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黑鳥高速使中俄無奈數十年,竟是法國鴨式戰機鷹獅的學生

法國鷹獅-2

在現代噴氣式飛機的發動機中,最主流的發展方向有兩種;一種是渦輪式,一種是衝壓式。未來自行起降的超高速飛行器,必須採用兩種動力結合的形式,而這一技術路線,最早是法國提出並實際驗證的。

在三倍聲速以下,渦輪式發動機——包括渦噴和渦扇擁有最好的推力/速度特性。這種發動機通過燃氣推動渦輪,渦輪又驅動壓氣機葉片高速旋轉來壓縮空氣。足夠的空氣,足夠的壓力,使得大量燃油能在燃燒室的極小的空間中,短時間內急劇燃燒完全、釋放大量熱量。

渦噴發動機

衝壓發動機

這是航空發動機小體積、高功率的核心關鍵。類似AL-31F之類的戰鬥機大推力發動機,每秒鐘最大可以壓縮120公斤以上的空氣。但是隨著速度的不斷提高,渦輪本身就會成為高速飛行的最大阻礙。

因此在三倍聲速以後,衝壓發動機開始佔據絕對性的優勢:這種由法國人Rene Lorin在1913年發明的發動機概念,採用了基本結構上簡單非凡的設計:迎面空氣直接沖入管狀的發動機,依靠發動機內部形狀變化導致的壓力變化,不需要複雜的多級渦輪和壓氣機結構,就能就完成空氣壓縮的過程。

法國鷹獅-2

但是衝壓發動機最大的問題是,低速下它的效率非常低,特別是在機體靜止的情況下推力為零,根本無法正常工作——這意味著只依靠衝壓發動機,飛機實際上無法完成自主起降和前期的加速,不能獨立過渡到衝壓發動機的工作範圍內。

阿塔101

因此在1953年,法國Nord-Avition航空公司(不是達索,法國不止有達索),開發了名為鷹獅-2(不是JAS39那個鷹獅)的驗證機;以施奈克瑪的阿塔101E3渦噴發動機為基礎,採用渦輪發動機與衝壓發動機相組合的變循環設計。

這是世界上第一架採用渦輪/衝壓動力組合的飛機,也是第一架採用變循環設計的噴氣飛機。

法國鷹獅-2證明了渦輪/衝壓組合的可行性和巨大的性能潛力,它在18800米的高度,超過2.1倍聲速以後仍然能爬升和加速。而在1959年,它創造了100公里閉合航程內速度達到1640公里/小時的世界紀錄。

黑鳥

很快這個紀錄就被後來者——美國的SR71黑鳥家族所打破。黑鳥採用了類似鷹獅-2的組合動力設計,這是其實現高速性能的關鍵。美國航空工業能力大大超越法國,黑鳥家族的定位、投入也絕非法國鷹獅-2可比;因此黑鳥的設計更先進、飛行性能和搭載設備也極其完善。

渦噴模式下工作的J58發動機,空氣在燃燒室燃燒,推動渦輪旋轉,驅動壓氣機壓縮空氣

當需要以2.3倍音速以上速度飛行時,J58發動機會利用6根大的引氣管,把氣流從第四級壓氣機就向外引出,直接越過中間的部分,在加力燃燒室內與燃油混合,並以衝壓方式工作,減小推力損失。

J58,注意引氣管

令人感嘆的是,今天的黑鳥家族依舊大名鼎鼎;但是真正開一代先河的法國鷹獅-2,卻已經被絕大多數人所遺忘。

甚至就連鷹獅這個名字與飛機聯繫在一起的時候,人們提起的,也總是瑞典的JAS39鷹獅;極少有人記得,人類開闢自行起降、高超聲速吸氣飛行器的起點,是法國的鷹獅-2。

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