蘇-35交付中國零距離了解「矢量發動機」

內容提要：近日蘇-35戰機正式交付中國，而大家眾多的關注點也都放在了其裝備的117S矢量發動機上，這將是中國第一次近距離接觸到矢量發動機，這一期筆者就帶大家了解到底什麼是「矢量發動機」。

眾所周知，航空發動機是戰鬥機的心臟，心臟不好戰鬥機也不會有出色的戰鬥力，矢量發動機就能夠很好的提高戰鬥機戰鬥力和空中機動性，現代軍事戰鬥機大多採用渦扇渦噴發動機，矢量發動機就是在渦扇發動機的基礎上改進噴口設計，使得發動機噴口可以朝不同的方向偏轉，得以產生向不同方向的推力。

至於矢量發動機，再簡單的來說，無非就是在普通的 渦輪風扇發動機 或 渦輪噴氣發動機 的排氣管上做改變，將以往只能做收斂擴張型的尾噴口改變成可以上下偏轉（如F-22）或360度旋轉（Su-30MKI）。

隨著四代機的出現，對空戰要求提出新的高度，發動機方面也提出要進一步改進，上世紀九十年代末美國研製出F-22戰鬥機，這就是一架典型的採用矢量發動機的四代戰機，F22通過對其裝備的兩枚F119渦扇發動機噴口處加裝二維噴口設計，使得戰機擁有額外的附加推力控制，F22噴口處能夠實現上下30度的偏轉，利用發動機產生的推力獲得額外的控制力矩，實現F-22的空中高機動性。

F-22發動機的矢量噴口其實很簡單，為了達到矢量直接採用方形設計，方形設計的特點就是簡單，只用採用擾流片就可以做到。結構簡單，成本較低，作為試驗研究有一定價值。但有較大的死重和外廓尺寸，推力矢量工作時效率低，對飛機隱身和超音速巡航不利，所以它僅是發展推力矢量技術的一種試驗驗證方案。F22要達到矢量偏轉僅需要尾部擾流片就能完成，這也是最初四代隱身戰機的發動機改進原理。

那麼有人會問了發動機噴口處溫度那麼高如何保證正常運轉？F-22尾噴管分了兩層，一層是熱流層，一層是冷流層，兩層之間有隔離物，一般是採用金屬片來隔離冷熱層，厚度僅有0.3毫米左右。

別小看這0.3毫米，就是因為這個小小的隔流片存在，在發動機運轉的過程中，人可以直接用艘去撫摸發動機的表面，溫度能夠維持在40度左右。

採用矢量發動機的突出特點是控制力矩與發動機緊密相關，而不受飛機本身姿態的影響。不採用推力矢量技術的飛機，發動機的噴流都是與飛機的軸線重合的，產生的推力也沿軸線向前，這種情況下發動機的推力只是用於克服飛機所受到的阻力，提供飛機加速的動力。因此，矢量發動機可以保證在飛機作低速、大攻角機動飛行而操縱舵面幾近失效時利用推力矢量提供的額外操縱力矩來控制飛機機動。

值得一提的是在矢量發動機技術上俄羅斯走在美國之前，在F-22出現不久俄羅斯蘇-35就宣布已經裝備具有矢量噴管的AL-41F發動機，也就是117S發動機。俄羅斯的矢量發動機技術與美國不同，俄採用三維矢量噴管，而美國只有二維噴管，在運轉過程中，117S能夠360度旋轉，這樣的做法有好有壞，好處就是戰鬥機性能大大提升，壞處就是發動機壽命大大減短重量也隨著跟上去了。

據稱117S最大推力可以達到12000 千克，加力推力不低於17857千克，這已經遠超美國F-22裝備的F-119發動機。俄羅斯早在提供給印度的蘇-30MKI上就試驗了矢量發動機，但實際情況大家也知道，印度天天墜，至於117S的真實性能只有中國真正體驗過後才知道了。