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【解局】珠海航展上中国战机的这个动作,牛在哪?

来源:侠客岛

作者:千里岩

2018-11-07 10:29:11

昨天珠海航展上,最吸引眼球的,莫过于一架歼-10B推力矢量验证机,拖着长长的彩色烟雾,做出了“落叶飘”“眼镜蛇”等一连串飞行动作。

其中,15分钟表演,3次眼镜蛇动作,堪称震撼。岛叔昨天点开了几个现场视频,极富视觉冲击的飞行画面搭配着现场观众的惊呼声,生怕错过每一个细节。

不过,对于一些非军迷来说,这一切似乎有些让人摸不着头脑。在岛叔刷微博的时候,就看到了不少网友问,这个飞行表演究竟厉害在哪?

厉害在哪?我们一点一点说。

 

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机动性

飞行动作如此飘逸,离不开来发动机的功劳。这次立功的矢量发动机,有多牛?

岛叔可以很淡定地告诉大家,在目前人类物理学和工程学能够落到实践的范围内,这基本上算是顶峰了。

虽然理论很枯燥,但是岛叔还是要稍稍介绍下。按照空气动力学原理,飞机之所以能飞起来,主要是靠着机翼两侧的压力差,飞机往前飞的越快,压力差就越大,升力就会越大。

不过,一个作战飞机要是只是傻乎乎使劲往前飞,显然是不够的。毕竟涡轮发动机再牛,能让飞机飞多快?赛得过屁股后头火箭发动机推动的导弹吗?更何况如果敌人太灵活,你都瞄不准人家,还怎么进行战斗?

现实的飞行作战场景是,由于速度是矢量有叠加,即使飞机朝后发射导弹,那也很不容易对付从尾部靠近的敌人。于是乎,尾追几乎是永恒的优势方位。

但是,如果飞机不是乖乖地往前飞,而是在空中上蹿下跳,这件事情就危险了。万一一个升力不足,可能就要摔到地上去……当然了,飞机不是直接摔到地上,而是先经过一个危险的螺旋。在这个过程中,经验老练的飞行员还有可能改出这个状态,新手就只有悲剧了。

这个时候,如果飞机能够在正常的飞行中获得其他方向的力,那么除了很容易在空中实现上窜下跳的灵活动作之外,想从这种失速的状态中改出也要容易了很多。这就是飞机提高机动性的重要所在。

而提高机动性的关键,就在发动机。

所谓四代机,“超机动性”、“超音速巡航”、“隐身能力”和“超强战术态势感知和执行能力”。隐身,不多说了,超强战术感知能力和执行能力是电子技术问题。超音速巡航和超强机动能力都得看发动机技术。

发动机

发动机,无论从体积还是重量上来看,基本上是飞机最大的系统。

发动机怎么才能提供足够大的推力?把发动机造的足够大呗。但是这么一来,系统重量也就上去了,性价比就差很多。发动机就是要尽可能以小的系统重量实现最大的推力,即最佳“推重比”。

说起来容易,喷气发动机的涡轮叶片和轴承,可是要在上千度高温下,以每秒钟几十万转的情况下运转。这种工况下,发动机功率每提高百分之一,需要付出的代价都是成倍的。

现在,美国的发动机已经被逼得用了“单晶叶片”。一般的金属是一大堆小晶体的集合,因此物理性能不咋样。如果能确保整个金属制件是一个有序的晶体,显然物理性能会极大提高。可是,制造的成本和制造难度也在成倍的增加。

目前,我们新一代歼击机的发动机还暂时没法实现足够大的推力,让飞机能够在超音速情况下实现常态巡航,仍然需要依靠开加力实现。

那么超机动能力呢?

这个实际上就是主要是看矢量可变发动机的本事了。推力在物理学上是一个矢量,既有大小也有方向。推力的大小由发动机核心部分决定,但是实现推力方向的改变,就是看尾喷口调节改变方向的技术了。

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最先实现矢量发动机应用的是俄罗斯的苏30MKI,从这个编号来看,这是俄罗斯当年卖给印度的一批战斗机,我们中国买来的是苏30MKK,没有这个功能。在国际上好多人,因此得意了一阵子,看看吧,中国花钱买苏30战斗机,还是没有买到矢量发动机技术。

不过印度买的这批战斗机表现还真不咋地,经常花样摔飞机,原因何在?还是矢量发动机技术不过关……

想想看吧,一个能产生十几吨推力的气流以上千度的高温快速流过,你想调节它的方向,这个发动机的喷口材料该有多么强韧,调节喷口方向的机械装置得有多么强劲可靠?

事情还没有完。即使发动机的喷口可以调节了,可是战斗机在以每小时上千公里的速度飞行时,怎么确保跟飞行员想要做出的机动状态一致?这需要一个强大的电传操作系统,系统计算机能够自动识别飞行员发出的动作指令和发动机矢量方向应该改变的角度,复杂啊……

直到俄罗斯充分吸取了印度花式摔飞机的经验教训,造出了苏35战斗机后,他们的矢量发动机技术才算是最终过关。

美国作为世界上的超级大国,科技实力毋庸置疑很先进,他们的F22战斗机上也是应用了矢量发动机技术,现在的低配版F35出于成本等因素的考虑,放弃了超音速巡航能力,可是仍然要应用矢量发动机技术。

道理也不复杂,就是因为这个技术能让战斗机具有超机动能力,在空战中会有毋庸置疑的优势。

昨天珠海航展上,歼十的矢量发动机技术验证机做出了“眼镜蛇”“落叶飘”的动作,就是在向世界展示,中国人如今能够制造出矢量发动机了,等着看吧,超音速巡航能力还能有多远吗?

突破

如今,所谓的下一代战斗机的四大标准,我们现在也做到了三项,跟美国打算满世界推销的F35比,已经没有什么太大的差异。其实岛叔也好奇,我们的这些飞机成本会比美国便宜多少呢?

滑稽的事情总是有,昨天许多台湾的朋友在网上就愤愤然了。

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所谓的经国号,他们用的是什么发动机?美国用在民用飞机上的……因为美国不想台湾自己造出来太牛的战斗机,于是坚决不向台湾提供像样的发动机。这样他们还要跑来说,昨天歼十战斗机表现出来的那些超机动能力,其实他们在30年前也能做得到,岛叔确实无话可说。

差不多30年前吧,岛叔还没穿上军装那阵子,个别艺高人胆大的俄罗斯飞行员首创了超机动能力的鼻祖——普加乔夫眼镜蛇动作,这个动作在空战中能够利用突然减速,让原本占据尾追优势的对手一把跑过头,成了瞄准目标。

可是这个动作除了依靠苏27战斗机的优异气动外形和相对强大的发动机推力,剩下的就是靠着战斗机飞行员的艺高人胆大和经验丰富了。否则,还真就像前文说到的那样,因为没有足够的推力,好像秤砣一样摔到地上去了。

西方国家,除了“认真严肃”地讨论这个动作好像没有什么用之后,也只有老老实实承认,除了美国的f16气动和发动机技术验证机之外,只有俄罗斯的苏27,系列战斗机才能真的做得到。好在F22和F35及时出现了,他们的矢量发动机技术应用,终于让超级大国板回了颜面。

就是这么回事,今天我们的军工人员解决了上面所说的一切问题,让我们的歼十战斗机好像小燕子一样飞来给大家看。

这足以证明,我国成功实现了推力矢量这一航空关键领域的创新突破。我们,站在了第一梯队。

[责任编辑:杨凡、赵国徽]

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