歼十的矢量喷管是不是有所世界头号的水平呢?

  出品:科普中国

成功抢走歼-20的风头,这架歼-10凭啥这么秀?

问题:歼十的矢量喷管是否拥有世界一流的水平呢?

  作者:李小白

今天是珠海航展正式开幕的第一天。明星机歼-20、运-20都进行了飞行表演。但最吸引眼球的却已经不是歼-20,而是一架歼-10B
TVC!

回答:

  策划:毕孝斌

TVC就“矢量推力控制”的英文缩写。歼-10B
TVC在15分钟的飞行表演里大秀超机动性能,大家先看下面的动图一睹为快。

歼10BTV
c失量喷管验证机的亮相向世界昭示,中国人的矢量发动机技术己经能够大大方方的展示出来了。

  监制:光明网科普事业部

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所以说乐观估计世界第二,但是最悲观的估计也就是世界第二。

  今年的中国国际航空航天博览会(简称中国航展)是中国航展迄今规模最大的一次,此次航展亮相了大量的尖端武器装备,涵盖了海、陆、空、天各个作战领域。歼-20与运-20以“20时代”的主题震撼展出,“八一”与“红鹰”两支飞行表演队强强联手同台亮相。其中最引人注目的当属中航工业的歼-10B推力矢量试验机。

▲歼-10B TVC表演“眼镜蛇机动”

首先我们能看到歼10BTVC,喷管的偏转角度还是比较大的。
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我知道这个水印有点大,我也很绝望呀。但是也就是那几个航空摄影师大佬,才能拍到这么优美的图片了
可以说世界一流的自然是世界一流的,毕竟不是世界一流的航空工业国家,都没有资格研究出这玩意。

  航展上进行眼镜蛇机动的歼-10B TVC(文章图片转载自网络,感谢原作者)

看完这个动图,有人已经惊呼出声了:眼镜蛇机动!1989年6月的巴黎航展,苏联飞行员普加乔夫第一在世界面前表演了这种过失速机动动作,震惊全场。从此成为飞行员展示自身高超飞行技术和战机优异机动性的经典动作之一。

但是也必须承认,这个世界第一和世界第二的差距稍微有点大。
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  在航展的第一天上午,歼-10B推力矢量验证机(歼-10B
TVC)首次公开亮相,此次表演十分惊艳,甚至被人们称作是“建国以来最具含金量的飞行表演”。表演内容主要为过失速机动飞行,展示了著名的“眼镜蛇”、“赫伯斯特”与“落叶飘”等一系列高难度机动动作,同时,装有国产矢量发动机喷口的歼-10B也标志着中国在推力矢量技术方面取得了重要进展。笔者在此将围绕歼-10B
TVC展开对“眼镜蛇机动”与推力矢量技术相关内容的讨论。

“眼镜蛇机动”就是一种首先让战斗机在平飞时机头突然大仰角抬头冲过失速攻角,飞机速度骤减,然后再恢复水平飞行的超机动动作。

毕竟美国f22的f119w喷气式发动机。那可都是80年代的事儿了。美国最新型航空发动机会有多先进?没人知道。
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  眼镜蛇机动

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不是f135,因为最先进的,永远不是被摆到台面上的。
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  眼镜蛇机动是世界著名的过失速机动动作,最早由前苏联苏-27战斗机做出。1989年6月,388号苏-27战机首次飞抵巴黎参加巴黎航展,飞行员普加乔夫在飞行表演的最后以“动态刹车”结束,震撼全场。该动作酷似眼镜蛇进攻时的动作,后来被人们称为“普加乔夫眼镜蛇机动”。在眼镜蛇机动中,机头上仰,形成短暂的机头在后、机尾在前,飞机速度骤减,紧接着飞行员操作飞机使飞机恢复到水平状态。

▲眼镜蛇机动可以迅速互换敌我位置

看看f135发动机的偏转角度可怕不可怕。

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在空战中,特别是近距离空中格斗,谁能紧紧的咬尾(即紧跟前方战机),就基本意味着取得了胜利,因为咬尾就意味着占据攻击位置,战机一旦被咬尾很难被摆脱,后面的战机只需要等待导弹锁定后按下发射钮,就可以击落前面的飞机。

咱们的矢量发动机技术和美国依旧有较大的差距,但是你别悲观嘛,想想17年现在咱们国家在干吗?那空军海军陆军,那真的是一个比一个惨淡。

  苏-27系列战机采用升力体布局,更具完成眼镜蛇机动的“天赋”

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17年后呢?

  眼镜蛇机动可以使飞机瞬间完成减速制动,因此不少人认为眼镜蛇机动拥有较高的实战价值,能够在空中格斗中扭转局面,从被动一方转变为主动。也有人认为,现代空中是远距离、高速度下的能量型空战,眼镜蛇机动的速度较低,会使飞机处于低能量状态,容易丧失强劲的机动性能,容易陷入劣势。尽管人们对眼镜蛇机动的实战意义看法不一,但它却能够权威地说明飞机的机动性与可操控性能。歼-10B
TVC能够轻松完成眼镜蛇机动等动作,足以证明其机动性与可操控性能达到了十分先进的水平。

▲《空天猎》中歼-10率先锁定幻影战机后被幻影一个眼镜蛇机动瞬间互换位置

2025年呢?

  推力矢量技术

这是时候如果使用“眼镜蛇机动”,便可以因为瞬间大幅降低战机速度,而敌机无法迅速减速自然冲到我机前面,快速重新更换攻防位置,劣势瞬间转换为优势,这时候该逃命的就是敌机了。

当然,f22使用的是,二元矢量发动机

  推力矢量技术是通过改变发动机喷管方向使飞机获得各方向的操纵力矩的技术,推力矢量技术对航空材料、发动机推力以及飞行控制的要求非常高,目前仅有极少数国家能够掌握。推力矢量技术同样是航空器发展的一个方向,美国与俄罗斯的下一代战机都装备了矢量发动机。矢量发动机的喷口上下偏转,可以起到操纵面的作用,明显改善飞机的可操控性,从而大幅度提高飞机的机动性与敏捷性。同时,可以减少飞机尾翼或前翼的面积和偏转角度,可以减小飞机的飞行阻力,优化隐身性能。

之前歼-10做眼镜蛇很吃力,现在有了矢量发动机后,就可以主动维持偏航稳定性还可以加大低头力矩,让飞机尽快改出。看得出来珠海航展上的歼-10B在矢量推力发动机的加持下飞眼镜蛇机动相当轻松。

j10btvc使用的是轴对称矢量
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矢量推力发动机可以通过发动机喷口方向的变换,将推力做出垂直或水平方向的调整。正是矢量推力发动机的出现,使得发动机不再是单纯的动力提供者,也变成了“掌舵人”,能够搭配飞机控制舵面来控制飞机的姿态。

(这个发动机不是咱们的,就是增强一下说服力)

  矢量发动机的地面测试

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二元矢量发动机的优点是。红外反应强度较低,有利于整体布置,隐身性强

  目前,美国F-22战斗机与俄罗斯苏-35战斗机是最具代表性的推力矢量技术应用实例,其中F-22战机采用的是F-119发动机,配备二元矢量喷管,苏-35战机采用的是117S发动机,配备全向的轴对称矢量喷管。二元矢量喷管可以使机尾过渡平缓,减小机尾产生的飞行阻力,并可以降低机尾的红外特征。缺点则是喷管重量大,并且损失的推力较大。轴对称矢量喷管对技术要求较低,喷管可转动的范围较大,损失的推力也较小。矢量推力可以大幅度提高对飞机的控制,减小飞机的转弯半径,提高飞机在机动动作中的反应能力。

▲F-22二元矢量喷管

缺点是浪费动力,死重较多

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矢量推力发动机作为航空发动机届的新宠儿,自然是优点多多。首先可以改善飞机的短距离起降性能,第二个优点是让飞机具备了超机动能力。今天珠海航展上的歼10矢量推力验证机就做出了令人瞠目结舌的过失速机动。

轴对称矢量发动机的优点,设计过渡非常自然,适合旧有改装。并且能够实现全向矢量。嗯单发限定,双发喷到另一个发动机上就不好了
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  美国人曾对二元矢量喷管与轴对称矢量喷管进行了深入研究,最终决定采用综合性能更为出色的二元矢量喷管

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但是隐身性差

  歼-10B
TVC使用的就是轴对称矢量发动机,具公开资料显示,中国对于矢量发动机技术的研发在很多年前就启动了。随着国产WS-10“太行”涡扇发动机的逐步稳定,国产推力矢量技术距离实用阶段更进了一步。相比俄罗斯的矢量发动机,国产矢量发动机的矢量喷口较短,在每片扩张调节片的末端都带有一片可以独立旋转的小型调节片,来减少推力的损失。另外,空军从俄罗斯进口了苏-35战斗机,通过对苏-35的研究,也可以积累矢量发动机的使用与研发经验。

金沙澳门官网网址 ,▲歼10秀J-TURN

美国轴对称矢量发动机没有投入现役,而俄罗斯的产品30。也是同理….

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上图是歼10B在做赫布斯特机动,也被叫做“J-TURN”。这曾经是F-22的拿手好戏,现在歼-10也做的稳稳当当!

硬要划分成,轴对称矢量发动机第一名也是可以的。😂😂😂😂

  苏-35战斗机的矢量发动机喷口

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回答:

  现代军用飞机的气动设计与飞行控制技术

▲歼-10B表演落叶飘

目前,能够自主独立研制、并批量装备矢量发动机的只有两个国家:美国、俄罗斯。我们装备矢量喷管的涡扇-10B型发动机还处于空中平台试验阶段,还未进入量产。10月29日,编号1034的歼-10BTVC战斗机(搭载矢量发动机的歼-10B)抵达珠海金湾机场,并参加本届珠海航展。
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  推力矢量技术不仅仅是只有矢量发动机,而是建立在整款先进战斗机平台基础上的一整套复杂系统。只有良好的气动布局设计与先进的飞行控制技术,才能够有效发挥推力矢量技术的效能。现代战斗机设计愈发激进,多采用静不稳定设计,飞机具有天生不稳定的特征。静不稳定设计的好处是可以有效提升飞机的机动性与敏捷性,但技术门槛较高,需要采用现代化的电传操控系统实现。

落叶飘机动一直是苏式战机的招牌动作。这种动作可以快速改变机头指向,近距离狗斗中不管是进攻还是防守都十分有用。正是换装矢量发动机后歼-10才拥有了这种过失速超机动能力。

歼-10BTVC战斗机公开亮相,引起了网友的广泛关注,大家更感兴趣的就是矢量发动机的问题。歼-10BTVC战斗机参加航展,这不仅意味着我国是第三个掌握矢量发动机技术的国家,同时也显示出了装备矢量喷管的涡扇-10B型发动机的成熟可靠。通常情况下,出于安全考虑,各国都会选择双发、多发飞机作为航空发动机的飞行试验平台。然而,此次应用矢量技术的涡扇-10B型发动机的飞行试验却却先择了单发的歼-10B,说明该发动机已经是非常可靠了。
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  随着电传操控系统的发展,越来越多的战机采用更加“活跃”的气动布局。例如无尾三角翼布局、鸭翼布局甚至飞翼布局,在机身局部设计上,出现了能够增升的边条等先进设计。而电传操控则是通过计算机操控飞机,在接收到飞行员的干预操控后对飞行数据进行精确计算,再对飞机进行灵敏的操控。震惊全场的歼-10B
TVC并不只是依靠先进的矢量发动机和静不稳定的鸭翼布局,还离不开将发动机控制与气动舵面控制融合的飞行操控系统。

除了重量控制、喷管密封等难点,最大难点就是对飞机飞控系统的要求特别高。为了使控制翼面和矢量发动机之间的配合达到最佳化,这就要求有极好的飞行控制系统。

这也说明了我国军用航空发动机技术又向前迈进了一小步,差距仍然很大。从军用航空发动机上来说,我们现在差得还很多,最重要的一个问题就是推力不足。矢量发动机技术,虽然取得了突破,但是对整个航发领域来说,我们只是前进了那么一小步。从客观上来说,只要拥有矢量推进技术,在世界上就是一流水平。单说矢量推进技术(推力矢量技术),根据现在透露出的这点消息来看,我国的是采用三元矢量技术的发动机,在喷管使用寿命上、推力损耗上要强于俄罗斯。
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F22装备的F119发动机,应用的是二元矢量推进技术,从技术角度来说,三元矢量技术要强于二元矢量技术。很多人说“美国没有采用三元矢量技术,说明二元矢量技术更先进”,对于这种说法,也只能是“呵呵”了。说美国在某方面不如其它国家,对很多人来说,这是无法接受的事情,这些人恐怕根本不知道美国年年都要从俄罗斯进口RD-180、RD-181火箭发动机——美国人显然很清楚自己不是样样世界第一。
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  美国B-2隐身轰炸机采用技术难度极高的飞翼布局,需要尖端的气动布局设计与飞行控制系统

▲歼-20全动垂尾和鸭翼

根据网上曝出的编号1034歼-10BTVC战斗机照片来看,我国的三元矢量技术不同与美国,也不同于俄罗斯。很多人说是仿117S的设计,劳驾这些大神去查查苏35的交付时间,在这么短的时间内就能仿制出来,而且还能“有所区别”?喷管收敛片的结构、外观与俄罗斯的区别还是很大的,在制造工艺、加工精度上也要强于俄罗斯。我们的矢量喷管角度的调节范围可达20度,这比俄罗斯的117S更大。
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117S
发动机

  需要说明的是,电传操控系统的发展并非一日之寒。在美国、俄罗斯、欧洲的现代战斗机研发过程中,都出现过操控系统缺陷导致的相关事故,不论是哪个国家,飞行控制系统的发展都是靠科研、试飞人员默默奉献托起的。尤其是在试飞过程中,试飞员需要一次次摸索、挖掘飞机的飞行极限,通过无数次飞行来查漏电传操控系统的不足。只有对飞机在各种复杂气动条件下的性能具有清晰全面的掌握后,才能够根据飞机出现的反应对飞机进行精细的高效控制,获得惊人的机动性,在不同特征的飞行动作中自由变换,飞出令人振奋的飞行表演。

歼-10B在珠海航展上空中精灵一般上下翻飞,在过失速的刀尖上肆意舞蹈,看来这些问题我国都已得到完美解决。不同于美国在F-22采用的二元矢量喷口,中俄两国战斗机上的矢量发动机具有全向矢量推力功能。

很多人认为歼-20战斗机装备矢量发动机之后,战斗力会有很大的提升,甚至是达到“最强状态”。说句很扫兴的话,摆在歼20前面最大的问题是推力不足,而不是三元矢量技术。儒道之主认为,三元矢量技术的成熟,对歼-20最大的意义是在涡扇-15发动机身上——可缩短涡扇-15的服役时间,而不是装备矢量喷管的涡扇-10B。涡扇-10B的推力根本就无法全部发挥出歼-20的战斗力,即便是装上矢量喷管,对其性能的提升也不会太大——对于四代隐身战机,最重要的就是先敌发现,出现空中格斗的机率极低。
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回答:

  歼-10B TVC的矢量发动机是中国航空工业多年来积累发展的成果

可以看得出俄罗斯苏-35矢量发动机弯曲段很长,但这样会造成推力损失很大。而歼10B上的矢量发动机,每片扩张调节片的末端都带有一块独立旋转的外调节片,技术更加先进,喷管弯曲区域短,推力损失更小。这种设计是世界上独一无二,完全自主。

歼10TVC应该说是一个开始,但不代表我们的推力矢量就变成世界一流了,这点骄傲不可取。涡扇10上推力矢量仅仅是个开始,也是我航空工业对大推力发动机安装推力矢量的一次测试。

  从歼-10B
TVC在航展中的惊艳亮相来看,国内不仅在推力矢量方面取得了可喜的成果,而是在现代尖端战斗机总体研发设计方面取得的成绩。通过歼-10系列、歼-11系列以及歼-20战斗机的研发使用,国内战斗机研发已经达到世界先进水平。在国产推力矢量技术达到实用标准后,将装备歼-20甚至新一代隐身舰载战斗机,强大的飞行操控系统与动力系统将会赋予战机世界一流的机动性与敏捷性,全方位提高飞机的作战性能。

曾几何时,我们看苏35空中舞者般飘逸的身姿,在“我X”“牛逼”的呼喊后,是打心底里的不甘:“我们要有这样的发动机,该多好啊!”

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今天,我们都笑得像个孩子,在“卧槽”的呼喊后,内心是荣耀和自豪:“中国牛逼!”

航展上歼10的推力矢量确实有我们不同的地方,与俄罗斯117S发动机的推力矢量有区别,与美制F-22战斗机的推力矢量也有区别。

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