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有架飛機風頭可能蓋過殲-20 或成為本屆航展最大驚喜

  • 2018-11-02 16:13:00
  • 來源:炮火筆記
  • 編輯:高密信息港
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第十二屆中國航展開幕在即,展館里陸續已經有了一些裝備在布展,也有一些飛機已經提前到達航展現場。在這些到的比較早的飛機中,有一架飛機很引人注目,甚至有可能稱為“本屆航展最大驚喜”。

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驚喜是它么?可能不是。(攝影Bassman)

這架飛機是一架提前到達的殲10B,總體上看和普通的殲10B沒有什么區別,但仔細看尾噴管就會發現,它的尾噴管和普通的殲10不一樣。據稱這是國內新研發的矢量推力噴管,計劃用于改裝現有三代機或安裝于殲20上面。目前不知該機是否要進行飛行表演,還是只進行靜態展示,不過即使是只進行靜態展示,這也是足夠激動人心,因為這是我國矢量推力發動機產品首次公開亮相。

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上圖是本屆參展的矢量噴管殲10B,下圖是普通的殲10B的尾噴管。

發動機矢量噴管主要有三維噴管(即圓噴管)和二元噴管(即方噴管)兩種,它們都可以增加飛機機動性、減少超音速飛行時的阻力,而且如果是二元噴管還可以增強飛機隱身性能。

目前服役的采用二元矢量噴管的戰斗機只有F-22一款,而采用三維矢量噴管的有蘇-30MKI、蘇-35、蘇57(姑且總稱為蘇-27系)等,這款殲10的出現,表明中國即將成為第三個在戰斗機上裝備有矢量推力發動機的國家。當然,試驗過矢量推力的國家或機型還是不少的,例如歐洲EJ200發動機也有過三維矢量噴管的試驗,米格-29OVT也改裝了三維矢量噴管。

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EJ200發動機的矢量噴管正在進行演示試驗。

不過,美國和俄羅斯對矢量推力的主要應用角度并不相同。

F-22采用雙發雙二元噴管,由于雙發飛機的機身一般都比較方,因此采用二元噴管可以使后機身完美貼合噴管而無需進行方轉圓的過渡,有利于飛行減阻和隱身。而且,F-22采用矢量噴管主要不是為了增加機動性,雖然它確實有助于增強大迎角飛行能力,但更主要的是使F-22實現超音速巡航并增加超音速機動性。因為飛機超音速飛行時其氣動中心要后移,就會產生額外的俯仰力矩,傳統上飛機都采用舵面偏轉等手段來平衡這一力矩,這就產生很大的配平阻力,同時占用了舵面使得可以用于機動的偏轉范圍減少,所以傳統戰斗機的超音速機動性都很差。而F-22采用二元矢量噴管,可以采用噴管微量偏轉的方式來平衡氣動中心后移的力矩,而水平尾翼無需再進行偏轉。這樣就大大減小了超音速飛行的阻力,同時增加了超音速飛行時舵面的操縱范圍。另外,F-22在設計之初就采用二元噴管,其噴管-后機身一體化設計做的比較好,也進一步減少了干擾阻力并增強了隱身能力。

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F-22的二元方型尾噴管,和后機身貼合的很好,沒有傳統圓噴管到后機身的過渡。

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蘇聯當年利用蘇-27進行過二元矢量噴管的試驗,但據稱試驗結果不好,阻力增加。實際上,二元噴管是要和后機身體進行一體化設計才能起到減阻等作用,像這樣單獨改裝一個噴管顯然是只會增加飛行障礙。

而蘇-27系列與F-22不同,它當初采用的就是圓型噴管,方機身采用了比較傳統的方轉圓過渡設計,而如果再為采用二元噴管而重新進行后機身過渡設計,其改動量必然很大,成本也會很高。因此,蘇-27系列就采用三維矢量噴管,無需對后機身進行改裝,以最簡單的方式實現矢量推力。因此,減少超音速阻力、增強隱身性能等需要重新設計后機身才能發揮的用途,在蘇-27系上面就不存在了,它們采用矢量推力的唯一目的就是增強飛機機動性。當然,其他三代機改裝矢量噴管的結果也是一樣的,它們的機身都沒有進行過特殊設計,不適合直接改裝二元噴管。

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蘇-35上的矢量推力噴管,它也只能進行上下偏轉,只是在安裝到機身上時有一個角度,實際上是傾斜偏轉,可以起到一定的產生航向力矩作用。

當然,包括蘇-27在內的其他三代機,如果改裝矢量噴管后采用所謂偏轉噴管來平衡超音速飛行的氣動力矩理論上也是可行的,但由于三代機超音速飛行時間很短而無法超音速巡航,因此這樣的功能并沒有太大的意義,所以包括蘇-30MKI、蘇-35、米格-29OVT、F-15S/MTD、F-16MATV等多款改裝了矢量噴管的戰斗機或試驗機,都是以增強機動性為主要目的。而蘇-57雖然在換裝“產品30”發動機后號稱可以超音速巡航,但目前并沒有跡象表明它的矢量噴管也是為了達到F-22這樣的減阻用途。

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據稱是俄羅斯“產品30“發動機的矢量推力噴管。

對于殲10這樣的單發戰斗機來說,其機身本身就是接近圓型,因此更適合改裝三維矢量噴管,二元噴管就不用考慮了。而且殲10裝矢量噴管的目的也是增加機動性,應該也沒有別的訴求。對于殲10改裝我們可以參考美國F-16MATV(多軸推力矢量計劃Multi-Axis Thrust-Vectoring),該機就是90年代初美國在F-16上安裝三維矢量推力噴管,可以全向偏轉。試飛結果表明此舉確實可以大幅度提高飛機機動性,但由于當時改裝矢量噴管需要對飛控軟件進行大量改寫,可能還需要升級機載計算機,以在軟硬件方面適應矢量推力帶來的控制變化。估計是這樣改裝的總成本較高,因此該項目最終停留在試驗階段,其成果轉為技術儲備,而沒有進行實用化改裝。

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F-16 MATV驗證機,以及美國當年進行矢量推力實驗的三款機型F-18 HARV、X-31和F-16 MATV。實際上美國對三維矢量噴管也進行了大量研究,只不過沒有投入應用。

當然,近20年過去了,可能現在的技術水平有所提升,至少在硬件方面是當年所無法比擬的,因此對三代機進行矢量推力改裝也許就可以比較經濟的實現。另外有可能是當年正趕上冷戰結束,很多項目由于資金被裁減而中止,因此F-16MATV項目只有錢進行了試驗;而現在我國空軍正是急待加強實力的階段,改裝成本只要不是高的離譜,都是可以接受的,因此殲10改裝矢量推力就有最終實裝的現實基礎。

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不過,還有另一種可能,那就是這架殲10改裝矢量推力發動機最終是為殲20安裝矢量推力而進行的測試,這也是有可能的結果。不過殲20是雙發飛機,改裝矢量噴管時其飛控特性與單發飛機畢竟還是不同(例如雙噴管可上下差動是單發飛機所沒有的),因此用殲10來測試并不一定能完美地達到試驗目的。所以這架矢量推力的殲10的未來究竟如何,讓我們拭目以待。

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