直爬升之后还稳盘飞8字,自己去算J20用的什么发动机。
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……哎呀,你们真是懒的百度,我帮你们算好了。
假设J20使用AL31FM1,J20空重15吨(反正你们不信,你们爱取18吨20吨也没事,最后结果算出来J20发动机推力反而还更大了)。
内油取极端点吧,就取1/4油(2吨)。(按AL31的0.685kg/kgf*h的最低耗油率、巡航推力取5000kgf,实际上这点油只够J20在低空飞17.5分钟,要是遇到点什么无人机乱飞、撞鸟之类的特殊情况,你付得起摔机的责任吗?)
J20低空通场速度很慢,不可能“低空高速+用速度换高度”,不然观众看个球啊?不开加力、匀速垂直爬升,爬升后还有足够的能量做机动,大致需要发动机的最大军用推力>重力(忽略升力和阻力)。则其使用的发动机单台最大军推需要>8.5吨(如果J20空重18吨则需要单台最大军推>10吨)。
然而AL-31FN最大军推为7.4吨,117S最大军推8.5吨,99M1推力就取8吨吧(其实并没有谷歌到99M的最大军推),并不足以支持J20垂直爬升,如果计入升力和阻力,也不支持J20大角度爬升。
那么J20在珠海航展上用的是什么发动机呢?
对我的回应则是《》:
第二条,所谓“J-20可以不开加力垂直爬升”,简单计算一下:
J-20使用空重取18.5吨,加上滑油、液压油等载荷到19吨,内油按8吨算,半油4吨,飞行重量23吨。
F119-PW-100发动机最大加力推力是35000磅一级(约合155.68KN),军用推力104KN左右(约合10.6吨),2台F119都不能让J-20完成“不开加力垂直爬升”。
笔者找到了珠海航展J-20飞行表演的视频,认为这个动作实际上是一种大角度爬升,外国称之为“zoom climb”,其爬升率是不可持续的。
可以看出,他否认视频中的J20在进行了匀速爬升。
事实上,他是对的,J20并没有进行匀速爬升,爬升速率并不保持恒定,经过对视频的分析,我得出结论:实际上J20在加速垂直爬升!
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不是垂直爬升?
非请看此文:《》,结论仍然是推力需要大致等于重力。
开加力爬升?
我又一帧一帧的看了一遍这个视频:
说好的大火焰呢?
至于喷口收敛则很好解释,低空低速通场,油门肯定差不多收到底了,不然一下就音爆了,拉起来垂直爬升了,你还指望用最小的油门?
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选取的视频地址:
下载视频后,截取42~46秒的所有画面,按帧分别存为Untitled_000000.jpeg~Untitled_000101.jpeg,共102个文件(下文为方便叙述,文件名仅取后三位)。(链接: 密码: aesu)
从039.jpeg开始,J20开始保持姿态垂直爬升,直至089.jpeg镜头切出,共51帧。但由于最后那20多帧清晰度太差,故选取039.jpeg,040.jpeg,068.jpeg,069.jpeg四张图片进行分析。
估计是由于该摄像机放大倍率不够,这一个镜头,摄像机保持了最小放大倍率,给了观众一个全景的画面,在爬升结束后,导播赶紧切换到了另一个高倍率的摄像机上。也就是说,这个镜头,放大倍率不变,但是镜头在跟着J20上仰。
———————————————以下是推公式,可以跳过———————————————
由于拍摄距离 L 较远、摄像机仰角 α 不大,J20的高度 H 可以近似为:
H=L* tan(α+β)≈L* (α+β)
爬升速度 v=dH/dt=L* (Δα+Δβ)/dt (即相邻帧高度差/每一帧的时间差)
其中 β 为J20在相邻镜头中影像的夹角。α 可以由右下角Y-20垂尾(黑色物体)的位置来确定,β 可以由J20在图像中的位置来确定。
由于我们不知道镜头的具体放大倍率和拍摄距离,但是可以由上面的式子看出:J20的爬升速度是正比于(Δα+Δβ)的,也就是说正比于(J20在图像上移动的距离+右下角黑色物体的移动距离) 。
——————————————————推公式结束——————————————————
然后将以上四张图片分两组导入photoshop,分别与其相邻图片叠图,将其中一张图上的J20和黑色物体切出来并横向平移,得到如下图片:
由于用于比较的图片都是相邻的帧,所以可以认为相邻的图片中歼20的图像是几乎一致的,使用photoshop的参考线功能,并测量相邻参考线之间的距离,测量位置选取的尽量一致,最后得到图6~图9:
图6,J20在039.jpeg与040.jpeg中相对移动的像素数↑↑↑↑
图7,黑色物体在039.jpeg与040.jpeg中相对移动的像素数↑↑↑↑
图8,J20在068.jpeg与069.jpeg中相对移动的像素数↑↑↑↑
图9,黑色物体在068.jpeg与069.jpeg中相对移动的像素数↑↑↑↑
所以,J20在039.jpeg与040.jpeg中移动的总像素数为:3.6像素,J20在068.jpeg与069.jpeg中移动的总像素数为:5.42像素,即:(Δα1+Δβ1) < (Δα2+Δβ2) 。
(很多人说这段测量精度有问题,首先5.4vs3.6,根本不可能是精度问题,图7和图9之间的差距也是显而易见的,最后欢迎各位用我分享的截图文件,重新做一遍,把我批判一番)
如果考虑到拍摄角度α 实际上不接近于0度,那么,J20在这一秒中实际的增加的速度,是大于5.42像素vs3.6像素的。
(L1=L2,θ1<<θ2)
好了,正如 中所述,歼20匀速直线大角度爬升的发动机推力也需要等于0.97倍重力。歼20在航展上不开加力、大角度、加速爬升之后还稳盘飞8字。歼20空重15吨,内油4吨。所以,童鞋们,请大声告诉我: