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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
二維噴口的偏流板后緣還是淺V形的,而不是平直的。這無疑是隱身設(shè)計。其實從隱身角度出發(fā),應(yīng)該深V才對,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。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波長,鋸齒相當于平直的,沒有效果。如果鋸齒尺度遠遠大于雷達波長,對隱身是好的,但對于噴口設(shè)計就成問題了。二維噴口的偏流板只有一個淺V,尺度遠遠大于典型戰(zhàn)斗機的厘米波雷達的波長,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械復(fù)雜性,鋸齒也對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,壓力馬上就跌下來了。這對噴氣發(fā)動機也一樣:鋸齒是導致推力損失的。細密的鋸齒接近圓整,影響還小些;粗大的鋸齒可以導致可觀的壓力損失,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,噴口鋸齒遠遠不是簡單地把羽片尾端切一個鋸齒出來就完事了。正因為如此,鋸齒的道理很簡單,但實際使用目前還只有F-35戰(zhàn)斗機。
F135發(fā)動機安裝
殲-20最后會繼續(xù)使用現(xiàn)在的圓噴口,是否會帶鋸齒,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。三維噴口多一個橫向運動的自由度,但這只是理論上的優(yōu)越性,在實用中常常受到機體結(jié)構(gòu)的限制,還是作為二維使用的。對于大多數(shù)機動動作來說,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號原型機的后體設(shè)計顯然容易整合扁平的二維噴口,但在很長時間里都不會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在起飛前準備動作中包括噴口轉(zhuǎn)動,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)。所謂噴口軸線與機體中線的夾角,這可能是低分辨率圖片的光學錯覺,也可能是發(fā)動機的安裝角。雙發(fā)的安裝軸線是可以與機體中線有夾角的,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的出色機動動作,這可以是低翼載、遠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,但在先進氣動和飛控幫助下,F(xiàn)-15C一級的推重比已經(jīng)可以做出很抓眼球的高機動動作了。
只要在設(shè)計時就對安裝點、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)動機,在飛機方面沒有克服不了的困難,關(guān)鍵在于哪一種發(fā)動機能符合規(guī)定的進度和性能要求。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)動機控制要實現(xiàn)全權(quán)限數(shù)字控制(簡稱FADEC)。
99M1發(fā)動機的FADEC部件
飛火推一體化在軟件上把飛行控制、火力控制、發(fā)動機控制整合到一起,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)動機控制主管提供充足的推力。
傳統(tǒng)上,飛控是主導的,只有把飛機機動到適當?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間成為主導,飛行員指定目標位置后,飛火推聯(lián)手把飛機盡快轉(zhuǎn)入最優(yōu)發(fā)射位置,在最優(yōu)時刻自動發(fā)射武器。根據(jù)敵我態(tài)勢自動規(guī)劃最安全入侵和退出途徑,自動控制進入、發(fā)射和退出,則是飛火推一體化的高級形式。發(fā)控成為主導的情況比較罕見,可以以最省油及最低磨損模式運轉(zhuǎn),由此決定飛行路徑,但這只有在低威脅、低任務(wù)緊迫性的時候才可能。
不管怎么說,從軟件整合角度來說,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)動機控制為基本模塊,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)動機當然需要重新整合,但只要軟件和控制系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計得當,這是控制律參數(shù)調(diào)整的問題,而不是重新設(shè)計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)進入初期批生產(chǎn)了,那現(xiàn)在的殲-20到底采用什么發(fā)動機呢?說實在的,是渦扇-15當然最好,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,多猜無益??磮D識機不可靠,靠聽聲音判斷推力更是不靠譜。中國的透明度正在提高,有好東西也不再掖著藏著,相信要不了多久就會有消息的。
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