來源:海事先鋒
殲-20戰(zhàn)斗機是我國的第五代隱身戰(zhàn)斗機,技術(shù)性能非常先進,甚至可以稱之為世界領(lǐng)先。
但是長期以來,殲-20都面臨一個很大的問題,就是發(fā)動機性能不足。殲-20的發(fā)動機是渦扇-10B,他的推力是14噸,在世界上也是排名前列的,但是和美俄的第五代戰(zhàn)斗機發(fā)動機比起來,還是差了一些。
圖為殲-20,戰(zhàn)斗機展示機動性,他的發(fā)動機雖然性能有限,但是氣動設(shè)計非常先進。
圖為大仰角飛行,拉出渦流的殲20戰(zhàn)機。
比如說,美國F-22A戰(zhàn)斗機用的F-119發(fā)動機,推力為15.5噸,而且有二維矢量能力,俄羅斯蘇-57戰(zhàn)斗機使用的117S發(fā)動機,推力為14.5噸,有三維矢量能力,俄羅斯還正在為蘇-57研發(fā)新一代發(fā)動機,也就是產(chǎn)品-30發(fā)動機,推力達到了18噸,依然使用三維矢量,而且要在2020年裝在蘇-57上進行首飛測試。
圖為俄羅斯的蘇-57戰(zhàn)斗機。
蘇-57目前搭載的就是圖中的117S發(fā)動機,是一種機械非常笨重的發(fā)動機,數(shù)字化程度不高。
相比而言,殲-20裝備的渦扇-10B發(fā)動機,無論是推力還是矢量能力,都落在了美俄五代機之后,這影響了殲-20先進性能的發(fā)揮。為此,殲-20戰(zhàn)斗機使用了許多方式進行彌補,比如使用全動垂尾來彌補沒有矢量能力的缺憾,全動垂尾可以在飛機進行轉(zhuǎn)向操作時,增加飛機的尾部控制能力,實際上縮小了飛機的穩(wěn)盤、瞬盤半徑,提升了爬升率,也增強了高速飛行能力。
殲-20戰(zhàn)機使用鴨翼布局,就考慮到發(fā)動機推力不足下,使用鴨翼布局以提高飛機的整體升力。鴨翼如何提高飛機的升力?現(xiàn)代飛機的重心都非??亢?,因為發(fā)動機位于飛機尾部,因此飛機在飛行中需要犧牲掉部分推力來抑制機頭的自然上仰,而且這個控制力在飛機尾部完成,耗力較大。鴨翼布局的飛機,鴨翼本身及其操控機構(gòu)的重量對發(fā)動機有一個平橫,飛機的重心前移,可以平穩(wěn)飛行,飛機鴨翼和主翼都可以產(chǎn)生升力,也就節(jié)省了飛機發(fā)動機的推力。
圖為F-119發(fā)動機,有二維矢量噴口。
圖為F-135發(fā)動機,是世界上推力最大的戰(zhàn)斗機發(fā)動機,裝備于F-35戰(zhàn)斗機。
換言之,殲-20戰(zhàn)斗機為了換取高機動性、超音速機動能力以及超音速巡航能力,在原本的氣動設(shè)計上進行了諸多修改和提升,這才換來了整體性能對美俄五代機的超車。然而,如果我們有更大推力的發(fā)動機,就不需要考慮這么復(fù)雜,只需要更換發(fā)動機就可以了,那么殲20可以直接更換渦扇-15嗎?因為三大問題的存在,所以答案是否定的。
圖為正在殲-10B上測試的我國新型軸對稱隱身三維矢量發(fā)動機。
圖為渦扇-10B發(fā)動機,是目前我國推力最大的發(fā)動機。
渦扇-15發(fā)動機是殲-20未來的目標發(fā)動機,他的推力為18噸,擁有三維矢量能力,目前其矢量尾噴正在一架殲-10B戰(zhàn)斗機上進行測試,完成測試后才能裝上殲-20戰(zhàn)機。但是渦扇-15發(fā)動機必須裝在新生產(chǎn)的殲-20戰(zhàn)機上,因為首先,渦扇-15發(fā)動機無論是尺寸、重量還是直徑,都和現(xiàn)在的渦扇-10B大不相同,渦扇-15的直徑更大、重量更重、尺寸更大,拆掉渦扇-10B發(fā)動機騰下的空間是容不下渦扇-15的。
圖為我國渦扇-15發(fā)動機設(shè)想,展示在珠海航展上。
其次,飛機重量的變化,尤其是尾部重量的變化,對于飛機的整體平衡性有很大的影響,需要對飛機進行全面的重新測試。新的發(fā)動機帶來了新的使用性能,這都需要繼續(xù)試飛測試來取得數(shù)據(jù),比如新的瞬盤、穩(wěn)盤、機頭指向性、爬升率、巡航速度、最大速度、使用升限、航程等,都會和使用渦扇-10B的殲-20完全不同,因此需要進行科學(xué)的測試。
再次,換裝渦扇-15后,飛機就取得了三維矢量的能力,這樣,飛機的飛控和數(shù)字化操作系統(tǒng)都需要進行對應(yīng)的改進,飛控系統(tǒng)還需要重新編寫,否則飛機無法適應(yīng)新的三維矢量尾噴也是個問題。以上問題都需要在長期的測試后才能夠解決,這個時間短則1年,長則三五年都是可能的。所以,現(xiàn)役的殲-20無法升級為完整的殲-20,等到渦扇-15出現(xiàn)后,完整性能的殲-20戰(zhàn)斗機才能投入生產(chǎn),我們一起靜靜等待他的出現(xiàn)吧。