深度：细品2011号原型机的改进兼看歼

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　　2014年3月1日，歼-20的2011号原型机首飞成功。

　　自2012年3月2002号歼-20原型机首飞之后，关于歼-20下一架原型机的改进设想经常出现在各大军事论坛上。热情的军迷们根据自己的航空知识对歼-20提出了很多改进的想法，从中可以看出民间对歼-20未来发展的殷切期盼。随着歼-20第三架试飞用原型机即将亮相的消息出现在网上，大家对这架原型机的期待也越来越高。

　　果然，这架机身编号为2011号的原型机乍一出现，其类似F-22的银灰色涂装就让已经习惯了歼-20传统“黑丝带”涂装的军迷们大呼过瘾。而随着该机首飞后更多清晰图片的流出，这架被军迷们爱称为“董瑶瑶”(编号2011的后三位数字011的谐音)的歼-20最新原型机细节上的诸多改进之处也如抽丝剥茧般渐渐清晰起来。在本文中，笔者将根据网友总结出的2011号原型机外观上或大或小的变化，仔细品读2011号原型机的改进思路。

　　从0到1：编号的意义

　　对于不熟悉中国军机编号规则的人来说，2011这个数字会很容易让人误解为这是歼-20的第11架原型机。实际上，从歼-10系列飞机原型机的编号规律中就不难分析出2011的含义。

　　众所周知，歼-10基本型的原型机编号是100x，如1001号，1003号等；而领先试用批次的歼-10基本型飞机的编号则是101x，如1013号，1014号等。作为歼-10的双座改进型，歼-10S的原型机编号是102x，如1021号，1023号等；而作为歼-10的深度改进型，歼-10B的原型机编号则是103x，如1031号，1034号，1035号等。

　　以此类推不难看出，2011这个编号至少说明该机在生产批次上已经不同于歼-20的前两架原型机，意味着歼-20项目开始进入了一个新的发展阶段。如果说2001号和2002号原型机可以类比为美空军ATF竞标阶段中的YF-22工程验证机(当然这个比方并不准确，后面会再次提到)的话，那么2011号原型机无疑可以被看做后来进入EMD(工程制造与发展)阶段的F-22型号原型机。

　　工程验证机是为验证新机方案的工程可行性而造的，重在将方案提出的概念性要求和指标变成现实，之后的试飞则是对方案的整体气动和结构的验证过程。而进入型号原型机制造阶段，就要在总结上一阶段验证机试飞数据的基础上，针对飞机在试飞中展现出的性能特点和用户的要求指标进行相应改进，生产多架用于不同科目科研试飞的原型机。

　　可以说，2011号原型机的出现，标志着对歼-20第一阶段验证试飞成果的总结工作已经告一段落，也意味着新阶段密度更大的科研试飞工作即将开始，整个项目开始从实验验证阶段朝着定型装备阶段发展。

　　明确了这个编号背后的重大意义，也就为下文分析探索2011号原型机的改进特点明确了方向。

　　涂装的变化：从“黑丝带”到“银河战舰”

　　作为2011号原型机最明显的外观特征，该机的机身涂料颜色由前两架原型机的墨绿色变为类似F-22的“空优灰”，不仅看起来更加熠熠生辉，也更富有战斗机的气势，军迷们甚至将其誉为“银河战舰”。从技术上讲，隐身涂料颜色的变化不仅仅是视觉上的效果变化，还意味着其内在技术的进步。

　　虽然外表相近不一定意味着内容一致，但是笔者仍然可以用F-22的隐身涂料为例说明四代机隐身涂料的复杂性。F-22的隐身涂料分为三层，第一层密封飞机的蒙皮，减少可能的缝隙，并很有助于粘合第二层；第二层是有着镀银薄片混合聚氨酯材料的导电涂料，用以减少排放源的雷达反射；第三层也就是最外层，表面漆层的性能包括含有金属基材料的涂层，以降低被雷达探测到的风险，同时还混杂着其他材料，以降低其被目视发现的几率。结合2001号原型机近期机身涂装颜色的巨大改变，我国在航空隐身涂料科技上最近应该又有了新的突破。

　　另外，2011号原型机翼面(尤其是垂尾)的涂装呈现出边缘和内侧不同的特点，这一点看起来也和F-22类似。不过F-22的这一涂装实际上是一种目视隐身迷彩，使得内侧较深的灰色看起来逐渐向边缘的浅灰色过渡，使飞机的阴影看起来不那么突兀。而在2011号原型机的垂尾内侧，边缘与内侧交界处明显贴有黄色的应变片，因此这种翼面边缘不同颜色的现象可能并非涂料造成的，而是贴附的一层新材料所致，很可能是用来测试加强翼面边缘的吸波性能。

　　气动修形：

　　从地面测试和首飞图片中观察，2011号原型机大体上仍然保持了2001和2002号原型机的基本气动布局，说明了歼-20基本气动设计的成功性。但是仔细究其细节，可以看到该机几乎在其每一个气动面上都有了或大或小的调整，足见两架原型机三年来试飞工作的深入细致。接下来就让我们从头到脚领略一番2011在气动上的新变化。

　　边条之变：

　　歼-20出现后，其鸭翼与主翼间的边条很快成为了一个为人所瞩目的特征。盖因在歼-20出现之前，虽然世界上已经有多种战机采用鸭式布局，但是在鸭翼和主翼间采用边条设计的却非常罕见，仅有美国的HiMAT高机动验证机中有此设计。该边条从鸭翼后缘一直延伸到主翼前缘，外形呈圆弧状，设计上十分类似FC-1“枭龙”战机的哥特式大边条。

　　在第三代战斗机和三代半战斗机的设计中，鸭式布局和边条翼布局都是被广泛使用的基本气动布局。对于四代机而言，由于强调超音速巡航性能，在气动外形设计上要提高超音速升阻比，与三代机普遍强调亚跨音速机动性的设计存在显著矛盾，而单纯依靠鸭翼、边条和机翼变弯度措施已经不能完全解决这些问题，事实上这些手段的气动潜力在三代机和三代半飞机上已经几乎用到了极致。另一方面，四代机因为隐身因素武器内置和大油量要求，机体结构重量普遍会有所上升，如果要求亚音速机动性能不弱于三代半战机乃至具备大迎角过失速机动能力的话，还需要寻找进一步提高可用升力系数的措施，于是我国的设计人员想到了鸭翼和边条结合的办法。

　　从2001和2002号原型机的试飞照片中可以看到，这对边条为飞机的涡升力助力甚大，有效提高了该机的亚音速机动性。而在2011号原型机上，边条的设计有了重要改变，其外形改为简单的直线，而且面积有所扩大，边条翼展一直达到前缘机动襟翼附近。改进后的边条和沈阳飞机研究所研制的“鹘鹰”第四代战斗机验证机的边条在外形上极为相似，只不过由于2011的边条面积更大，在仰视图中甚至给人一种2011改用了双三角翼布局的感觉。

　　和原本的哥特式边条相比，现在的设计可能会降低边条拉涡的作用，但是由于面积加大，使得边条对整机升阻比尤其是超音速升阻比的贡献更大。同时，变宽的边条使得力度上减弱的涡流向外移动，能够进一步减小涡流对垂尾的不利影响。而且，直线型设计还避免了哥特式边条的尖拱外形对隐身不利的问题。

　　除了主边条的改变外，细心的人会注意到，在2001和2002号原型机上，鸭翼前有一段紧贴进气道唇口的小边条，而这一和F-22和F-35非常相似的设计在2011号原型机上被取消了。这个边条虽然尺寸不大，但由于其位置靠前，结合机头棱线设计可以起到涡流发生器的作用，强化飞机整体涡系；另外还能遮蔽其后方的鸭翼转轴，改善正面隐身性能。这一设计的取消意味着飞机机头部分涡流有所简化。

　　通过分析2011号原型机对边条设计的综合改进，可以发现，在歼-20的发展过程中，科研人员对构造复杂涡系，强化大迎角飞行能力的追求正在降低，更加强调对飞机隐身性能和超音速飞行性能的完善。

　　进气道的修改：

　　从最早的2011号原型机正面照片中就不难发现，虽然该机仍然保留了两侧固定式DSI进气道的基本布局，但其进气道唇口外形和2001/2002号原型机相比有明显变化。随着更多清晰图片的出现，2011进气道设计的新特征逐渐浮出水面。

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