11月6日珠海航展上,最吸引眼球的,莫過于一架殲-10B推力矢量驗證機,拖著長長的彩色煙霧,做出了“落葉飄”“眼鏡蛇”等一連串飛行動作。
中國空軍殲10B矢量推進驗證機在珠海航展開幕式上進行了首秀,根據(jù)現(xiàn)場報道,這架殲10B裝備中國國產(chǎn)渦扇10B矢量發(fā)動機,首次表演了著名的普加喬夫眼鏡蛇機動。
其中,15分鐘表演,3次眼鏡蛇動作,堪稱震撼。島叔昨天點開了幾個現(xiàn)場視頻,極富視覺沖擊的飛行畫面搭配著現(xiàn)場觀眾的驚呼聲,生怕錯過每一個細節(jié)。
不過,對于一些非軍迷來說,這一切似乎有些讓人摸不著頭腦。在島叔刷微博的時候,就看到了不少網(wǎng)友問,這個飛行表演究竟厲害在哪?
厲害在哪?我們一點一點說。
機動性
飛行動作如此飄逸,離不開來發(fā)動機的功勞。這次立功的矢量發(fā)動機,有多牛?
島叔可以很淡定地告訴大家,在目前人類物理學和工程學能夠落到實踐的范圍內(nèi),這基本上算是頂峰了。
雖然理論很枯燥,但是島叔還是要稍稍介紹下。按照空氣動力學原理,飛機之所以能飛起來,主要是靠著機翼兩側(cè)的壓力差,飛機往前飛的越快,壓力差就越大,升力就會越大。
不過,一個作戰(zhàn)飛機要是只是傻乎乎使勁往前飛,顯然是不夠的。畢竟渦輪發(fā)動機再牛,能讓飛機飛多快?賽得過屁股后頭火箭發(fā)動機推動的導彈嗎?更何況如果敵人太靈活,你都瞄不準人家,還怎么進行戰(zhàn)斗?
現(xiàn)實的飛行作戰(zhàn)場景是,由于速度是矢量有疊加,即使飛機朝后發(fā)射導彈,那也很不容易對付從尾部靠近的敵人。于是乎,尾追幾乎是永恒的優(yōu)勢方位。
但是,如果飛機不是乖乖地往前飛,而是在空中上躥下跳,這件事情就危險了。萬一一個升力不足,可能就要摔到地上去……當然了,飛機不是直接摔到地上,而是先經(jīng)過一個危險的螺旋。在這個過程中,經(jīng)驗老練的飛行員還有可能改出這個狀態(tài),新手就只有悲劇了。
這個時候,如果飛機能夠在正常的飛行中獲得其他方向的力,那么除了很容易在空中實現(xiàn)上竄下跳的靈活動作之外,想從這種失速的狀態(tài)中改出也要容易了很多。這就是飛機提高機動性的重要所在。
而提高機動性的關鍵,就在發(fā)動機。
所謂四代機,“超機動性”、“超音速巡航”、“隱身能力”和“超強戰(zhàn)術態(tài)勢感知和執(zhí)行能力”。隱身,不多說了,超強戰(zhàn)術感知能力和執(zhí)行能力是電子技術問題。超音速巡航和超強機動能力都得看發(fā)動機技術。
發(fā)動機
發(fā)動機,無論從體積還是重量上來看,基本上是飛機最大的系統(tǒng)。
發(fā)動機怎么才能提供足夠大的推力?把發(fā)動機造的足夠大唄。但是這么一來,系統(tǒng)重量也就上去了,性價比就差很多。發(fā)動機就是要盡可能以小的系統(tǒng)重量實現(xiàn)最大的推力,即最佳“推重比”。
說起來容易,噴氣發(fā)動機的渦輪葉片和軸承,可是要在上千度高溫下,以每秒鐘幾十萬轉(zhuǎn)的情況下運轉(zhuǎn)。這種工況下,發(fā)動機功率每提高百分之一,需要付出的代價都是成倍的。
現(xiàn)在,美國的發(fā)動機已經(jīng)被逼得用了“單晶葉片”。一般的金屬是一大堆小晶體的集合,因此物理性能不咋樣。如果能確保整個金屬制件是一個有序的晶體,顯然物理性能會極大提高??墒?,制造的成本和制造難度也在成倍的增加。
目前,我們新一代殲擊機的發(fā)動機還暫時沒法實現(xiàn)足夠大的推力,讓飛機能夠在超音速情況下實現(xiàn)常態(tài)巡航,仍然需要依靠開加力實現(xiàn)。
那么超機動能力呢?
這個實際上就是主要是看矢量可變發(fā)動機的本事了。推力在物理學上是一個矢量,既有大小也有方向。推力的大小由發(fā)動機核心部分決定,但是實現(xiàn)推力方向的改變,就是看尾噴口調(diào)節(jié)改變方向的技術了。
最先實現(xiàn)矢量發(fā)動機應用的是俄羅斯的蘇30MKI,從這個編號來看,這是俄羅斯當年賣給印度的一批戰(zhàn)斗機,我們中國買來的是蘇30MKK,沒有這個功能。在國際上好多人,因此得意了一陣子,看看吧,中國花錢買蘇30戰(zhàn)斗機,還是沒有買到矢量發(fā)動機技術。
不過印度買的這批戰(zhàn)斗機表現(xiàn)還真不咋地,經(jīng)?;铀わw機,原因何在?還是矢量發(fā)動機技術不過關……
想想看吧,一個能產(chǎn)生十幾噸推力的氣流以上千度的高溫快速流過,你想調(diào)節(jié)它的方向,這個發(fā)動機的噴口材料該有多么強韌,調(diào)節(jié)噴口方向的機械裝置得有多么強勁可靠?
事情還沒有完。即使發(fā)動機的噴口可以調(diào)節(jié)了,可是戰(zhàn)斗機在以每小時上千公里的速度飛行時,怎么確保跟飛行員想要做出的機動狀態(tài)一致?這需要一個強大的電傳操作系統(tǒng),系統(tǒng)計算機能夠自動識別飛行員發(fā)出的動作指令和發(fā)動機矢量方向應該改變的角度,復雜啊……
直到俄羅斯充分吸取了印度花式摔飛機的經(jīng)驗教訓,造出了蘇35戰(zhàn)斗機后,他們的矢量發(fā)動機技術才算是最終過關。
美國作為世界上的超級大國,科技實力毋庸置疑很先進,他們的F22戰(zhàn)斗機上也是應用了矢量發(fā)動機技術,現(xiàn)在的低配版F35出于成本等因素的考慮,放棄了超音速巡航能力,可是仍然要應用矢量發(fā)動機技術。
道理也不復雜,就是因為這個技術能讓戰(zhàn)斗機具有超機動能力,在空戰(zhàn)中會有毋庸置疑的優(yōu)勢。
昨天珠海航展上,殲十的矢量發(fā)動機技術驗證機做出了“眼鏡蛇”“落葉飄”的動作,就是在向世界展示,中國人如今能夠制造出矢量發(fā)動機了,等著看吧,超音速巡航能力還能有多遠嗎?
突破
如今,所謂的下一代戰(zhàn)斗機的四大標準,我們現(xiàn)在也做到了三項,跟美國打算滿世界推銷的F35比,已經(jīng)沒有什么太大的差異。其實島叔也好奇,我們的這些飛機成本會比美國便宜多少呢?
滑稽的事情總是有,昨天許多臺灣的朋友在網(wǎng)上就憤憤然了。
所謂的經(jīng)國號,他們用的是什么發(fā)動機?美國用在民用飛機上的……因為美國不想臺灣自己造出來太牛的戰(zhàn)斗機,于是堅決不向臺灣提供像樣的發(fā)動機。這樣他們還要跑來說,昨天殲十戰(zhàn)斗機表現(xiàn)出來的那些超機動能力,其實他們在30年前也能做得到,島叔確實無話可說。
差不多30年前吧,島叔還沒穿上軍裝那陣子,個別藝高人膽大的俄羅斯飛行員首創(chuàng)了超機動能力的鼻祖——普加喬夫眼鏡蛇動作,這個動作在空戰(zhàn)中能夠利用突然減速,讓原本占據(jù)尾追優(yōu)勢的對手一把跑過頭,成了瞄準目標。
可是這個動作除了依靠蘇27戰(zhàn)斗機的優(yōu)異氣動外形和相對強大的發(fā)動機推力,剩下的就是靠著戰(zhàn)斗機飛行員的藝高人膽大和經(jīng)驗豐富了。否則,還真就像前文說到的那樣,因為沒有足夠的推力,好像秤砣一樣摔到地上去了。
西方國家,除了“認真嚴肅”地討論這個動作好像沒有什么用之后,也只有老老實實承認,除了美國的f16氣動和發(fā)動機技術驗證機之外,只有俄羅斯的蘇27,系列戰(zhàn)斗機才能真的做得到。好在F22和F35及時出現(xiàn)了,他們的矢量發(fā)動機技術應用,終于讓超級大國板回了顏面。
就是這么回事,今天我們的軍工人員解決了上面所說的一切問題,讓我們的殲十戰(zhàn)斗機好像小燕子一樣飛來給大家看。
這足以證明,我國成功實現(xiàn)了推力矢量這一航空關鍵領域的創(chuàng)新突破。我們,站在了第一梯隊。
(文章來源:新浪網(wǎng) ?作者署名:俠客島)