蔣校長 | 貴客到訪:聊聊珠海航展上的中國矢量推力驗證機
秋天到了,又到了賞菊喝茶的季節,這幾天老蔣也沒閑著...
如果網路是直播平台,殲-10就是一名過氣網紅,隨著國產重型戰鬥機大量裝備部隊,這款令國人振奮的「爭氣機」掩蓋在眾多二字輩
後生光環之下,
更是在年度金頭盔大賽中被殲-11B各種吊打。然而
今年的珠海航展,殲-10菊花一閃,亮瞎眾多狗眼!
傳說中的推力矢量噴管竟然在殲-10上首發!震驚世界航空界,軍迷一片歡騰,美國噤聲死寂,俄毛哀鴻遍野。這其中門道如何,今兒個風言風語。
推力矢量
和大家想像的不同,推力矢量的最初應用是在導彈上!導彈要追上飛機,除了要飛得快,還要轉得快!
在那個燃氣舵還沒有獨當一面的年代,導彈為了追上飛機也是蠻拼的。
這種全動N翼面布局改善了追蹤能力,卻大大增加了阻力,隨著中距離空戰的到來,導彈必須提高射程,彈翼必須縮小!而
縮小彈翼意味著機動性降低,轉都轉不過,談何命中呢?
感謝燃氣舵,把導彈從滿身彈翼的未來中拯救了出來!
顯然,只要架在噴管上的燃氣舵稍稍轉動,就能快速轉向!什麼垂直發射之類的,不在話下!
完美!
所以
這推力矢量就是把發動機推力直接偏轉實現快速轉向的技術。
既然導彈上已經很早就實現了推力矢量,為什麼飛機上的應用晚了這麼多呢?加幾塊導流板很難嗎?
當然不難,只不過是個耐用不耐用的問題。要知道發動機噴口溫度在1400-1700℃左右,分分鐘融化鋼鐵。導彈可以直接把金屬片放到噴口的原因是這玩意兒只用一次,不存在可靠性問題。飛機要飛很多次!你擋在發動機噴口的路上,對材料耐熱性能可是很高的要求!
所以長時間裡只有美俄兩家在搞。由於技術比較複雜,能夠實用量產的也不算多。下面風博士就挑重點的介紹,好讓大家知道咱的推力矢量是個神馬水平。
偷懶的美帝
在研發F-22之前,美國已經對多個矢量推力方案進行過實驗。包括F-16矢量偏流板方案,
這個腦洞大開的方案和導彈燃氣舵有異曲同工之妙。
由於實用性堪憂,這個方案最終是進了博物館。
真正投入實用的有兩個,一個是F-22的二元矢量噴管方案,另一個是F-35的三軸承旋轉矢量噴管方案。
先說F22的。
F-22這個矩形矢量噴管可以看成是在發動機外面套一個方形的控制機構。當然了,圓形噴管你做成方的,自然會損失一點推力。看圖就懂了。
好處呢就是隱形效果比較好!F-22尾噴口那對矩形導流板帶有冷卻層,可以有效降低紅外特徵。
對於發動機技術獨步全球的美帝來說,損失一點推力換取隱身性能和控制系統的簡單化,是值得的。
或者說人家壓根就不在乎這點損失。F-35的矢量噴口就先進了一些,他是圓的!
這個噴口是怎麼實現轉向的呢?看一眼你就知道俄羅斯工程師的智慧。
三段噴管做成三角接面,只要轉一下,馬上就能實現偏轉90°!
接觸面是用齒輪連接的,密封性能優異,控制起來也很簡單,重要的是很可靠。
正是這項來自俄羅斯的偏轉技術,讓F-35少走了很多彎路。
不過F-35的噴管只有在垂直起降時使用,平時飛行是不用的,所以實際上他並不能在空戰中用上這套技能。就風博士看來,美帝隱形技術出色,對於推力矢量技術也是能就上不能就等等的心態,遠不如俄毛積極。
進擊的俄毛
俄毛就不同了,航空工業吃老本吃了幾十年,國際競爭力越來越差,推力矢量作為忽悠的大本錢,怎麼能輕易放棄呢。
看!美利堅有的俄毛也有!從這張圖也可以看出F-22的兩個缺點,增加重量和損失推力。
美帝:
老子才不在乎。
俄毛:
T_T
可惜俄毛可沒有這麼多富餘的推力可以損失,更不能加死重,
在推力矢量領域,他走到了軸對稱推力矢量的道路上!
好吧,其實和F-22那個上下偏轉的模式差不多!
F-22是通過加外掛做到的,而俄國人是在AL-31發動機後面加一個關節實現的偏轉。這種「關節」設計只能實現上下偏轉。
扒光之後的照片,直接在噴管上加碼,簡單粗暴。
當然,這個「簡單」是相對而言!增加的「關節」本身有很高的材料、工藝需求,由於相關技術也在研發中,所以裝上矢量推力版AL-31FP的Su-30MKI賣到印度之後,發動機問題頻發,完好率一直不高。不過也正因此,
印度因禍得福,目前Su-30MKI只摔掉了6架。
坑印度的東西,中國自然不要!面對胃口刁鑽的中國,俄國人是真下了點功夫,這就是凸顯俄毛智慧和工藝的真正硬菜——
全向矢量推力噴管。
和「關節」式不同,他以一個控制環實現尾噴管的諸多功能。看圖
這樣就可以實現矢量噴管的終極形態——全向矢量推力!
有消息稱,中國之所以購入各型技術水準都不如殲-20甚至殲-11B的Su-35,唯一目的就是看看俄國117S全向推力矢量技術到了什麼程度。我們要不要學習,要不要仿製什麼的。不過這架殲-10的出現告訴了大家答案,中國空軍有更好的!
神秘的國貨
要分析一款保密中的國產矢量噴口,風博士要冒著喝茶的風險。所以還是簡單點說吧!前面已經簡單介紹了俄美的路線圖,很容易就能猜到,
我國的新款矢量噴管用的是最先進的全向噴管,
這一點完全沒有異議。唯一的謎團是控制機構是不是和俄國人的一樣?是的!
雖然原理一樣,但外形顯然是不一樣的,包括密封片和擴張調節片都不盡相同。
買回Su-35之後,相信空軍對他的矢量發動機做了嚴謹的測試。
既然原理大家都一樣,那麼拼的就是計算機控制系統和材料科學。前一項我們早就走在了俄國人前面,後一項近年來也不差。有理由相信,
這架殲-10B所搭載的矢量發動機性能絕不亞於俄國貨。
聯想到當年美國在F-16上僅僅裝上矢量偏流板就獲得了令人驚嘆的超機動性,殲-10本來就是以機動見長的飛機,
如龍添爪,如虎添翼
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