歼10B使用国产推力矢量发动机进行超机动展示 -2018珠海航展

向问天

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具体说说,这个发动机在世界上什么地位。
 

saraly

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具体说说,这个发动机在世界上什么地位。
这一届珠海航展,很有意思的是,成飞不停刷屏,歼20编队一次又一次在珠海机场上空来回翻飞,而歼10B战斗机也不停的秀推力矢量喷管,谋杀了众多资深航空摄影师的快门次数,网络上大量高清大图流传,但是不少朋友还是觉得有点蒙圈,为啥看起来歼10B的推力矢量喷管和原始太行发动机喷管没啥两样,都一样尺寸,地面停机下垂也不明显,不像俄罗斯苏35战斗机粗长的喷管那么醒目。



这就是歼10B的推力矢量喷管下垂图



这是苏35战斗机的推力矢量,从这个角度看下垂不明显,但是



这就是苏35战斗机的推力矢量喷管,很长吧,大家记住喷管直径大约1米



小红圈是中国歼10B推力矢量,大红圈是俄罗斯苏35设计师思路,差距很大

或许就有人问了,为何都是推力矢量喷管,中国歼10B短小这么多,而俄罗斯苏35粗长到不能接受?

从外表来看,都是圆柱形的喷管,有人就会觉得差不多,其实俄罗斯苏35这种推力矢量喷管水平设计太差,可以算世界倒数,当然和俄罗斯历史上推力矢量喷管来比还是强不少。

推力矢量这个技术其实不是新花样,50年代开始很多导弹都开始使用,但是一直到了80年代,战斗机设计师在70年代开始三代机格斗上得到的经验表明,普通三代机由于气动舵面天生的特性,舵面从20度大多就开始气流分离,到了30度几乎几乎不可用,整机最大可控迎角一般不超过30度,这严重限制了飞机机动性发挥,所以科学家就放弃了普通气动舵面控制这一个路子,将目光投射到发动机上。



典型三代机机动性虽然比二代机大大提高,但是迎角大多不差过30度

发动机有个好处就是,安装位置靠后,而且推力巨大,稍微喷管偏转一点就可以得到很大的控制力矩,这就成了新科技的一个制高点,美国俄罗斯都耗费巨资开发推力矢量技术,扁的圆的,单方向的全方向的都有,最终F22第一个使用扁平二元推力矢量喷管服役,虽然极大的提高了飞机机动性,以及隐身效能,但是带来了巨大的发动机推力损失和巨大的重量增加,即使采用了航天陶瓷技术疯狂减重,一台F119发动机推力矢量喷口加控制系统增重就超过200公斤。

美俄争霸,跟风是俄罗斯人本性,俄罗斯人在苏27上采用的扁平推力矢量技术,则遭到大败,高温燃气从燃烧室流动到喷口,圆形转方口推力损失高达14%-17%,而且发动机增重超过半吨,要知道AL-31F发动机整机才1500公斤,几乎三分之一,一架苏27使用两台推力矢量发动机的话,整机尾部就要增重1吨,为了配平机头也差不多增加1吨,全机增加2吨重量,这飞机完全废了,所以俄罗斯跪了,转向圆形推力矢量,学名叫轴对称推力矢量。



F22战斗机采用二元推力矢量,但是增重实在太多,推力损失很大

最终俄罗斯人采取了比较保守稳妥的设计,在AL-31F发动机上进行改进设计,型号改为AL-31FP发动机,设计特点是安装在喉道前的万向球形结构实现了俯仰偏转,这种设计的优点是,运动结构简单,容易实现,缺点是冷却和密封难度大,最终AL31FP发动机喷管转向部分使得发动机增重110公斤,长度增加0.4米!



可以看出,苏35推力矢量喷口运动方向是倾斜的

苏35战斗机的推力矢量采用万向接头式,由面积可调的收敛扩散喷管和可偏转的球形结构框架组成,球形结构框架安装在喉道前,通过绕万向球形接头转动收敛扩散喷管整体产生偏转得到矢量推力。

AL31FP发动机推力矢量喷管偏转轴线和垂直方向成32度夹角,偏转角度仅为15度,转向速度每秒30度,通过同步动作和差动,可以让飞机得到垂直方向和侧面方向矢量推力,这种设计也延续到了苏57战斗机上,喷管控制系统媒介为封闭在发动机控制系统中的航空油料,省事省钱。



这就是苏35发动机的推力矢量运动模式,同步动作和差动

从技术来说,俄罗斯人的推力矢量技术非常非常原始,设计师不敢在发动机喷口喉道以后做动作,所以在加力燃烧室段做的铰接,距离成飞歼10B这种平衡梁式的差2代技术,歼10B推力矢量喷管技术是在每一个做动器上的喉道和扩散一起动作,先进很多。

歼10B推力矢量喷口可以360度随便动作,比苏35设计更好些

而歼10B的推力矢量技术是作动环式的,它由矢量调节作动筒,喉道面积调节作动筒,调节环和调节环支撑机构组成,歼10B的推力矢量设计方案,和美国F110发动机上的差不多,轴对称矢量喷管有3个相互成120度的三个矢量调节作动筒,多个喉道面积调节作动筒,可以360度全方位偏转,最大偏转角速度60度每秒。



这是中国一个推力矢量方案,和歼10B大体相似稍有小小不同

按照某些资料的说法,按照推力矢量设计准则,俄罗斯方案完全不合格,推力矢量设计大体有以下要求:

矢量偏转角度应该达到20度,偏转后发动机性能损失小,稳态和过渡态矢量对发动机节流无限制,外形尺寸小,矢量对飞机尾翼无干扰,俯仰矢量推力最大应该达到20%的发动机加力推力,偏航矢量推力最大应该达到10%加力推力,俯仰变化率最大60度每秒,偏航则为30度每秒,控制系统特性应该满足推力矢量喷管动静特性要求。



发动机推力矢量偏转角度,和偏转快慢都很有讲究

按照这个标准来说,苏35的推力矢量严重不达标,主要体现在偏转角度小,只有15度,而且外形尺寸大,高速飞行偏转带来阻力过大,俯仰变化率也不够快。

实际上来说,歼10B推力矢量技术完爆苏35推力矢量技术,增重预计40-50公斤,对发动机和整机影响极小,而且喷管寿命很长。
 

leo lau

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具体说说,这个发动机在世界上什么地位。
殲10B矢量驗證機 人類首次單發矢量戰鬥機飛行表演,輕鬆玩眼鏡蛇機動
 

saraly

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具体说说,这个发动机在世界上什么地位。
还有一篇文,说的比较明确。
全世界能够研发矢量发动机的只有三四个国家,这三四个国家是美、俄、中、英。但是,拿出来公开在航展上展示的单发型矢量喷管发动机的战斗机,却只有中国一家。

美国的矢量喷管验证机有3种,一种是F15版一种是F16版,还有一种是纯矢量验证机X31。

最后是将F15矢量喷管研究成果用在了F22上,抛弃了单发型的矢量喷管技术,而X31是一种燃气舵验证机,严格的说不能叫矢量喷管。而F16V从来没在航展上露过面。

俄罗斯的双发矢量喷管验证机很多,都是双发。

英国也有,在EJ200发动机上试验过矢量喷管,但是没装上飞机。

世界上尝试过把鸭翼和矢量发动机装一起的目前只有美国的X31和这架歼十B,而美国的X31的矢量发动机是用扰流板实现的,也就是很简单的“燃气舵”,和日本的心神上装的矢量发动机形式一样都是“燃气舵”,不具备实际服役的可能,仅仅是验证而已,歼十B上装的是aven全向矢量,推力损失小,实用性强,美国在F16上做过同样的实验。而且X31的鸭翼也比较歼十B小很多,所提供的力矩也没那么大,然而根据美国军方的说法X31仍然表现出了惊人的机动性,咱们这架歼十B会有怎样的表现?是不是太惊人了?

所以,装一台正经八本的矢量喷管发动机的只有中国的歼十B(有人叫歼十D)敢于在世界级的航展上拿出来显示,独此一家。

艺高人胆大!艺高机也胆大!

这架歼十B矢量喷管的扩散收敛叶片“歪扭”状态

什么是单发型?就是只有一台发动机的飞机就是单发型,所以,这次是中国先于全世界各国首先在公开场合和航展上展示单发型矢量发动机的战斗机,给人以无限期待和惊喜。







歼十B矢量型首次公开展示在军迷群里都炸了,好评如潮!

挑几句摘录如下:

--会不会有眼镜蛇机动上演呢?

--微博上说会有眼镜蛇机动飞行表演。

--今年航展一大亮点,看谁还说没有看头

--没记错的话,这应该是太行定型十多年来首次参加珠海航展飞行表演,可喜可贺!

--这个和美军一样的,矢量发动机都是先按在单发飞机上,便于试验数据收集,F35的矢发也是先找一架F16试验的,专门为歼十装备矢量没必要。




--尾旋试验的支架还在。

说明这一版本的矢量太行已经能大规模用,就是不知道最大推力有多少?

故障率高可靠性低的发动机特别是装在单发战机上面的是不可能参加航展的就更别说进行飞行表演了。

--我怎么都数出来的都是14片菊?(注:暗指是不是装了涡扇15发动机)

--以后生产的歼10c会不会不用毛发了,直接用太行?

--希望以后生产的歼10/歼20都能用上。

--哈哈哈哈哈,我倒是看看那些拿歼10来说国发不行的家伙脸肿不肿!

--一不小心就给你们来一个大惊喜!



所谓外行看热闹,内行看门道。

这架1034号歼十B曾经身负重大使命,让我们仔细看看他的真面目。

这架歼十B的重大使命:就是为了歼20

道理非常简单,这架歼十B的矢量喷管仅从外观上看就是一种为了隐身战斗机的尾喷管设计和研发的,而我们目前知道的国产三代机和三代半战斗机都不是隐身型的,完全没有必要单单为尾喷管进行隐身设计。

那只有一种可能,就是为了歼20设计的。

另外,设计的年代应该是在歼20首飞前,歼20设计的几大分系统之一就是尾喷管隐形,它是歼20整机隐形设计的重要组成部分,关系到歼20整体设计的成败,所以必须在尾喷管隐形验证成功后才会作为启动歼20项目的要件之一进入歼20的整机设计。

歼20既要尾喷管隐形,还要尾喷管有矢量机动的能力。

歼20隐形加超机动性这两项四代战斗机必有的性能成败的重大使命都集中在歼20的尾喷管上,可谓至关重要,意义重大。

说白了,这架歼十B肩负着为歼20验证超机动性能和隐身性能的重大使命,它要搞不成了,歼20就不会上马。

从最基本的逻辑来分析:

1.歼20就是为对抗F22和F35而设计的,所以从一开始隐形和超机动性就是头等重要的设计目标,不成功歼20项目就不能启动,至少是整机工程立项不会批准。

2.歼十B矢量喷管成功后才会有歼20的成功,它们之间的关系密不可分。

3.中国空军对歼20是非常满意的,说明歼20达到了设计指标。

所以,歼十B隐形、矢量和高机动喷管对歼20的成功,功不可没。



网上流传的这幅漫画一开始大家都还怀疑真实性,现在已经得到验证

文字特别提示歼20装矢量喷管是很早以前的事,而歼十早就给歼20试验验证过了,歼十B矢量隐形喷管本次在珠海航展曝光应该说再次被证实了工程节点和进展过程。
 

美国车

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鹞式的飞马发动机不是矢量发动机吗?旋转角度超大啊。
 

saraly

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鹞式的飞马发动机不是矢量发动机吗?旋转角度超大啊。
原理上并没有区别,都是通过改变喷气方向来改变推力方向,但目的和具体设计是有很大不同的。
鹞式采用手动控制,目的是为了垂直/短距起降,在空战机动中并不使用推力矢量;
歼10B和F-22采用推力矢量与飞控计算机相交联,由飞控计算机计算后进行控制,目的是超音速配平和获得更高的机动性。
 

Anakin

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单发做cobra, J turn, falling leaves:zhichi:
 

Blu_water

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原理上并没有区别,都是通过改变喷气方向来改变推力方向,但目的和具体设计是有很大不同的。
鹞式采用手动控制,目的是为了垂直/短距起降,在空战机动中并不使用推力矢量;
歼10B和F-22采用推力矢量与飞控计算机相交联,由飞控计算机计算后进行控制,目的是超音速配平和获得更高的机动性。
遇到高人了,谢谢科普:):zhichi:
 

Jay Wang

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楼上几位都是技术达人啊
 
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