殲20或已經完成推力矢量噴口集成工作
近日有消息說殲20戰鬥機或已經完成推力矢量噴口集成技術驗證工作。這表明殲20換裝WS15渦扇發動機的時候也會同步換上推力矢量噴口,進一步增強飛機作戰能力。
殲20戰鬥機是中國空軍針對2020年之後空戰環境研製第五代隱身戰鬥機。早在立項的時候,相關單位就將推力矢量作為飛機一個重要技術來發展,不過飛機配套WS15發動機、推力矢量噴口發展速度明顯跟不上主機發展。因此相關單位決定殲20分為兩步發展,第一步即A狀態-殲20A戰鬥機,配備現有發動機,目前殲20A戰鬥機已經交付列裝。第二步配備WS15發動機和推力矢量噴口達到完整技術狀態,海外資料認為它的編號應該是殲20B戰鬥機。
中國從上世紀80年代開始發展推力矢量技術,中國戰鬥機技術人員認為推力矢量噴口可以有效擴展飛機飛行包線,讓戰鬥機具備過失機動能力,這樣可以用更快速度將對方納入到機載武器攻擊範圍,達到一擊必殺的效果。另外推力矢量還可以提高飛機短距起降能力,讓飛機能夠從更短跑道起飛,部署靈活性更高。當然推力矢量技術難度也非常大,過失機動條件下飛機內、外氣流變化複雜,對於飛機氣動、操縱、發動機等都提出了極高要求。另外現代噴氣發動機尾流溫度也非常高,推力矢量機械結構在高溫高壓環境下長時間工作,對於材料、工藝等方面要求也非常嚴格,因此推力矢量噴口實現起來難度非常大,就是發達國家例如美國、俄羅斯也是在新世紀才實現推力矢量實用化。
蘇35戰鬥機是中國空軍第一種採用推力矢量技術的戰鬥機
進入90年代中國相關單位在推力矢量領域取得了初步突破,在飛機氣動設計、飛行控制、發動機和風洞試驗等方面取得一批技術成果,為以後發展打下了堅實的基礎。不過受到當時國內經濟技術條件限制,相關單位推力矢量研究僅局限在地面技術攻關和模型驗證方面。進入新世紀,中國相關單位將推力矢量研究向實機和空中轉移。經過研究論證,相關單位選擇1架殲10B戰鬥機作為推力矢量技術驗證機。這架殲10TVC技術驗證機換裝了國產WS10改進型發動機,配備了國產推力矢量噴口。這架飛機在地面完成了氣動設計、進氣道/發動機匹配、飛控/發動機控制一體化控制等多個領域技術驗證。在此基礎上成功實現首飛,此後殲10TVC技術驗證機在試飛之中進行了迎角擴展、戰術收益評估等領域驗證飛行。尤其需要指出的是殲10TVC戰鬥機還參加了2018年珠海航展,進行了精彩的飛行表演,技驚四座,它表明中國已經掌握了推力矢量噴口技術。在殲10TVC成功基礎上,中國相關單位開始着手為殲20戰鬥機加裝推力矢量噴口。根據相關資料,殲20戰鬥機在2015年進行了縮比模型風洞試驗。在風洞之中模擬飛機飛行及迎角狀態,為飛機實機改裝積累了經驗。外界推測這個研究應該是為WS15發動機加裝推力矢量噴口,從而讓殲20戰鬥機具備更好的過失機動和空戰能力。
2018年珠海航展,殲10TVC技術驗證機進行飛行表演
殲20達到完整技術狀態或已可期待
儘管殲10TVC技術驗證機採用軸對稱推力矢量噴口,不過從相關資料來看,國內相關單位更加傾向二元推力矢量噴口,這種噴口也用於F22戰鬥機。按照相關單位的看法,二元推力矢量噴口更容易與飛機實現一體化設計,提高飛機隱身性能,這是它最為吸引人的地方。另外它可以降低飛機後部阻力,降低飛機紅外信號特徵。當然它的缺點就是重量和體積相對較大,影響飛機飛行性能,不過從發展角度來看,二元推力矢量噴口前途更大一些。
我們第六代戰鬥機或許也是這樣的無垂尾戰鬥機
殲20戰鬥機換裝WS15發動機和推力矢量噴口之後,整體作戰能力將會再向前邁進一大步。優異的隱身性能加上強大過失機動性能,讓它能夠在超視距空戰和近距格鬥空戰之中全面占優勢。在此基礎上還可以為未來第六代戰鬥機做好技術準備,例如採用推力矢量實現無垂尾設計,實現全頻全向隱身。