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[平台总体] 《俄罗斯第五代战斗机项目发展解析》2020年12月文章

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CDer:000233349
发表于 2021-02-09 19:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
作者是中国航发涡轮院的,对苏57从首飞到2020年底的情况做了分析总结,可以从文章窥见业内人士对苏57最新的观点

原文出处为《航空动力》官网:https://www.aerospacepower.cn/article/897

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按照俄罗斯战斗机划代标准,目前俄罗斯苏-57是比肩美国F-22和F-35的第五代战斗机。

从T-50到苏-57

20世纪70年代末至80年代初,美、俄两国各自都研制了第四代战斗机:重型F-15和苏-27,轻型F-16和米格-29。80年代初,美国提出了先进战术战斗机(ATF)计划,并于1991年开始研制和测试第五代战斗机F-22原型机。为与美国抗衡,苏联空军在80年代末也提出了研制新一代战斗机的要求,以便在未来替代苏-27和米格-29。为此,当时米高扬设计局的米格1.44战斗机方案和苏霍伊设计局的苏-47战斗机方案展开了竞争。然而,苏联解体以及随之而来的经济危机导致俄罗斯在联邦成立之初面临严重的财政困难,原本在竞争中获胜的米格1.44方案被无限期搁浅。

2001年,逐渐走出困境的俄罗斯开始重振航空工业,俄罗斯空军提出了对第五代战斗机——未来前线航空系统(PAK FA)的具体性能要求。但此时的米格1.44在雷达隐身、机动性和多目标攻击等能力上已经无法满足新一代战斗机的要求。而苏霍伊设计局在苏联解体后通过批量生产苏-27 / 30战斗机在国际市场取得了巨大成功,获得了大量经费用于支撑科研,与此同时,落选后的苏-47作为飞行试验平台帮助其积累了大量研制经验。2002年,苏霍伊T-50战斗机方案凭借高可实现性和最大化满足战术技术要求,最终赢得了俄罗斯空军第五代战斗机的竞争。

2004年,苏霍伊设计局完成了草案模型,并获得了军方认可。2005年,俄罗斯首次公布了第五代战斗机名称——T-50(工厂代号)。随后, T-50项目开展了大量试验,并于2010年1月完成了首飞。2017年,俄罗斯联邦空天军宣布,T-50正式获得批量生产名称“苏-57”:“苏”代表苏霍伊设计局,数字“5”代表第五代战斗机,数字“7”在俄罗斯文化中代表幸运。2020年苏-57将按计划正式列装部队。

从T-50到苏-57,俄罗斯第五代战斗机项目从苏联时代走来,历经坎坷,任重道远,成为国际航空舞台上不可忽视的力量。

不对称发展

美国F-22定义的第五代战斗机主要特点是隐身、超声速巡航、超机动性、战况感知能力和信息融合能力等。作为抗衡F-22战斗机的产物,俄罗斯在苏-57战斗机研制过程中并没有一味地跟随、效仿美国标准,而是坚持突出优势、扬长避短的设计思路。

就性能而言,隐身被视为第五代战斗机应当具备的革命性的关键性能。F-22战斗机依靠在结构布局、材料、涂层上的技术突破,可实现在敌机机载雷达站、防空系统雷达监测下的低可探测性。相对而言,苏-57在隐身性上并不占优势:大翼展增加了暴露风险;探出的尾锥和喷管增大了雷达和红外暴露的可能;直流式进气道也使得压气机前端叶片成为极好的雷达波反射源。尽管后续进行了一些改进,但对比F-22战斗机正面雷达截面积(RCS)0.01m2,苏-57战斗机0.4m2的对应参数还是将其在隐身性上的劣势暴露无遗。所幸苏-57从一开始就未打算过要复制成为俄版F-22——既然隐身性上无法超越对手,那就从机动性、航程和武器上发展传统优势以制衡对方。例如,苏-57在超机动性上可轻松实现平螺旋、钟形机动、“眼镜蛇”等高难度机动动作,相对于更适合远距离作战的F-22,苏-57无论是在近距离格斗还是远距离追击中表现都更为优良。美俄第五代战斗机主要参数见表1。

表1   美俄第五代战斗机主要参数


在综合性能比拼中,有专家模拟了苏-57和F-22的对抗过程:F-22凭借优秀的隐身性能在空中先发制敌,首先发现目标并发射导弹进行攻击,不过借助强大的机动性和速度,苏-57有能力成功躲避并发射导弹给予回击,接下来胜负则完全取决于战斗机飞行员的作战训练经验和操控技能。但在相同条件下,即使是对抗F-35战斗机,苏-57在速度、机动性和武器挂载上的优势也会带给它更大的胜算。

敌无我有、敌有我强、敌强我制,可以说苏-57通过发展不对称优势另辟蹊径,探索出了一条发展第五代战斗机的俄式道路。

困局重重

尽管苏-57肩负着俄罗斯第五代战斗机的重要使命,作战性能比肩F-22战斗机,但发展前景却不容乐观,发动机研制不明朗、性能差异、事故频发、市场遇冷、第六代战斗机研制来袭等因素让苏-57的发展面临重重困局。

发动机研制不明朗

20世纪90年代,政治、经济上的双重打击使得原本在航空领域能与美国分庭抗礼的俄罗斯停滞不前。21世纪初决定重振航空工业的俄罗斯压力很大,抬头是美国一飞冲天的第五代战斗机F-22,低头是本国航空技术、材料、工艺的落后现状,眼前是急需发动机的T-50。有鉴于此,俄罗斯立足本国航空工业的发展国情,着手解决当下五代机动力需求与现有发动机研制水平之间的矛盾,选择了一条曲线救国、分步实现的发展道路,即分两个阶段为俄罗斯第五代战斗机配装动力:第一阶段采用“5-代”AL-41F-1发动机填补动力需求;第二阶段采用“5代”发动机“产品30”匹配战斗机发挥真正实力。这种分步走的策略虽属无奈之举,但也解了燃眉之急。



第一阶段动力装置AL-41F-1发动机(代号“产品117”)是由俄罗斯土星科研设计局为PAK FA项目研制的加力式涡扇发动机,用于配装T-50原型机和首批批产战斗机。该发动机于2004年开始研制,2018年2月通过国家台架试验,2019年投入批量生产。AL-41F-1发动机实际是AL-31F发动机(配装苏-27战斗机)的深度改型,同时继承了大量AL-41F发动机(配装米格1.44战斗机)的先进研制经验,具有以下优点:推力增加,最大加力推力达147kN;寿命提高到4000h;主燃烧室和加力燃烧室采用等离子无氧点火系统,可在空中无补氧条件下起动;全新的全权限数字式电子控制(FADEC)系统,集成了目标控制系统,能保证对产品及其主要元件的控制、监控和自动诊断;多余度发动机控制系统,可在各种破坏因素影响下仍保持工作能力。

尽管通过一系列改进,AL-41F-1发动机的推力、寿命、可靠性都有所提高,初步满足了T-50作为第五代战斗机的性能需求,但相比美国F-22选用的F119-PW-100发动机所引领的第五代战斗机动力指标仍有显著差距。因此,被认为真正与苏-57相匹配的第五代发动机“产品30”一直在紧锣密鼓的研制中。



第二阶段动力装置“产品30”是一款全新研制的发动机,计划用于俄罗斯第五代战斗机苏-57的批产型号。该发动机由俄罗斯联合发动机制造集团(ODK)承制,旗下所有企业参与研发,土星科研设计局负责70%的主要工作。“产品30”发动机采用全新结构,大量使用新技术、新工艺和新材料。选用“产品30”的苏-57战斗机将具有更强大的飞行和作战能力,在不开加力条件下可以达到马赫数(Ma)1.5(超过1800km/h),实现超声速巡航,同时战斗机也将具备更好的机动性、隐身性、经济性。不过“产品30”的研发和测试工作并不顺利,虽然预计将于2023—2025年配装苏-57战斗机,但至今仍然处于试验阶段,主要性能参数高度保密,只能从俄罗斯媒体报道中窥得一斑:最大推力为107.8kN,最大加力推力超过176.4kN,相比第一阶段发动机推力提高近20%;推力质量比达10∶1以上;耗油率与AL-31F发动机相当,但推力指标增加;等离子点火系统,可避免在起动过程中由于向燃烧室喷射过量燃料而导致喷管“喷火”,提高战斗机的红外和雷达隐身能力;FADEC系统和推力矢量控制的锯齿状喷管。



在分步走策略下,一方面,俄罗斯利用第五代发动机先进技术改进现有第四代发动机获得第一阶段动力,降低了研制风险、缩短了研发周期、迅速填补了飞机动力的迫切需求、推进了俄罗斯第五代战斗机项目的发展,还为俄罗斯第五代发动机的研制争取了时间;另一方面,第二阶段发动机迟迟未能研制成功,缺少真正第五代战斗机动力的苏-57在高机动性、高速性、高隐身性等方面大打折扣,无法真正立足于世界第五代先进战斗机行列。

事故频发

2011年8月,在莫斯科国际航展期间,编号052的T-50-02战斗机在跑道加速时右侧发动机喷管喷火,随后减速伞弹出,无人员伤亡。经过调查,事故原因判断为涡轮后压力传感器的压力管产生了微小裂纹,裂纹导致喷管调节装置无法保持涡轮压差,在接通四路加力总管时发动机过热,进而发生喘振。

2014年6月,在俄罗斯莫斯科郊外茹科夫斯基城,编号055的飞机在降落后右侧进气道冒烟,随后局部着火。虽然无人员伤亡,但该次事故是自PAK FA项目开展以来造成试验飞机损伤最严重的一次,飞机在维修后继续开展试验。

2019年12月,一架苏-57战斗机出厂试飞时在俄罗斯阿穆尔河畔共青城北120km处坠毁,飞行员成功弹射并由一架米-8直升机及时救援,事故现场无人员伤亡。目前判断事故原因有两种可能:一是飞行过程中AL-41F-1发动机发生故障;二是操作失误。但具体原因尚未公布。

在俄罗斯官方资料公布的PAK FA项目3次事故中,从局部故障到整机坠毁,事故后果一次比一次严重,且在2019年12月坠毁的是首架批量生产的苏-57战斗机,该机本应在当年年底正式交付军方,坠机时执行的正是交付前的出厂试验任务。受该事故影响,首批苏-57战斗机向俄罗斯国防部的交付计划推迟,俄罗斯第五代战斗机的质量和安全性也受到各方质疑,苏-57战斗机海外市场僵局更加难以打破。

海外市场遇冷

苏-57战斗机作为全球第五代战斗机市场为数不多的成员之一,在研制之初其海外市场一直被看好。印度、中国、土耳其、印尼等国家都被视作苏-57战斗机的潜在客户。

早在2010年,俄罗斯与印度就达成了俄-印第五代战斗机联合研制(FGFA)项目,即在T-50基础上研发适用于印度空军需求的第五代战斗机。但由于投入成本过高、项目进展缓慢且与需求偏差大等原因,印度于2018年宣布退出FGFA项目,并表示将重新审查该项目,或考虑在苏-57顺利装备俄罗斯空天军后再行购买。

2019年,俄罗斯苏-57E(字母E代表出口型)战斗机亮相莫斯科国际航展,令人瞩目。尽管许多国家对苏-57E战斗机都流露出浓厚兴趣,且在航展前相关负责人就向媒体宣布苏-57E已取得出口合格证及相关出口许可文件,但截至2020年第一季度,苏-57尚未获得海外订单。

苏-57战斗机海外市场遇冷可以说是意料之外,却又在情理之中。就内因而言,首先,苏-57在西方认可的第五代战斗机核心能力之一的隐身性上优势并不突出;其次,第二阶段动力“产品30”迟迟未能研制成功、选用AL-41F-1发动机的苏-57性能被认为与第四代战斗机苏-35相差无异;第三,坠机事件导致批量生产型号遭受质疑且交付计划推迟。以上种种一次次削弱了苏-57战斗机在海外市场的影响力和竞争力,试问一款尚未列装本国部队的战斗机怎么可能被国际市场认可?就外因而言,除西方施压外,为夺取空中优势,美国、俄罗斯、日本、法国等国已经开始了下一代战斗机的研制竞争,所涉及的人工智能、战斗机变形、发动机自适应、定向能武器等新技术、新概念使得第五代战斗机的光芒逐渐暗淡,且2020年年初国际石油价格暴跌、新冠肺炎疫情影响让全球经济遭受重创,海外军备市场必然也会受到影响。

结束语

俄罗斯第五代战斗机从PAK FA项目代号T-50到批量生产型号苏-57,历经政治、经济、技术上的重重考验,呼之欲出,但又经历重重困局。第二阶段动力是否能够研制成功?战斗机性能是否过硬?海外市场能否打破僵局?批产是否还有意义?种种质疑始终围绕着俄罗斯第五代战斗机苏-57,只能留给时间去检验和揭晓答案。

无论怎样,随着第六代战斗机研制热潮来袭,第五代战斗机的光环终将慢慢褪去。或许在未来,将预计的大批量调整为小批量生产,主要用于在海外市场回笼研制苏-57花费的资金、为下一代战斗机的研发提供经费支持,并在不断改进和完善系统与技术的同时,为六代机的研发储备技术,这可能也不失为办法之一。

(钟滔,中国航发涡轮院,工程师,主要从事航空发动机情报研究和科技俄语翻译工作)

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CDer:000918054
发表于 2021-02-09 21:15 | 显示全部楼层
好文章,学习了。
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CDer:000233349
 楼主| 发表于 2021-02-09 21:20 | 显示全部楼层
自己顶一下,审核久了点沉下去了         
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CDer:001097058
发表于 2021-02-09 21:22 | 显示全部楼层
先顶后看。
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CDer:001136221
发表于 2021-02-09 21:29 | 显示全部楼层
苏57居然有十个内部武器挂点
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发表于 2021-02-09 21:30 超大游击队员 | 显示全部楼层
看来f22的雷达反射截面积0.01是公认的啦
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CDer:000478019
发表于 2021-02-09 21:39 | 显示全部楼层
相对而言,苏-57在隐身性上并不占优势:大翼展增加了暴露风险;
                   -------“大翼展增加了暴露风险”是什么意思?
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 楼主| 发表于 2021-02-09 21:45 | 显示全部楼层

RE: 《俄罗斯第五代战斗机项目发展解析》2020年12月文章

本帖最后由 LantianYY 于 2021-02-09 21:50 编辑
米格-21 发表于 2021-02-09 21:39
相对而言,苏-57在隐身性上并不占优势:大翼展增加了暴露风险;
                   -------“大翼展增加 ...


这个有待解读              
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CDer:000580656
发表于 2021-02-09 21:46 超大游击队员 | 显示全部楼层
在综合性能比拼中,有专家模拟了苏-57和F-22的对抗过程:F-22凭借优秀的隐身性能在空中先发制敌,首先发现目标并发射导弹进行攻击,不过借助强大的机动性和速度,苏-57有能力成功躲避并发射导弹给予回击,接下来胜负则完全取决于战斗机飞行员的作战训练经验和操控技能。但在相同条件下,即使是对抗F-35战斗机,苏-57在速度、机动性和武器挂载上的优势也会带给它更大的胜算。
————————莫非F35真的是一坨……
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CDer:000478019
发表于 2021-02-09 21:50 | 显示全部楼层

RE: 《俄罗斯第五代战斗机项目发展解析》2020年12月文章

LantianYY 发表于 2021-02-09 21:45
估计是指外形尺寸大小,近距空战时视觉特征越大越容易被对方目视发现和跟踪。
https://www.sohu.com/a/1 ...

看该文的“表1   美俄第五代战斗机主要参数”,一个翼展14米,一个翼展13.56米,双方的翼展几乎一样啊!
感觉作者这句话说得莫名其妙的。。。。。
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CDer:001211439
发表于 2021-02-09 21:56 超大游击队员 | 显示全部楼层
一枝梅yzm 发表于 2021-02-09 21:46
在综合性能比拼中,有专家模拟了苏-57和F-22的对抗过程:F-22凭借优秀的隐身性能在空中先发制敌,首先发现 ...


你说的没错!美帝已果断停产F-35,并宣布购买461台GE-F110-129发动机,全速推进F-15EX的庞大采购计划了!

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CDer:001178591
发表于 2021-02-09 22:17 | 显示全部楼层
这数据有点夸张了,航程5500km,过载10~11G?内挂10个,这个目前没人见到,反正怎么说都可以。
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CDer:001194519
发表于 2021-02-09 22:17 | 显示全部楼层

RE: 《俄罗斯第五代战斗机项目发展解析》2020年12月文章

一枝梅yzm 发表于 2021-02-09 21:46
在综合性能比拼中,有专家模拟了苏-57和F-22的对抗过程:F-22凭借优秀的隐身性能在空中先发制敌,首先发现 ...

这里空战情况太想当然,把打赢建立在飞机躲导弹上,指望机动性躲过第一波导弹然后反击,首先就是落了下层,要第一波没躲过咋办
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CDer:001194519
发表于 2021-02-09 22:19 | 显示全部楼层
这里说俄国航发的部分……国内更加曲线救国……俄国是分两步,国内先是al31f再是ws10,后面的ws15跟俄国的产品30大哥不说二哥……都是难兄难弟
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CDer:001162615
发表于 2021-02-09 22:27 | 显示全部楼层

RE: 《俄罗斯第五代战斗机项目发展解析》2020年12月文章

neslinb 发表于 2021-02-09 21:56
你说的没错!美帝已果断停产F-35,并宣布购买461台GE-F110-129发动机,全速推进F-15EX的庞大采购计划了 ...

美国停产F-35?

你是不是自媒体看得太多了?

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CDer:000284120
发表于 2021-02-09 22:54 | 显示全部楼层
内挂10?   
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CDer:000233349
 楼主| 发表于 2021-02-09 23:00 | 显示全部楼层

RE: 《俄罗斯第五代战斗机项目发展解析》2020年12月文章


原文如此,之前有过毛子媒体说内挂10的新闻,反正主弹舱细节没公开,无法证实或证伪
https://mil.huanqiu.com/article/9CaKrnK5SZC
俄媒:苏57战机明年交付部队 能携带10枚导弹

据俄罗斯卫星网11月30日报道,俄罗斯联邦委员会国防与安全委员会主席维克托·邦达列夫称,第五代战机苏-57将于2018年装备俄罗斯武装部队。

邦达列夫称,“PAK FA 第五代战斗机T-50(内部生产代号)在批量生产中被命名为苏-57,计划在2018年装备部队。它已成功通过测试,很快,飞行员就要学习对其的掌控。”

邦达列夫明确称,第一批指定生产的数量只有12架。他认为,明年“只会有2-3架该型战机进入部队服役。”计划从2019年起开始批量生产。

在苏-57的机体机构中使用的是基于碳纤维的复合材料,这就显著增加了战机的隐身能力。战机配备两门30毫米口径航空机炮,主要武器为在两个内部隔舱内的两枚短程导弹及八枚中程导弹。
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CDer:001160674
发表于 2021-02-09 23:02 超大游击队员 | 显示全部楼层
三角大歌 发表于 2021-02-09 22:27
美国停产F-35?

你是不是自媒体看得太多了?

他反串开玩笑的。。。
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CDer:000736092
发表于 2021-02-09 23:07 超大游击队员 | 显示全部楼层
中国如果不买,其他潜在卖家观望为主。
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CDer:001129007
发表于 2021-02-09 23:31 超大游击队员 | 显示全部楼层
毛子在弹仓方面一直遮遮掩掩的…第一次亮相和cg差不多,第二次也是
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CDer:001037544
发表于 2021-02-10 00:11 | 显示全部楼层
整篇文章通篇只是一个根据外媒报道编译汇总的拼稿

参考意义没那么大
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CDer:000925279
发表于 2021-02-10 00:42 | 显示全部楼层

RE: 《俄罗斯第五代战斗机项目发展解析》2020年12月文章

LantianYY 发表于 2021-02-09 21:20
自己顶一下,审核久了点沉下去了

现有的117发动机就这么强了?比F119PW100加力推力只低了6%,挺不可思议的,虽说毛子航发寿命还是不佳
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CDer:000935880
发表于 2021-02-10 00:51 超大游击队员 | 显示全部楼层
最大起飞重量F22比Su57大2.5吨,Su57的个头比F22大一圈,而航程要大2000公里。F22的机身空重大的多?还是发动机油耗太高?
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CDer:001146441
发表于 2021-02-10 08:26 超大游击队员 | 显示全部楼层
altaynavy 发表于 2021-02-10 00:51
最大起飞重量F22比Su57大2.5吨,Su57的个头比F22大一圈,而航程要大2000公里。F22的机身空重大的多?还是发 ...

连al31都能实现超大航程超巡超鸡冻,117就别怀疑了
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CDer:000254898
发表于 2021-02-10 09:05 超大游击队员 | 显示全部楼层
都标注了数据源自网络了,真实性就不用纠结了。
那个1.5马赫巡航超过1800千米每小时
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CDer:000439077
发表于 2021-02-10 09:34 | 显示全部楼层

RE: 《俄罗斯第五代战斗机项目发展解析》2020年12月文章

一枝梅yzm 发表于 2021-02-09 21:46
在综合性能比拼中,有专家模拟了苏-57和F-22的对抗过程:F-22凭借优秀的隐身性能在空中先发制敌,首先发现 ...

从修辞上看,作者似乎认为f35综合性能比f22战斗力强???
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CDer:000127355
发表于 2021-02-10 10:20 超大游击队员 | 显示全部楼层
这文章就普通军迷的水平,数据和推理有不少矛盾不严谨的地方,动力期刊发飞机整体的文章,也不专业,估计就是一篇评职称的注水凑数文。
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发表于 2021-02-15 21:26 | 显示全部楼层
F22的雷达对5平米目标发现距离大约200公里,换算到发现SU57大约100公里。而57的雷达按照正常发现3平米目标是200公里(暂且按照这个数字,300多公里是凝视模式),换算到发现22距离是不到50公里。。那22用最笨的战术飞到57的正面50公里外多发导弹齐射,57都能躲开么?而且躲了第一波导弹能量上处于下风,不是给22用9X补枪的机会?
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CDer:001078207
发表于 2021-02-23 11:23 | 显示全部楼层
F22最大爬升率才200米/秒,???7E,8爷,飞豹,扶我起来,我还能战20年!
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