-
殲-20到底用了什么發(fā)動機?
關(guān)鍵字: 俄發(fā)國發(fā)飛火推一體不是飛火推一鍋煮但有說法,現(xiàn)階段殲-20配備的不是渦扇-15,而是渦扇-10甚至AL-31。這當(dāng)然也是可能的。戰(zhàn)斗機更換發(fā)動機不是簡單的事,但只要在設(shè)計時就考慮到相關(guān)問題,也不是那么不可思議的事。
歷史上有很多戰(zhàn)斗機更換發(fā)動機而失敗的先例,最典型的就是英國為F-4K“鬼怪”式戰(zhàn)斗機換用羅爾斯-羅伊斯“斯貝”渦扇發(fā)動機,更大的推力反而導(dǎo)致更糟糕的最大速度和超音速加速性,只有低空性能改善了。但這是有原因的?!肮砉帧笔綖榱撕侥钙鹇?,具有不錯的低空低速性能,但歸根到底,這是典型的高空高速戰(zhàn)斗機,是圍繞著兩臺通用電氣J79渦噴發(fā)動機設(shè)計的。在改裝“斯貝”的過程中,進氣道要加大流量,后機身要加大,破壞了原來的氣動設(shè)計,顯著增加了阻力,導(dǎo)致失敗。
但戰(zhàn)斗機換發(fā)的成功先例也很多。道格拉斯A-4“天鷹”是輕型艦載攻擊機,在高亞音速段特別機動靈活,以至于美國海軍Top Gun學(xué)校曾經(jīng)用A-4作為假想紅軍戰(zhàn)斗機。但A-4的普拉特-惠特尼J52渦噴不僅老舊,而且油耗很大。在80年代,新加坡A-4換裝通用電氣F404非加力型,推力增加15%,油耗、可靠性大大提高,機動性進一步改善。至少從換發(fā)角度來說,這是成功的改裝。
以色列空軍在換裝F-15、F-16之后,有意對現(xiàn)有的“鬼怪”式大規(guī)模換用普拉特-惠特尼PW1120,這是F100的渦噴版,性能比原裝的通用電氣J79有顯著提高,最后因為成本和裝備規(guī)劃問題而擱置,換發(fā)本身是成功的。F-14B/D當(dāng)然也是換發(fā)成功的典型。
換裝發(fā)動機后的大貓
這些還是在原設(shè)計早已定型后的換發(fā),但在設(shè)計時就考慮到在不同發(fā)動機之間可以更換的設(shè)計,更是有諸多成功的先例。F-16C/D在一開始就考慮到可以在通用電氣F110和普拉特-惠特尼F100之間選擇發(fā)動機,采用F110各種亞型的稱為Block 30、40、50等,采用F100各種亞型的則稱為Block 32、42、52等。
F-15E在設(shè)計時也可以在F100和F110之間選擇發(fā)動機,只是美國和以色列空軍為了便于后勤保障,統(tǒng)一到F100,但盟國不乏選擇F110發(fā)動機的,如韓國(第一批F-15K使用F110,第二批使用F100)、沙特、新加坡。
俄羅斯蘇-57也是在設(shè)計時就考慮到不同發(fā)動機的例子,初期生產(chǎn)型將使用AL-31的深度發(fā)展型,亞型代號117,但計劃在2020年后轉(zhuǎn)用目標(biāo)發(fā)動機“項目30”。
一般認為,殲-20的原型2001是用AL-31推進的。作為技術(shù)驗證性質(zhì)的原型機,采用推力不足的AL-31先飛起來問題不大。未來某一時候開始的目標(biāo)量產(chǎn)型將采用渦扇-15,這也沒有什么爭議。問題是近期的初期生產(chǎn)型。
不管是使用渦扇-10(包括IPE),還是使用AL-31(包括M2),這樣的殲-20的性能肯定達不到使用渦扇-15的版本。使用AL-31基本型的話,軍推推重比只有0.54,這是肯定不夠用的。增強到M2的話,軍推推重比達到0.63,達到F-15C的0.65的水平。配合以殲-20的優(yōu)秀的超音速減阻,或許能實現(xiàn)跨音速巡航,甚至用加力推過音速后轉(zhuǎn)回軍推的低超音速的“偽超巡”。這遠遠談不上理想,但能用了。
使用渦扇-10和IPE的情況差不多。這能滿足中國空軍的要求嗎?中國空軍的要求是什么呢?
實際上,除了籠統(tǒng)的超巡和超機動,中國空軍對殲-20的具體要求也是保密的,坊間的一切推斷都只是推斷而已,因此是不是滿足中國空軍的要求也無從談起。更何況中國空軍可能有階段性的要求,在某一時間節(jié)點前要達到x要求,在更后面的另一時間節(jié)點要達到y(tǒng)要求,就像蘇-57一樣。
現(xiàn)在對殲-20的發(fā)動機的推斷很多來自對噴口形狀的觀察。且不說只有模糊不清的圖片可以判讀,噴口形狀不同,顯然是不同的發(fā)動機,至少是不同的亞型。但噴口形狀相似,也未必就是相同的發(fā)動機。
作為殲-20換國產(chǎn)發(fā)動機證據(jù)的網(wǎng)絡(luò)照片
對于超音速戰(zhàn)斗機來說,收斂-擴散噴口是必須的。噴流在亞音速時,收斂起加速作用;在超音速時,反而是擴散才起到加速作用。這就是拉瓦爾噴管的原理。另一方面,擴散有助于增加空氣流量,增加推力,因此在起飛時噴口是張開的。但在高亞音速飛行時,噴口要收攏,確保噴流具有足夠的速度。超音速時再次張開。
最典型的收斂-擴散噴口采用羽片結(jié)構(gòu),羽片的不同安排就成為各種發(fā)動機的噴口特征。事實上,羽片還有內(nèi)外兩層,不僅控制噴口面積,還可控制喉道面積,更加復(fù)雜的還可控制喉道位置,進一步優(yōu)化噴流。雙層羽片之間的空氣流動還有助于散熱,增強內(nèi)羽片的耐熱能力。寬羽片降低機械復(fù)雜性,羽片本身的剛度也容易保證;窄羽片有助于確保噴口的圓度,降低噴流的壓力損失。
噴流離開噴口時,噴流不是鉛筆形狀的平直束,而是像鐘形一樣,隨著離開噴口的距離而有一定的徑向膨脹。這種膨脹帶來一定的噴氣損失,這是由于高壓的噴流在橫向?qū)Νh(huán)境空氣有很大的壓力差而造成徑向流動,這是不可避免的。圓形是給定面積下周長最小的形狀,噴流膨脹最規(guī)則,壓力損失最小。越是偏離圓形,噴流膨脹越復(fù)雜,壓力損失也越大。因此,射程優(yōu)先的消防龍頭一定是圓噴口,覆蓋面積優(yōu)先的澆花龍頭才可能使用扁噴口。
F-22那樣的二維噴口是以可觀的推力損失為代價的,也只有那樣變態(tài)的大推力才能承受這樣的推力損失。當(dāng)然,二維噴口的好處是推力轉(zhuǎn)向、收斂-擴散和雷達-紅外隱身整合為一體。二維噴口把噴流壓扁,強化了噴流與環(huán)境空氣的混合,達到快速降溫和降低紅外特征的效果。扁平的二維噴口也對發(fā)動機后部形成較好地屏蔽,達到降低雷達特征的效果。扁平的二維噴口還有利于在氣動上與飛機的后體整合,降低后體阻力,這對超音速減阻特別重要。
F-22的“菊花”
但二維噴口除了有推力損失問題,還有重量問題。單層的偏流板沒有雙層羽片之間空氣流通的散熱效果,只能借助于厚重的耐熱設(shè)計。除了F-22,所有實用的推力轉(zhuǎn)向都回到羽片式結(jié)構(gòu)。
- 原標(biāo)題:殲-20到底用了什么發(fā)動機? 本文僅代表作者個人觀點。
- 請支持獨立網(wǎng)站,轉(zhuǎn)發(fā)請注明本文鏈接:
- 責(zé)任編輯:荀越
-
最新聞 Hot
-
“歐洲人表面支持特朗普,暗中卻試圖破壞”
-
“反制法”在手,但盧拉“不急于”報復(fù)美國
-
胡塞武裝誓言報復(fù)
-
行程披露!“普京在華停留如此之久,實屬罕見”
-
“干涉內(nèi)政!”日本忍不了了,最后一刻取消訪美
-
烏克蘭前議長遭槍殺,澤連斯基發(fā)聲
-
“印度不會屈服”
-
泰國任命代總理
-
孫女士被封號,微博回應(yīng)
-
“有個‘壞習(xí)慣’,我進工廠戒不掉,孩子也染上”
-
“股王爭奪戰(zhàn)”后,貴州茅臺發(fā)布兩公告
-
沙利文都麻了:4年白干,當(dāng)初拉來遏華的盟友現(xiàn)在罵美國是“馬桶”
-
馬克龍拱火:要是這樣,特朗普就又被普京“玩”了
-
美國上訴法院裁定關(guān)稅非法,特朗普:你們在摧毀美國
-
英國“準(zhǔn)備好介入臺?!??英防相否認
-
外媒又炒作中國赴烏維和部隊,白宮回應(yīng)
-