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平戎 | 今天,请给他们鼓掌!中国矢量发动机引发全网尖叫的背后,是两代航发人默默无闻地奋斗和奉献
发布时间:2018.11.09 来源:平局 今日平说 浏览次数: 所属栏目: 综合资讯

11月6日,震撼人心的第十二届珠海航展,终于在万众期待中开幕了。其中最亮眼的“主角儿”,莫过于“老将新生”的矢量发动机的歼10B,以及“换了新装”后愈发亮眼的歼20了。尤其是搭载国产全矢量发动机的歼10战机做出落叶飘和眼镜蛇等超级战术动作之后,更是引发的全网尖叫。

2018珠海航展

大家关注的焦点,就是能给战机带来革命性的性能提升的关键——矢量发动机。当歼10B携带神州首款矢量发动机,在15分钟内连做3次“眼镜蛇机动”的时候,现场的军迷们沸腾了,而关心和理解这意味着什么的人,很多都默默流下了激动的泪水。今天,我们或许应该把掌声留给那些永远在我们看不到的地方,默默奉献和奋斗着的中国航发人。

歼10的“普加乔夫眼镜蛇”机动

那么,这个看起来并不太起眼的发动机的升级,到底会带来什么样的军事革命呢?

应该说,神州这次矢量发动机的突破,会带来空战局势的本质性改变,以及为解放军争取到几乎压倒性的机动性优势。也就是说,从今以后,我们几乎不再需要用“拼命”的精神去压倒对手,只需要简单的发挥一下,就可以对潜在的敌人形成“技术压迫”了。

歼10B装备的矢量发动机

喷气式发动机,是当今几乎所有空军战机的动力之源(螺旋桨动力的除外),堪称飞机的“心脏”。从刚刚达到超音速的第一代喷气发动机至今,已经发展了好几代,但几乎都是在“直线上”的改革和性能提升,向后喷气推动飞机向前飞行的基本原理,几乎没有什么改变。

传统涡扇发动机

所以,如果飞机想要转弯,想要向上爬升,或者向下俯冲的话,基本都是依靠机翼上各种舵面来进行调整,改变飞机的气流和升力布局,来进行飞行中的各种转向动作。

飞机通过操作舵面来转弯

很形象地说,一般的喷气战斗机的转向方式,跟地面汽车的转向方式,几乎没什么差别。汽车一般是通过可以左右摇摆的前轮改变方向,来带动不能摇摆的后轮,使得整辆汽车转弯。

而天上的飞机,基本上也是这个路数,通过升降舵、尾舵、鸭翼等的摆动来改变方向(相当于汽车前轮),带动固定方向喷气的发动机,完成整机的空中转向。这种方式,其实很中规中矩,反应速度也相对“迟缓”。

想象一下,如果一辆汽车,前轮和后轮一样,都可以完成左右摇摆的动作,带动整车直接转弯,会怎么样?可能稍微有点经验的人都会说,汽车四个轮子一齐转弯,那么猛的惯性,肯定会一下子翻车的。

如果轿车也这样“同时转”,估计要翻车了

是的,汽车就是这样,四轮齐转,必定“翻倒”,那么,如果飞机的舵面和发动机喷口,也一齐转向,飞机会不会“翻倒”呢?答案是肯定的。

不过,飞机是在天上飞的啊,机身“翻倒”了也不怕,反而翻转得越厉害,飞机就可以转弯得更快啊!嗯,这就是所谓的“矢量发动机”研发的根本原因,说白了,就是要让飞机发动机喷口能够上下左右自由摇摆,随意改变喷气方向,从而获得“疯狂的”机动性。

矢量发动机的机动能力

所以,中美俄三大国,都早早的开始了“矢量发动机”的研制,但解决策略各不相同,获得的实际效果也各有千秋。美国的方式很简单,就是根本不对发动机进行什么矢量修改,而是在喷口后面套上一个长方形的“导气箱”,把上下左右的“箱板”做成可以摆动的形状,从而让发动机喷射的气流改变方向。

打个比方,美国的方式,就像你拿个大点儿的纸箱,拆掉箱底,口朝外套在电风扇上。只要你把箱口两边的盖板都向同一侧弯折,那么风扇吹出的气流就可以顺着弯折的箱口盖板斜着喷出来了,就这么简单。最先进的美国F-22战斗机,就是按照这个原理设计的发动机尾喷口。

而俄罗斯的矢量发动机方案,也是比较“简单粗暴”的。和美国一样,俄罗斯也没对发动机进行什么改动,只是在原有的喷口之外,加上了一个可以扭弯的“套筒”,这个套筒向哪边扭,发动机的气流就可以向哪边偏转。

但是呢,说到底,美俄的这两种方法,都只是“强行改装”而已,并没有本质的创新。最要命的是,原本发动机的气流,被这样加长的隔板强行拦掉一部分,那么飞机的推力也就损失了一部分,速度也就跟着受到影响。这不就是白白浪费吗?

所以,智慧的神州发动机设计师,开动脑筋,直接在发动机喷管上下手。其实,一般的涡喷或涡扇发动机,最后面的喷口扇片都是可以开合的,就像开伞收伞一样,神州的创新之处,就是将这个开伞收伞的扇片圈,多做了两三层,而且前后层之间,可以在完整衔接的同时自由扭动,实现最小的材料改动,实现最大的360度偏转喷气的效果。

神州的矢量发动机方案

最重要的是,神州的这种矢量发动机,几乎没有什么额外的气流阻挡,也就没有那么多推力和速度损失。也就是说,只要飞行员承受得住过载,我们的战机完全可以不减速转弯,而且转弯半径几乎为0,无限接近于空中的“原地转弯”!

可想而知,装备这样的的矢量发动机的歼10和歼20等战机,机动性可以是多么优秀。毫不夸张的说,当年苏联最顶尖飞行员,借助双发的苏-27才能做出来的眼镜蛇机动,我们的飞行员,借助一台矢量发动机,就可以做到同样和更好的效果。

据信,神州此次展示的歼10B的矢量发动机,是代号涡扇10的“太行”发动机改型,而更先进的涡扇15“峨眉”矢量发动机,也已经装在了歼20战机上。未来,神州的歼10、歼11、歼15、歼16、歼20等等各型战机,都可能“人手一部”“太行改”或“峨眉”矢量发动机,完成超机动能力的全面覆盖。

在此,我们也不应该忘却神州航空发动机事业背后的英雄。不应该忘记不久后的11月13日,是太行总师张恩和逝世两周年的日子。

太行发动机总师张恩和(2016年11月13日逝世)

要知道,曾经我们的涡扇发动机技术确实落后一大截,但是,“太行”(涡扇10)的出现,一下子拉平了神州与美俄几十年的差距。这其中最大的功臣,要数“太行”设计师张恩和。

要知道,太行发动机项目,从1987年就开始立项,直到2005年才真正定型。就像歼10曾经险些下马一样,长期研发未能定型服役的太行项目,也险些夭折。

太行发动机

但是,张恩和带领团队,没日没夜地工作,前前后后解决了一个又一个重大技术难关,进行了几百项技术创新,最终,经历18年的艰苦打拼,终于让太行成为“成年的孩子”,开始挑起大梁。

太行(涡扇10)的原型机,我们追上了西方的第二代发动机水平;涡扇10A的定型,我们追上了西方的第三代发动机水平,涡扇10B的改型,我们终于跟西方拉平了差距,开始在同一水平线上竞技。这一切的成就,跟张恩和总师和他的团队的付出,是分不开的。

最重要的是,神州有了强大的航发技术队伍

而现在,太行的最新矢量改型,已经彻底超越了西方,开始傲立群雄。而完成这一超越的人,也是张恩和总师的接班人,“太行”矢量改型和“峨眉”隐形矢量发动机的总师刘永泉。

本来就放开了“静不稳定性”的灵活的歼10,如今装上矢量发动机,更是如虎添翼,直接成为地球上机动性最强的三代战斗机了。

而更神秘的涡扇15“峨眉”发动机,则是专门为了歼20隐形战机打造的矢量发动机。从珠海航展上全新涂装的歼20编队的“狂暴机动”来看,我们的四代机不仅可以超音速巡航,更可以超音速机动,这根本不是比肩F-22,而是完全超越F-22的存在。

狂暴飞行的歼20

航空发动机,是战机的心脏,是腾飞的动力之源。神州航发事业背后的英雄,用他们的智慧和牺牲,终于为神州的战鹰安上了澎湃的“雄心”。而新一代的空军骄子,借助这“雄心”的支持,歼10猛龙可以“猛回头”,歼20威龙可以“展天威”。

那么,神州完全可以喊出那句憋了很久的豪言——未来的天空,是属于我们的。

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