發動機一直是我國航空工業的心臟病,近年來也是我國着力攻堅的方向。對於隱身戰鬥機來說,除了發動機的動力外,還有一個隱身矢量噴管的問題!中國殲20目前採用的是無矢量噴管的發動機,在機動性上與美國F22戰鬥機還存在一定的差異,雖然未來可能裝備俄式的三元矢量噴管,但是隱身效果等與美國F22的二元噴管相比又要打些折扣。
其實,中國目前也在研製二元噴管,積極地為未來改進改型做準備。在一篇論文中就顯示了我國二元矢量噴管的原型照片,這說明我國並不是只從購買蘇-35戰鬥機這一個途徑獲取矢量發動機。
二元矢量噴管的代表就是美國的F22戰鬥機。
二元矢量噴管結構簡單,噴口截面呈長方形,導流板能上下20度左右的擺動,並能夠改變開口大小,這令F22戰鬥機的機動性傲視一切使用常規噴口的戰鬥機。同時,二元矢量噴口對於密封性和隱身性也非常適合,是第五代隱身戰鬥機的良好選擇。
二元噴管雖然有這麼多好處,但是其動力損耗比較大,因為從發動機中的圓形尾流壓縮成方形尾流,有一定量的能耗損失。不過美國人是憑藉自己“只要發動機推力大,板磚也能飛上天”的理念,為這個噴管配備了強大動力的航空發動機,所以根本不在乎能耗損失。
俄羅斯也曾經在蘇霍伊戰鬥機上試驗過二元矢量噴管,但是最終由於技術落後導致整個噴管結構複雜,重量超標,不得不又回到圓形噴管的傳統路子上,開發了圓形的三元矢量噴管。
相比二元矢量噴口,蘇-35戰鬥機的三元噴管可以全向旋轉,動力損失也比二元矢量噴口要少一些,也造就了該機超強的大迎角機動性。
但是,這種噴管製作工藝複雜,活動部件繁多,密封性等問題比較多,零件之間容易磨損,壽命上比不上二元噴管。
回到中國的殲20戰鬥機上,選擇怎樣的噴管是一個問題!雖然目前我們採用的是沒有矢量能力的普通噴管,只是進行了一定的隱身處理,但是未來肯定會在二元或者三元噴管中選擇一種。
作為隱身戰鬥機,最好是選擇隱身性能好的二元噴管,但是面對13%左右的動力損耗,對於我們發動機本來就動力不足的實際情況,這不得不是一個嚴重的問題!
或者選用三元矢量噴管,並進行隱身化處理,雖然不如二元噴管隱身效果那麼好,但能夠保證較好的動力,對機動性是有益處的。只是這個噴管加工工藝要求非常高,可靠性高和飛行安全問題還需要進一步攻破!
所以,未來在殲20戰鬥機改進上,使用怎樣的噴管還是要看發動機,發動機達標了,動力上去了,當然使用F22的同款二元噴管。如果發動機的動力不足,那麼為了飛行性能不降低,也只有使用三元噴管,並加強工藝方面的研究,以確保噴管可靠性了!