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中国航发矢量喷管采用隐身设计一点红香港马会官方网 令歼20机动

作者:admin 来源:未知 更新日期:2018-09-05 浏览次数:

  9月3日一张歼-10B推力矢量验证机尾喷管的照片出现在网络,引发军迷热议。该照片源自最新一期公开出版的《兵工科技》杂志,是该机轴对称矢量喷管的首张清晰照。

  从照片上看,歼-10B推力矢量验证机除换装带矢量喷管的WS-10B发动机之外,还在后机身上增加了4个安装支座,用于在高难度矢量试飞科目中安装尾旋改出伞,以提高安全系数。为了避免干涉矢量喷管的向上偏转,该机减速伞舱下方的尾椎还被切除了一小块。

  推力矢量尾喷管可通过自身偏转把发动机喷流从平行于机身纵轴线引向其它方向,产生矢量方向上的侧向分力。这个侧向分力不仅可用于产生直接升力,大幅缩短战斗机的起降滑跑距离,还能不依赖气动舵面提供更直接的控制力矩,大幅提高战斗机的机动性能和过失速机动能力。

  美国曾在上世纪90年代利用F-16/MATV研究机对轴对称矢量喷管进行了测试,结果表明该机不仅可以轻易实现“眼镜蛇”机动,还能做86度可控迎角的飞行,要知道此时飞机是以“直立姿态”平飞的。F-16/MATV在模拟空战中充分表现出了矢量推力技术带来的机动性优势,以大比分完胜普通战斗机。

  因此推力矢量尾喷管受到了尤为重视过失速机动性能的俄系战斗机的青睐,先后装备了苏-30SM、苏-35S和苏-57战斗机。西方国家迄今为止唯一装备矢量喷管的生产型战斗机只有F-22。

  当年我国决定在歼-10战斗机上采用机匣下置版AL-31FN涡扇发动机后,该发动机的制造商——俄罗斯留里卡设计局“礼炮”(Salut)公司就一直向我国推销带轴对称推力矢量尾喷管的AL-31FN改型,这种发动机模型频频出现在前几年的莫斯科和珠海航展中。可惜落花有意流水无情,中国空军对俄制轴对称推力矢量技术并不感兴趣,因为此时我国自行研制的轴对称推力矢量尾喷管已接近成熟。

  我国在推力矢量尾喷管方面的研究起步并不算晚,早在2003年刘大响院士就证实我国606、624所自行研制的轴对称矢量喷管已经进行了台架测试,而且运转得非常成功。我国在矢量喷管上走得路线既不是俄式简单粗暴的关节式,也不是美式貌似高大上的矩形二元式,而是轴对称全向矢量喷管路线。轴对称矢量喷管不仅保持了传统圆形截面尾喷管重量轻、推力损失小的优点,避免了矩形二元尾喷管的厚重结构和漏气缺陷。还能够向360度任意方向偏转一定角度,不仅能提供俯仰力矩,还能提供偏航力矩,在矢量操纵上更加细腻,当然对飞控的整合能力要求也更高。最终在2017年年底,安装有国产轴对称全向矢量喷管和WS-10B发动机的歼-10B验证机飞上了天空。

  歼-10B推力矢量验证机的轴对称全向矢量喷管在设计上很有特色,其15片外部调节片末端可独立向下偏转并向两侧旋转,在喷管矢量偏转时可更加贴合内部扩张调节片的动作,赋予尾喷管更大的偏转角度。据专家推测,该轴对称全向矢量喷管应该是通过内部的两个同步环驱动结构来实现收敛-扩散和矢量偏转运动的。其中收敛-扩散同步环只能在液压动作筒的驱动下前后运动,向前运动时就驱动收敛调节片收小喷管喉道截面积,反之就扩大喉道截面积。尾喷管的矢量偏转则由矢量偏转同步环驱动,该同步环通过拉杆连接到扩张调节片上,当该环在动作筒的驱动下偏转时会一并带动扩张调节片向相应方向偏转,从而改变发动机喷流方向。

  从轴对称全向矢量喷管侧锯齿后缘看该喷管具有一定的隐身设计,因此其装机对象可能是安装国产WS-15发动机的歼-20生产型,因为锯齿后缘能给该机带来红外和雷达隐身上的双重好处。首先细锯齿形裙边结构通过把后向入射雷达波向两个特定方向反射,能够降低返回辐射源方向的回波强度,缩小战斗机的后向雷达截面积。其次齿形裙边在发动机喷流中能加速周围冷空气和灼热发动机喷流间的掺混,起到降低喷流温度,减小红外辐射的作用。试验表明齿形裙边尾喷管的红外辐射强度最大可降低近10%。

  目前歼-20 2021号原型机正在对代号为WS-10X的发动机和一种新型黑色尾喷管进行测试,该尾喷管的锯齿设计与歼-10B的轴对称全向矢量喷管有异曲同工之妙。鉴于WS-10与歼-20的目标发动机——WS-15之间存在较大推力差异,以及尾喷管在矢量偏转中会在推力轴线上出现一定损失,降低整机推重比,因此新型轴对称全向矢量喷管不一定是为WS-10X准备的,可能是被作为WS-15发动机的技术储备。届时歼-20成为具备WS-15全向推力矢量发动机的完全体后将成为全球机动性最佳的五代机。(作者署名:阿姆斯壮)

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