美俄想到一块,苏57也开始学F22,歼20为何拒绝装备矢量发动机?

奥斯卡丫丫 2024-12-18 13:44:22

前言:随着苏-57换装全新的二维矢量发动机喷管被曝光,歼-20是否应该用矢量发动机的问题再次引起争论。武器顺不顺手,只有使用者最清楚,最适合解放军的武器,并不一定是完全模仿自美俄的武器,根据需求设定合理的指标与设计,才是风险最低、效率最高的办法,也许这就是歼-20一直没有装备矢量发动机的主因。

如果要问军迷目前对歼-20还有什么感到遗憾的地方,恐怕都集中在动力方面了,虽然歼-20已经换装了国产发动机,但是被证实已经列装的涡扇-10发动机,最大推力在140千牛左右,与美俄的顶级大推力发动机仍有一定的差距。其次,到目前为止,歼-20仍然没有应用矢量发动机技术。而根据歼-20总设计师杨伟在2023年最新的表态,歼-20并不打算使用矢量发动机技术,成为五代机中特立独行的存在。

纵观目前世界上已经服役的4款第五代战斗机,F-22、苏-57都标配了矢量推力发动机,F-35的B型号,也配备了用于辅助垂直/短距起降的矢量发动机,并且在飞行过程中,发动机喷口向下偏转,也能够做出一些过失速机动。只有歼-20,自始至终都没有配备矢量发动机,也不打算使用矢量发动机。虽然F-35A和F-35C也没有配备矢量发动机,但是这两款战机本身的定位就是多用途飞机,空战只是兼顾,对地/对海攻击才是主业,连超音速性能都能凑合就凑合,再加上本来就面临超重问题,最终放弃矢量发动机并不奇怪。

至于歼-20不愿使用矢量推力技术,肯定不是技术原因,早在2018年的珠海航展上,歼-10B TVC技术验证机,就配备国产的矢量推力发动机,在航展现场做出了精彩的飞行表演,做出了眼镜蛇、落叶飘、J-turn等高难度机动,单发单垂尾布局的歼-10,使用国产矢量发动机,都能做出如此高难度的机动,如果是双发且拥有双垂尾的歼-20,在姿态控制能力更强的情况下,使用矢量发动机做出这些机动,更是手到擒来。

而且从增强大迎角性能的角度来看,鸭式气动布局的飞机,其实更有装备矢量发动机的必要。一个简单的空气动力学知识,在几种典型的战机气动布局当中,在同等设计水平之下,无尾三角翼与鸭式气动布局的大迎角性能最差,鸭式布局飞机的俯仰操控舵面,是由前面的鸭翼负责的,而在大迎角状态下,鸭翼会先于主翼而失速,这带来一个好处跟一个坏处,好处就是在达到鸭翼失速迎角状态的时候,飞机会因为鸭翼失速而倾向于自动改平,这就让鸭式布局的飞机不容易因为误入过大的迎角状态而导致失控、陷入可怕的失速尾旋。坏处就是鸭式飞机的可控迎角度数,普遍不如常规气动布局跟三翼面气动布局。

如果将大迎角的过失速机动比喻为漂移,那么鸭式气动布局就相当于一辆车不容易在急转弯的时候突然漂移失控,但是这辆车也因为太“稳”了,不容易做出漂移、甩尾等炫酷特技。

在客观物理规则无法改变的情况下,鸭式布局的飞机想要增强大迎角性能,最有效的办法就是引入额外的俯仰控制措施,比如配备矢量发动机。这样在鸭翼已经失速的情况下,矢量发动机依然能够提供俯仰力矩,确保飞机保持问题,进而提高了飞机的大迎角性能。

但是歼-20目前的服役迹象来看,丝毫看不出有使用矢量推力技术的打算。这应该不是中国的矢量推力技术不成熟导致的,因为早在2018年,中国就已经敢让歼-10配备矢量发动机在航展上进行飞行表演了,这说明当时的技术已经比较成熟了,只需要解决一些成本与可靠性问题,差不多就能够大规模应用了。

但是6年时间过去了,中国的矢量发动机就此仿佛“石沉大海”了,甚至就连歼-10B TVC都再也没有公开露面了。歼-20总设计师杨伟的表态,也说明至少在短期内,歼-20不会采用矢量推力技术。然而就在歼-20拒绝矢量推力技术的时候,俄罗斯那边的苏-57则有了新动作。

日前,苏-57的二号原型机T-50-5,开始配备全新的二维矢量发动机尾喷管,进行相关的飞行测试。苏-57这次采用的二维矢量尾喷管,与F-22的二维矢量尾喷管非常相似,只不过在尾喷管的布置方式上,苏-57的二维矢量尾喷管布置的时候带有一定的倾斜角度,这样设计的好处是能够向内侧倾斜,为飞机提供偏航控制力矩,但是俯仰控制力矩则没那么强。

而F-22的二维矢量尾喷管,则只能上下偏转,为飞机提供足够的俯仰操控力矩,但是却无法提供偏航控制力矩。

而与苏-57之前使用的圆形全向矢量尾喷管相比,二维矢量尾喷管的缺点是结构重量较大,容易导致飞机重心偏移,严重的话可能需要在飞机前方加装配重,导致飞机重量增加、常规机动能力下降。另外,二维矢量尾喷管还会损失3%左右的推力,因此敢采用二维矢量尾喷管的战斗机,基本都是发动机推力足够富余的机型,这也从侧面说明,苏-57这次配备的新发动机推力足够强大,至少也是美国F119的级别。

此外,采用二维矢量尾喷管的雷达隐身性能更好,还能够加快高温废气与空气混合的速度,降低战斗机的红外信号特征,苏-57开始学F-22安装二维矢量尾喷管,也证明二维矢量尾喷管才是最适合隐身战斗机的设计,兼顾了隐身与机动性

可是这么好的设计,歼-20为何不用呢?从2023年总设计师杨伟在大学演讲时透露的信息来看,中国空军现在重视的是信息为王、智能为王,而不是机动为王,未来的空战不是依靠机动为王去打的。如果让美国在现在重新从YF-22和YF-23之间做出选择,他大概率会选择没有配备矢量发动机的YF-23,因为YF-23拥有更好隐身性能、航程以及超音速巡航能力,这些性能在中美看来,要远比过失速机动更重要。

此外,不采用矢量发动机,并不意味着飞机的机动性就差,因为矢量发动机的作用更多体现在过失速机动能力上,但是对于持续盘旋、垂直爬升、瞬盘等机动性的增益基本上可以忽略不计。就比如在几年前,美国海军陆战队的F-18战斗机,就曾与马来西亚的苏-30MKM进行过空战格斗演习,结果F-18取得了完胜,其中有一次,苏-30MKM尝试使用矢量推力技术来做出过失速机动,想要摆脱F-18的追击,结果反而弄巧成拙损失了更多的能量,让F-18轻松使用机炮完成了“击杀”。

也就是说,哪怕到了近距离格斗的环境下,没有矢量发动机的战斗机,依然能够战胜拥有矢量发动机的战斗机。F-22当年采用矢量发动机,很大原因是它的推力足够富余,相较于当时苏-27、米格-29这些对手,F-22有挥霍能量的底气,采用矢量推力技术对F-22来说是锦上添花。

而苏俄罗斯从四代机开始就执着于矢量推力技术,并不是推力有多富余,采用矢量发动机能够有效改善苏-27家族的滚转速率慢的问题,同时弥补因为采用后掠翼而带来的可控迎角较低的问题。另外,在中美战斗机都标配霹雳-10、AIM-9X这些具备大离轴攻击能力格斗弹的时候,俄罗斯的战斗机则还在使用R-73这种老一代的格斗弹,R-73的性能指标,也就跟霹雳-8导弹大致相当。俄罗斯在自身格斗弹性能较差的情况下,就必须想办法尽可能提高战斗机的机头快速指向能力,这个时候就需要引入矢量推力技术了,虽然代价是使用矢量推力增强机动,会快速消耗战斗机的能量。

而歼-20更加重视超音速性能,用飞行员的话来说就是“进入超音速就是歼-20的天下”,在空战的时候,歼-20必然会优先选择在超音速状态下进行空战,而不是主动降速,跟对手玩亚音速狗斗。因此在大多数时候,歼-20都没有使用矢量推力技术的必要。

如果要形容的话,歼-20就像F1一级方程式赛车,从来都是高速转弯,而不是漂移过弯。而苏-57则是WRC拉力赛赛车,擅长华丽的漂移过弯。两者不能说孰优孰劣,都更适应自身所处的比赛环境。

所以歼-20会不会使用矢量发动机,从来都不是技术问题,而是任务需求问题。从俄乌冲突也能看出,苏-35配备的矢量发动机,在实战中其实并未发挥作用,空战往往都是在超视距环节就结束了,苏-35华丽的过失速机动能力根本得不到展示的机会。反观没有矢量推力技术的米格-31,却凭借着更强的超音速性能与超视距打击能力,取得的空战战果数量不比苏-35少,自身损失数还低得多。

而从高速角度来看,歼-20其实就类似于“隐身版的米格-31”,利用速度优势来回奔袭才是最好的办法,而不是去跟对手比低速缠斗。况且没有配备机炮的歼-20,本来也不适合进行低速缠斗,也就是打从一开始,歼-20就没有过多考虑低速缠斗的问题,利用好霹雳-15远程空对空导弹和超音速性能优势,就能解决绝大部分威胁,偶尔有漏网之鱼,2枚霹雳-10格斗弹也基本足够应付了。

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评论列表
  • 2024-12-18 17:43

    连水平尾翼都不要了,还要什么推力矢量?PLAAF这是明摆着要放弃狗斗。

  • 2024-12-18 18:52

    我国属于本土近空防御机制!只要隐身能力具备正面对抗美军的能力就足够用!其他的功能可以慢一点完善不是问题!有问题就用战力加数量去碾压美军的力量!