近日,俄罗斯红星台播出了俄罗斯航空工业苏-57战斗机专题片。值得注意的是,此次展示的改进型苏-57M和此前亮相的苏-57基础款有了明显变化。相关视频画面可以发现,其左发上进行了更换,换装了某新型二元矢量推力发动机尾喷管,这也是苏-57首次加装“二元矢量”喷口。
根据此前俄罗斯方面公布的公开资料显示,苏-57在经过多次升级改造后,现有的技术型号为苏-57S型,其使用的航发是AL-31F型发动机的深度技术改进型AL-41F型发动机。这款发动机配备有三元流体推力矢量发动机喷口,采用倾斜安装的模式,可以让飞机做到在控制俯仰的同时控制偏航。由于苏-57和苏-35S采用了相同的推力矢量发动机安装方案,因此同样采用了肘节式喷管设计。
而在这次技术升级后,苏-57M配备的推力矢量发动机喷口换成了类似美制F-22A的二元流体矢量喷口,这可以说是一个非常大的改变。当然,其中也有一些细节差别。比如,F-22A喷口的水平线和机体水平线一致,而苏-57M采用了类似苏-35S的安装方案,依然保持一定的倾斜度。
总体来说,不同的碰口模式有着不一样的设计考量。苏-57M舍弃了之前俄罗斯常用的三元流体,再次回归“二元流体”时代,这必然体现出设计团队思路的转换。纵观当下的航发研究领域,实际投入使用的主要有两种推力矢量喷管,其代表机型就是俄制苏-35S,以及美制F-22A,前者是有倾斜安装角的单轴三元流体,后者是无倾斜安装角的单轴二元流体。如此来看,苏-57M选择的是一种技术折衷方案,既放弃了单轴三元流体,又延续了俄制战机带倾斜安装角的设计,这或许是一种平衡设计理念的体现。
因为三元流体推力矢量发动机的缺陷是液压作动负载较大,再加上发动机尾喷管红外特征、雷达特征都比较明显,这就导致隐身性削弱,而五代机最大的基本特征之一就是隐身能力。之所以在二元流体基础上采取单轴喷管,并设置一定的安装角度,这可能是因为设计团队希望延续此前苏-35S和苏-57S战斗机的设计优势。因为二元流体单轴喷管结构相对简单,设计也非常可靠,其最大的缺陷就是只有一个偏转轴向,等于只有半个推力矢量控制。如果安装没有一定的倾斜角,就只能负责一个轴向上的偏转。相对来说,苏-35S和苏-57S就同时兼顾俯仰和偏航控制。或许是基于这个原因,苏-57M放弃了已经成熟的三元流体喷管,选择二元流体喷管。
苏-57M在喷口设计上的这一创新升级,也让很多军迷浮想联翩。很多军迷认为,歼-20如果要进一步提升机动能力,特别是提高俯仰能力或者滚转能力,完全可以改用推力矢量发动机,但从歼-20的设计来看,鸭翼与边条翼产生的增升效应目前已经是五代机中的最强,再加上歼-20作战速度区间以超音速为主,追求的是防区外作战能力,因此才舍弃了推力矢量发动机。
再进一步说,如果要换装矢量发动机,一方面要对机身进行调整,这就会影响到歼-20的隐身性能。另一方面,换装推力矢量发动机必然要牺牲一定推力,如此看来自然得不偿失,我们也不必要跟风苏-57。
当然,歼-20虽然没有换装推力矢量发动机喷口的必要,咱们的另一款国产五代机歼-35却可以考虑这一路线。毕竟,除了空军使用之外,歼-35还会被用于新一代舰载机,而舰载机对于俯仰增升的要求比较高,完全可以通过换装推力矢量发动机喷口实现质的飞跃。再进一步延伸考虑,按照西方媒体的分析,我国已经着手推进六代机的研发。不出意外的话,第六代战斗机可能会标配矢量喷口,或许我们将在首款国产六代机身上,真正迎来中国战机的矢量发动机时代。