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殲-20到底用了什么發(fā)動(dòng)機(jī)?
關(guān)鍵字: 俄發(fā)國(guó)發(fā)飛火推一體不是飛火推一鍋煮
二維噴口的偏流板后緣還是淺V形的,而不是平直的。這無(wú)疑是隱身設(shè)計(jì)。其實(shí)從隱身角度出發(fā),應(yīng)該深V才對(duì),但那樣噴流的壓力損失就太大了,噴流不僅沿斜邊膨脹,還可能向內(nèi)形成渦卷。淺V是隱身和推力之間的折中。
但羽片也是可以實(shí)現(xiàn)隱身的。不管是否具有推力轉(zhuǎn)向能力,羽片都可以做成鋸齒形尾端。問題不在制造,而在于設(shè)計(jì)。就隱身而言,V形或者鋸齒是要避免平直邊緣,但V形或者鋸齒的尺度很重要,如果鋸齒尺度大大小于雷達(dá)波長(zhǎng),鋸齒相當(dāng)于平直的,沒有效果。如果鋸齒尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雷達(dá)波長(zhǎng),對(duì)隱身是好的,但對(duì)于噴口設(shè)計(jì)就成問題了。二維噴口的偏流板只有一個(gè)淺V,尺度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于典型戰(zhàn)斗機(jī)的厘米波雷達(dá)的波長(zhǎng),沒有問題。但圓噴口的羽片的鋸齒就要受到羽片寬度限制了。
前面已經(jīng)提到,羽片的寬窄影響到噴口圓度和羽片的機(jī)械復(fù)雜性,鋸齒也對(duì)噴口的壓力損失有顯著影響。用過消防龍頭的人都知道,噴口越圓整,噴流越密集,壓力越高;噴口充滿豁口的話,噴流就散開了,壓力馬上就跌下來(lái)了。這對(duì)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)也一樣:鋸齒是導(dǎo)致推力損失的。細(xì)密的鋸齒接近圓整,影響還小些;粗大的鋸齒可以導(dǎo)致可觀的壓力損失,尖銳鋸齒比平鈍鋸齒的壓力損失更大。如果還有推力轉(zhuǎn)向要求,需要考慮的因素更加復(fù)雜。
因此,噴口鋸齒遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是簡(jiǎn)單地把羽片尾端切一個(gè)鋸齒出來(lái)就完事了。正因?yàn)槿绱?,鋸齒的道理很簡(jiǎn)單,但實(shí)際使用目前還只有F-35戰(zhàn)斗機(jī)。
F135發(fā)動(dòng)機(jī)安裝
殲-20最后會(huì)繼續(xù)使用現(xiàn)在的圓噴口,是否會(huì)帶鋸齒,還是轉(zhuǎn)為F-22那樣的二維噴口,現(xiàn)在還不好說。如果渦扇-15足夠給力,二維噴口的優(yōu)越性還是顯然的。三維噴口多一個(gè)橫向運(yùn)動(dòng)的自由度,但這只是理論上的優(yōu)越性,在實(shí)用中常常受到機(jī)體結(jié)構(gòu)的限制,還是作為二維使用的。對(duì)于大多數(shù)機(jī)動(dòng)動(dòng)作來(lái)說,俯仰和橫滾是主要的,急轉(zhuǎn)彎更是接近側(cè)立后的急劇拉起,沒有偏航太多事。
殲-20的2001號(hào)原型機(jī)的后體設(shè)計(jì)顯然容易整合扁平的二維噴口,但在很長(zhǎng)時(shí)間里都不會(huì)使用二維噴口的情況下,后體修形為現(xiàn)在的傳統(tǒng)“雙筒”形狀也是自然的。但只要有需要,在未來(lái)修形回去也是完全做得到的。
至于現(xiàn)階段殲-20是否已經(jīng)裝備推力轉(zhuǎn)向,目前還沒有見到過任何視頻展現(xiàn)出殲-20在起飛前準(zhǔn)備動(dòng)作中包括噴口轉(zhuǎn)動(dòng),也沒有見到過任何圖片顯示羽片式轉(zhuǎn)向噴口在地面卸壓后典型的下垂姿態(tài)。所謂噴口軸線與機(jī)體中線的夾角,這可能是低分辨率圖片的光學(xué)錯(cuò)覺,也可能是發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝角。雙發(fā)的安裝軸線是可以與機(jī)體中線有夾角的,蘇-27就是例子。
最低限度,現(xiàn)階段還沒有證據(jù)殲-20已經(jīng)裝備了推力轉(zhuǎn)向。至于殲-20的出色機(jī)動(dòng)動(dòng)作,這可以是低翼載、遠(yuǎn)耦鴨翼和高推重比的功勞,盡管推重比可能還沒有最終那么高,但在先進(jìn)氣動(dòng)和飛控幫助下,F(xiàn)-15C一級(jí)的推重比已經(jīng)可以做出很抓眼球的高機(jī)動(dòng)動(dòng)作了。
只要在設(shè)計(jì)時(shí)就對(duì)安裝點(diǎn)、空氣流量、重心、油路、附件位置有所考慮,殲-20應(yīng)該有條件適裝不同的發(fā)動(dòng)機(jī),在飛機(jī)方面沒有克服不了的困難,關(guān)鍵在于哪一種發(fā)動(dòng)機(jī)能符合規(guī)定的進(jìn)度和性能要求。至于飛火推一體化的軟件整合,這也不是不可克服的困難,關(guān)鍵是發(fā)動(dòng)機(jī)控制要實(shí)現(xiàn)全權(quán)限數(shù)字控制(簡(jiǎn)稱FADEC)。
99M1發(fā)動(dòng)機(jī)的FADEC部件
飛火推一體化在軟件上把飛行控制、火力控制、發(fā)動(dòng)機(jī)控制整合到一起,最大限度地發(fā)揮1+1+1>3的威力。飛行控制主管飛機(jī)的速度、高度和姿態(tài),火力控制主管構(gòu)成武器發(fā)射條件,發(fā)動(dòng)機(jī)控制主管提供充足的推力。
傳統(tǒng)上,飛控是主導(dǎo)的,只有把飛機(jī)機(jī)動(dòng)到適當(dāng)?shù)陌l(fā)射位置,武器才能有效發(fā)射,而發(fā)控只是飛控的動(dòng)力保障,據(jù)從屬位置。飛火推一體化后,火控有可能在特定時(shí)間成為主導(dǎo),飛行員指定目標(biāo)位置后,飛火推聯(lián)手把飛機(jī)盡快轉(zhuǎn)入最優(yōu)發(fā)射位置,在最優(yōu)時(shí)刻自動(dòng)發(fā)射武器。根據(jù)敵我態(tài)勢(shì)自動(dòng)規(guī)劃最安全入侵和退出途徑,自動(dòng)控制進(jìn)入、發(fā)射和退出,則是飛火推一體化的高級(jí)形式。發(fā)控成為主導(dǎo)的情況比較罕見,可以以最省油及最低磨損模式運(yùn)轉(zhuǎn),由此決定飛行路徑,但這只有在低威脅、低任務(wù)緊迫性的時(shí)候才可能。
不管怎么說,從軟件整合角度來(lái)說,飛火推一體化不是飛火推一鍋煮,依然是以飛行、火力和發(fā)動(dòng)機(jī)控制為基本模塊,只是在接口和功能方面高度融合,而不是形成孤島。采用不同發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)然需要重新整合,但只要軟件和控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)得當(dāng),這是控制律參數(shù)調(diào)整的問題,而不是重新設(shè)計(jì)控制律或者重起爐灶的軟件整合。
殲-20馬上就要甚至已經(jīng)進(jìn)入初期批生產(chǎn)了,那現(xiàn)在的殲-20到底采用什么發(fā)動(dòng)機(jī)呢?說實(shí)在的,是渦扇-15當(dāng)然最好,是渦扇-10或者AL-31增推版也是可能的。在沒有可靠消息之前,多猜無(wú)益。看圖識(shí)機(jī)不可靠,靠聽聲音判斷推力更是不靠譜。中國(guó)的透明度正在提高,有好東西也不再掖著藏著,相信要不了多久就會(huì)有消息的。
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