近日，美國《防務新聞》網站報道稱，中國軍事刊物首次公開披露了殲-10B已經換裝新型矢量推力發動機的消息。從明顯不同於俄制AL-31FN發動機的外形來看，這是第一種真正實現裝機試飛的國產新型矢量推力發動機，是中國航空發展史上具有里程碑意義的事件。

　　那麼，這種首次裝機試飛的國產新型矢量推力發動機與國外出現的型號有哪些不同？殲-10這種輕型戰鬥機換裝矢量推力發動機又有何意義和作用？

　　國外矢量推力發動機的發展

　　矢量推力發動機的關鍵技術在於矢量推力尾噴管的設計和製造，而其他部分，如風扇、壓氣機、燃燒室和渦輪等其實與常規渦扇發動機並沒有太大的不同。由於矢量推力尾噴管是矢量推力發動機的關鍵部分，所以一定要進行整體布局的論證和設計，並不是隨便拿來一台常規渦扇發動機裝上矢量推力尾噴管就能成為可以實用化的矢量推力發動機。

　　目前，國外發展的矢量推力尾噴管主要為機械調節型和流體控制型兩大類。前者的技術已經比較成熟，達到了實用化要求，而後者還在原理和結構的論證探索中。不過，一旦後者能夠實現實用化，那麼就會很快取代前者的主流地位。而在機械調節型矢量推力尾噴管中，又繼續細分為非軸對稱型、二元型和軸對稱型三類。非軸對稱型主要採用折流板或燃氣舵實現矢量推力，代表型號為美國F-18 HARV、美德X-31以及日本“心神”等技術驗證機。其實，這一矢量推力技術在各型導彈所使用的固體火箭發動機中應用最為廣泛。

　　美國F-22A所採用的F119渦扇發動機採用二元收斂/擴散尾噴管

　　二元型矢量推力尾噴管的代表型號就是美國F-22A所採用的F119渦扇發動機的二元收斂/擴散尾噴管，其只能實現俯仰±20度的偏轉，且重量較大、密封要求高，但是隱身性能更好。因此，在很多軍事愛好者看來，未來我國殲-20戰機在改進中也應該採用類似的二元收斂/擴散矢量推力尾噴管。軸對稱型矢量推力尾噴管則是目前使用最為廣泛的矢量推力尾噴管，主要裝備在俄制蘇-30MKI、蘇-35、蘇-57戰機以及米格-29 OVT技術驗證機上。

　　其實，蘇/俄和美國都曾經對二元型、軸對稱型兩種矢量推力尾噴管進行過長期的技術攻關和研發。最終，兩國在實用化道路上選擇了兩個方向：蘇/俄主攻軸對稱型兩種矢量推力尾噴管，而美國在F-22A戰機上採用二元型矢量推力尾噴管。

　　中國矢量推力尾噴管技術的探索

　　我國航空工業在矢量推力尾噴管技術研發上的起步相比蘇/俄和美國都要晚一些。不過，得益於同俄羅斯方面的航空技術交流，我國從一開始就將主要研發方向放在了軸對稱型矢量推力尾噴管上。但是，因為研究基礎較為薄弱，我國航空工業在軸對稱型矢量推力尾噴管技術的研發上並不順利、進展較為緩慢。也就在這一時期，俄羅斯方面推出了配裝有軸對稱型矢量推力尾噴管的AL-31FN渦扇發動機，並且頻頻在國內舉辦的北京航展和珠海航展上展出，意圖獲得中方的訂單，將其裝備在殲-10系列輕型戰鬥機上。

　　配裝有軸對稱型矢量推力尾噴管的AL-31FN渦扇發動機

　　從商業角度來看，作為中國軍方航空發動機的主要供應商之一，俄方航空企業的這一舉動也是想搶在競爭對手——中航工業之前，占得軸對稱型矢量推力發動機這一市場空白的先機。但是，正如筆者在前文提到的那樣，只是為常規渦扇發動機換裝矢量推力尾噴管這種簡單粗暴的做法未必行得通。況且，俄方航空企業也得不到殲-10戰機的樣機。這就使得AL-31FN改進型矢量推力發動機有幾個致命的缺陷：首先，其尾噴管前段加裝了大尺寸作動筒整流罩，這一變化將導致殲-10戰機的後機身要進行重新設計以滿足發動機的安裝要求；其次，後機身相應加粗後，殲-10戰機的飛行阻力，尤其是誘導阻力將大幅增加，並且矢量推力尾噴管比常規收斂/擴散尾噴管更重，會導致機身重心有所變化，必須重新編寫飛控軟件；最後，實現矢量推力的調節片尺寸過長，必然會與殲-10戰機的垂尾和尾錐發生干涉。

　　所以，存在以上諸多缺陷的AL-31FN改進型矢量推力發動機並沒有獲得中國軍方的認可，自然也沒有得到訂單。中國軍方後續採購的發動機採用常規收斂/擴散尾噴管的AL-31FN。此後，AL-31FN改進型矢量推力發動機便逐漸在中國國內航展上消失，取而代之的是配裝在蘇-35戰機上的117S矢量推力發動機。顯然，俄方航空企業又開始想藉助中國軍方採購蘇-35戰機的時機，推銷117S矢量推力發動機，分得一部分殲-11系列戰機甚至殲-20戰機配套發動機的市場份額。

　　雖然俄方航空企業推銷AL-31FN改進型矢量推力發動機的企圖無果而終，卻給國內航空發動機研發單位帶來了意外之喜。因為，這型發動機所採用的矢量推力尾噴管在結構布局設計上與蘇-30MKI戰機使用的AL-31FP和蘇-35戰機使用的117S有很大的不同，更適用於單發戰鬥機，為國產新型發動機的矢量推力尾噴管研發提供了可借鑑的設計思路。

　　AL-31FP和117S兩款發動機採用的矢量推力尾噴管採用整體偏轉方式，即在尾噴管與加力燃燒室之間有一個由機電液壓作動機構驅動的轉動環。這個轉動環既是使尾噴管轉動的主要動力來源，也是用於過渡和保持高溫高速噴流氣體密封的重要部件。而AL-31FN改進型矢量推力發動機所採用的尾噴管採用分段偏轉方式，即尾噴管前端的收斂段保持不動，後部的擴散段採用偏轉作動機構。與前者相比，AL-31FN改進型發動機的矢量推力尾噴管重量要小一些，偏轉角度更大，而且偏轉速度也更快。

　　在目前已經曝光的殲-10B戰機所配裝的新型發動機矢量推力尾噴管設計上，我們可以看到，其同樣採用了類似於AL-31FN改進型的結構布局，即收斂段不動、擴散段偏轉。而且為了避免與尾錐發生干涉，我國航空工業設計人員一方面對尾錐進行修型，下部很明顯被削掉一塊，另一方面，將原來擴散段的調節片長度縮短，並且採用兩級偏轉作動機構。

　　也就是說，當尾噴管進行推力轉向時，擴散段前調節片先偏轉一個較小的角度，再由後調節片進行二次偏轉，達到預想的效果。這樣，不僅較為完美的解決了尾錐干涉問題，還使得作動機構的尺寸大大減小，保持了發動機後部到尾噴管直徑的一致性，避免了飛行阻力增大的問題。

　　當然，殲-10B戰機採用的這種新型矢量推力尾噴管也不是完美無缺的。由於控制尾噴流轉向主要使用的是擴散段，推力損失要比整體偏轉式的矢量推力尾噴管要更大，在超音速飛行狀態下尤為明顯。而且，這種尾噴管所採用的兩級偏轉作動機構也更加複雜，雖然尺寸有所減小，但是總重可能會相應增大。這些對於殲-10B戰機來說也都屬於相對不利的影響，需要想辦法予以克服。相信後續的改進會隨着驗證試飛的深入而逐步實施。

　　殲-10換裝矢量推力發動機意義何在

　　從此前國外發展情況來看，為單發戰機換裝矢量推力發動機早已有之，比如美國F-16 VISTA和美德聯合研製的X-31技術驗證機等。但是，最終批量生產和服役的矢量推力戰鬥機都是雙發戰鬥機，如F-22A、蘇-30MKI以及蘇-35等。而F-35B戰機雖然採用了F135矢量推力發動機，卻主要用於垂直和短距起降，並不能在空戰中使用，因此不能算是真正的矢量推力戰鬥機。那麼，究其原因，一方面是因為單發戰鬥機換裝矢量推力發動機後帶來的推力損失和重量增加等不利因素的影響很大，相比矢量推力所帶來的較為有限的性能提升，往往有些得不償失。另一方面，雙發戰鬥機可以利用兩個矢量推力尾噴管的差動來實現更高的滾轉速度，這在空戰中是非常有利的，而單發戰鬥機就做不到這一點。

　　再進一步說，大多數單發戰鬥機的近距格鬥機動性能其實都很出色。比如，在我軍舉行的異型機近距格鬥對抗中，殲-10與殲-11較量基本上是勝多敗少。而中泰兩國空軍聯合演習中，泰國空軍裝備的JAS-39“鷹獅”戰鬥機面對我國空軍蘇-27SK戰鬥機，進入到近距格鬥階段也並不吃虧。所以，換裝矢量推力發動機、進一步提升格鬥機動性能並不是單發戰鬥機所急需的。

　　反過來，從美國F-16、我國殲-10、瑞典JAS-39以及中巴聯合研製的JF-17等單發戰機的發展可以看到，除了繼續提升航電系統的性能外，增加作戰半徑（解決“腿短”的問題）和有效載荷（解決掛載彈藥和設備較少的問題）也是非常必要的改進內容。所以，現在我們看到殲-10B換裝新型矢量推力發動機試飛，應該主要還是在於技術驗證的需要。今後是否會為新生產或者已經服役的殲-10系列戰機裝備矢量推力發動機，還是應該看軍方的需要以及實際測試結果如何，才能做出最後的決定。