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歼20进入超音速无敌 F35发动机全球第一为何却逊色

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朱日和建军90周年阅兵之后,歼-20飞行员一句“超音速无敌”引发了外界广泛关注。

天下武功唯快不破,超音速巡航让战机可以快速进入、撤出战场,赋予了战机强大的战场灵活性。超音速巡航也成了第五代战机的标配,但这其中有一个例外,也就是F-35。有意思的是,F-35的推力却是现有战机发动机最大的。超音速巡航当然取决于很多因素,但F-35那么大的推力怎么就不能超音速巡航呢?今天,北国防务(微信ID:sinorusdef)特约撰稿人Flak就来说说这事。

△F-35的发动机拥有现役战机中最大的推力

超音速巡航绝不是发动机推力够大就可以,仅就发动机本身,这个问题首先要知道发动机的涵道比是“反超音速巡航”的,这就是为什么波音777的发动机推力那么大也没带你去月球。涡扇发动机的外涵道对超音速推力不仅没有贡献,而且还会增加超音速阻力,所以你涵道比越大就越到不了超音速,当然你可以开加力。。。。问题是加力燃烧室是“绝对反超音速巡航”,一开就没你啥事了。

△F-35的F-135发动机正在进行测试

那么,超音速巡航就是缩小涵道比?或者说在发动机直径不变的情况下,放大核心段?尤其放大涵道比到0,也就是纯涡喷发动机,不就可以超音速巡航?这答案可以说对也可以说不对,因为有些飞行器的确用纯涡喷超音速巡航,例如俄海军使用的P-700“花岗岩”反舰导弹,或协和式客机的奥利匹斯593发动机的确是可以超音速巡航的。

△“彼得大帝”号巡洋舰发射P-700“花岗岩”重型反舰导弹,其用涡喷动力能全程超音速达到500千米的

那纯涡喷的三代机不就一堆可以超音速巡航了?当然不是,答案在于发动机的推重比,三代机涡喷发动机的推重比在5上下,这表示你放大推力的同时,发动机的死重也增加,所以你要么就牺牲载荷,要么就是牺牲战机整体的推重比,结果推力就不足以超音速巡航。各国的三代机都选择了后者,以三代机始祖F-4“鬼怪”为例,它就是用大载荷开启潮流。让飞机缩减载荷,变成一架只有速度、没有航程没有武装的载人“导弹”是不可想象的。

至于四代机就是前面说的,其发动机加入了涵道比将推重比提高到8,但涵道比却是“反超音速巡航”。所以五代机要超音速巡航,其发动机就要缩减涵道比(放大核心段)的同时,维持甚至提高推重比。那问题又来了,所谓的外涵道就是纯空气没重量的这一段,而核心段却是塞满了高压压缩机、燃烧室与高压涡轮等一堆金属,你要把金属制的核心段放大却不增加重量,根本不可能。

△苏-57的第二阶段发动机将针对超音速巡航性能进一步优化

因此,要满足超音速巡航目标,唯一的方法就是缩减核心段的长度,当压缩机的级数变少了,重量自然就减轻了,弥补掉压缩机叶片拉长所增加的重量,这也就是三代机时代的材料科学与热流工艺做不到的事情。

有消息称,俄第五代战机苏-57的第二阶段发动机“30型”是将冷端(低压压气机)从AL-41F1的四级压缩与一级涡轮简化成三级压缩与一级涡轮,发动机热端(高压压气机)从AL-41F1的九级压缩与一级涡轮精简成五级压缩与一级涡轮,弦外之音应该就是热端的压缩机与燃烧室直径放大,所以在总重量差异不大的情况下降低了涵道比,才能达到四代发动机所不能的超音速巡航目标。

△歼-20无论是用AL-31FM1还是“太行”发动机的推力都在13-14吨,F-35发动机推力比歼-20多出的推力比歼-7的发动机还高

另一个值得参考的是F-35的F-135发动机推力虽然从16吨增加到19吨多,但涵道比也从0.2放大近两倍而变成0.57,成为F-35不能超音速巡航的原因之一。(作者署名:北国防务)

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热门评论

淘宝ID-殇情 33
人家的f22.f35都是有实战经验的,j20都没实战过,厉不厉害不是说的
广东广州
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抗日张将军 32
实践是检验真理的唯一标准。
广西柳州
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发呆小野兔 18
歼-20飞行员一句“超音速无敌”!!那是因为没在天上碰见F22和EA18G咆哮者!!牛B哄哄为时过早!
江苏苏州
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