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点赞航发!我国战斗机迎来三元矢量时代,细节超越俄罗斯

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文|007武器

目前,歼-10B试飞矢量喷管发动机(TVC)的消息传遍网络,同时至少有一架歼-20的单发已换装为矢量喷管正在试飞!更大的惊喜是它们的矢量喷管,都属于能360度转向的三元矢量喷管。所以,歼-10系列,歼-20,歼11系列都将会有自己的矢量发动机,而垂直起降型战机从此可期,中国战斗机将全面迎来三元矢量新时代。而歼-20也将是全球第一款具有360度全向矢量喷管的隐身战斗机,美国F-22和俄罗斯苏-57采用的都是二元矢量喷管,只能上下偏转,中国的三元喷管可全向偏转。

歼-20将是全球隐身机中唯一全向矢量的

这也是继歼-11B、歼-16系列全面装备WS-10A、WS-10B后国产军用航发的又一次重大突破。WS-10A基本采用的是俄罗斯AL-31F的技术路线,也是模拟电传系统,和俄发一样存在寿命短的问题。而10年之后,在WS-10A基础上研制成功的WS-10B,不但推力增大到了14.5吨,比10A提升了约1吨,而且还放弃了俄制模拟电传,转而采用世界主流的全权限数字电传系统(FADEC),使用寿命大幅提升,得到了军方的认可。

所以,WS-10B是真正意义上好用的发动机,而借助FADEC,WS-10B更是实习了飞火推一体化,在技术和性能上完全超越了AL-31F。而歼-16无疑是赶上了好时代,14.5吨大推力发动机、大型相控阵雷达、不次于歼-20的先进航电等,无怪乎稳坐歼-20下第二把交椅。此处应为军工点赞!

歼-10B上的矢量喷管采用锯齿状的边缘设计,明显带有隐形特性,类似于F-35的设计,目的是改善飞机的后向隐身特性,可有效降低红外和雷达散射信号,这也为传说中的隐身版歼-10D的问世打下了良好基础。同时也可明显改善歼-20备受诟病的后向隐身,不但改善隐身性能还能让歼-20拥有优秀的机动性能,战力再提升。

苏-57“产品30”的小型锯齿隐身性能不佳

从歼-10B的矢量喷管的照片上可以发现,其活动部分可以分为转向控制环和扩张调节片两部分,每片扩张调节片末端都带有一片可以独立旋转的小型调节片。所以调节片其实是被分成了两段,两段之间有复合铰链相连,可以上下左右偏转,非常好的保持了整流和隐身的外形,同时外调节片上还可能涂有一层隐身吸波材料。而这种结构,无疑是当今世界上最复杂的矢量喷管设计,同时也是推力损失最小的解决方案:仅损失约1%-2%。

而上文笔者提到中国矢量推力发动机的研制从上世纪末期就开始了,随后进行了试车等实验,已经做足了功课。随着工艺和材料的不断突破,如今终于步入成熟阶段,为大规模列装铺平了道路。可以说,中国军工从一开始瞄准的就是最复杂和最优秀的矢量喷管设计!够大胆,自信和实力同样重要,而眼光和定位更重要。

反观苏-57采用的“产品30”矢量发动机,虽然放弃了苏-35上低端的筒状偏转方案,也采用了国际主流的扩散段偏转和锯齿结构方案。而为了实现全向偏转,它通过增加了一圈的连接杆来拉动喷口转向,不但结构复杂且隐身性能不佳,此方案简直太粗略!这样也就造成了发动机喷口和燃烧室的脱节,多了一个台阶,增加了长度,怎么看都显得别扭,和歼-10B上的矢量喷口对比就知道这种方案是多么的无奈,有道是细节见真功!而这样的结构特征决定了只能使用小锯齿,故而在减弱雷达信号特征方面效果其实很弱,不能和大锯齿和一体化矢量喷口相比。

而根据美国军方的研究,矢量推力发动机对于战斗机隐形性能的改善不但体现在静态上,更多的则体现在高机动中矢量推力更容易对战机进行配平,从而减少了气动舵面的运动,使得战机的气动翼面减少了产生额外反射回波的可能。

中国的全向矢量喷口是一体化和大型锯齿 感谢原作者

如果歼-20配备了推力矢量发动机,不但意味着能够改善静态的后向隐形效果,同时能够减少在高机动中包括全动鸭翼在内的气动舵面的动作,减少信号散射,让飞行中的歼20更不易被雷达捕捉,更寂静,也更致命。而未来更大功率的三元矢量WS-15的装备,完全可取代鸭翼带来的那点升力提升,取消鸭翼减少了散射源,会让歼-20的隐身性能更全面。

而动力和飞控、武器系统的深度融合,达到飞火推一体化,这才是歼-20未来的路,矢量发动机为飞火推打下了良好的基础。正如其他领域,如今我们的航空发动机正在大踏步前进,追上美国也是迟早的事。中国人凭借自己的智慧和干劲,正在创造一个又一个的奇迹,请再次为中国军工加油!

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