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张召忠谈歼10B在珠海秀超机动:看它表演都忘了苏35

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2018年11月6日是珠海航展公共开放日的第一天,要问问笔者我的感觉,那下面这张图可以完美形容↓

(作者自制图)

歼-10TVC:“意不意外?惊不惊喜?”

歼-20:“我歼20出师未捷。。。。。。。没想到被你抢了风头!咳咳咳”

看他扭屁股,忘了苏三五

可以说,昨天珠海航展就是中航工业的歼-10矢量技术验证机的舞台,短短几分钟的动态飞行展示引爆了全场!大仰角拉起、J-TURN、眼镜蛇机动、落叶飘、赫伯斯特一系列特技动作看得人应接不暇。反正只要是目前飞机能做的经典过失速飞行动作它全做了。

看着视频和照片里歼-10TVC各种近乎极限的“操作”,看它灵活的矢量喷口,我只想说:“看它扭屁股,忘了苏三五。”一时间笔者的朋友圈里,什么矢量喷口、眼镜蛇机动、过失速飞行、电传飞控都成了“热词”。

准备开始飞行的歼-10 矢量技术验证机,注意其前部的DSI鼓包进气道

(图源中航工业)

打住!打住!咱们说正题!!!

俗话说外行看热闹,内行看门道。虽然咱的确不是什么内行,但作为“非典型性资深军迷”,咱们不得挖一挖更深一点的东西,看出更多的门道出来么?

眼镜蛇动作?全靠矢量和飞控

歼-10矢量验证机眼镜蛇机动瞬间

(图源:钋-210/摄)

很多人关注于“眼镜蛇机动”,其实主要是因为眼镜蛇动作本身观赏性与知名度相对于其他特技动作更高。没错,这次歼-10 的飞行是中国自研飞机第一次公开做出眼镜蛇动作,有它特殊的历史纪念价值与意义。但说有多大难度,就有点夸张了。

我们知道眼镜蛇动作最早是由1989年巴黎航展上苏联试飞员普加乔夫飞出的,所以也叫普加乔夫眼镜蛇动作。普加乔夫用在当时只装备传统发动机喷口与原始电传飞控的Su-27飞出这个动作是非常厉害的,在当时那种技术条件下,能做这个动作的飞机只有Su-27与几名顶级试飞员。

我歼10B眼镜蛇机动高清猛图

早期的眼镜蛇并不是设计时就考虑到的,而是在一次飞行当中偶然发现的。整个动作过程是:首先飞机从300公里的速度低速进入,然后拉起至攻角达到70度左右后,慢慢推杆回落。整个过程中(拉杆达到70度攻角)是不可控的。

就是说飞机在这个过程中由于再也无法有更多的剩余能量来维持飞机作其他的动作而只能靠惯性来恢复到起始位置。在这个过程中无法发射导弹!又因为在这个过程中飞机的速度太慢,远低于正常空战所需要的速度而没有实战意义。所以现实中不可能有飞行员没事飞个眼镜蛇玩,这个时候如果用导弹攻击的话,他连躲得剩余动能都没有!

当然,在国际航展上对航电与武器效能展示相对困难、安全限制也多。展示飞机的机动性便成了航展表演的首要任务,所以眼镜蛇动作更多的是向外界展示苏霍伊机型优良的气动布局与飞控能力。

Su-27做眼镜蛇动作瞬间

(图源简氏图鉴)

但这一切在矢量喷口技术与四轴电传飞控技术面前,难度就大大降低了,新一代战斗机就很容易做出这个动作。目前采用了矢量喷口及高推比的发动机和可靠四轴电传飞控的战斗机在完成眼镜蛇机动的过程中全程可控。可以说整个机动过程已经不是整体,而是进行了切分。

歼-10矢量验证机眼镜蛇动作全过程分解图

(图源中航工业)

在矢量喷口与电传飞控的帮助下,飞行员在拉杆直道最大攻角的过程中就可以发射导弹,而且在这时还可以完成瞬间的机头指向。新一代战机可以以攻角接近60度的姿态持续保持飞行并且做动作。这意味什么呢?意味着这个过程里战斗机可以完成瞄准、发射全过程。

而早期的苏式战机在这个过程停留2—3秒,无法满足导弹瞄准需要的时间,更不用谈发射导弹。最著名的例子是美国在X-31验证机、F-16MATV、F-15ACTIVE、F-18 HARV等一系列矢量验证机项目飞行之中都做出过“眼镜蛇动作”。

美国F-16MATV眼镜蛇动作瞬间

(图源NASA)

再说说矢量喷口

从目前所有的视频、照片与信息来分析推测,可以说这次公开的歼10矢量技术验证机采用的是轴对称三元矢量喷管技术。

什么是三元矢量喷口?别着急咱们先说说什么是矢量喷口。其实简单讲,在飞机发动机喷口后面装上由电传飞控控制的导流装置,靠改变挡焰板的偏向调整来增强战机的机动性与抗失速性能。

其实早期的矢量验证机就是直接在传统发动机喷口加装了三片导流片来达到技术要求。比如80年代末美德合作的X-31研究机就采用的这种“原始”的矢量偏流板。该机在通用电气F404-GE-400涡扇发动机尾喷口处安装了三片推力偏流板,可作正负10度的偏转,并能长时间承受最高1500度高温。

X-31用来验证推力矢量技术结合先进飞控系统的可行性,用推力矢量技术和鸭翼来实现常规飞机无法完成的大迎角机动。当然这种矢量偏流板只是矢量喷管成熟之前的过渡设计。也由于其设计过于简陋,偏流板之间漏气严重,矢量推力效果欠佳,基本上就是淘汰的命。

美德联合验证机X-31尾部矢量挡板

(图源NASA)

后来,随着航空发动机技术的发展与电传飞控技术的成熟,真正意义上的矢量喷口出现了。当然科技树也是点出来了好几个分叉,走出了完全不同的技术道路。根据外形区分:一个是轴对称喷管(传统的圆形喷管外观),另一个是矩形喷管(F-22战斗机);根据矢量活动方向区分:一种是只能上下偏转的二元喷管(以俄罗斯“侧卫”系列战斗机为代表),另一种是可做全向偏转的三元喷管(歼-10矢量验证机)。

F-22的二元矩形矢量喷管

(图源USAF)

Su-57战斗机上的二元轴对称矢量喷管

(图源YOUTUBE)

歼-10矢量验证机采用的轴对称三元矢量喷管

(图源bassman1)

虽然矢量尾喷管的设计原理简单,但纵观战斗机发展史,世界各国即使先后已经研究出多种矢量尾喷管,可实际进入现役的型号却寥寥无几。这主要是因为矢量喷口对制造材料和飞机电传飞控技术要求非常高,所以研制长寿命、高可靠性、轻重量的矢量尾喷管并非易事。

我国的航空工业很早就对矢量发动机技术做了重点立项研究。此次歼-10矢量验证机所采用的就是相对先进的轴对称三元矢量喷管技术。早在2003年12月15日,工程院院士、航空动力工程专家刘大响教授就在央视《百家讲坛》栏目《飞翔的动力》中证实我国606、624所自行研制的轴对称矢量喷管已经进行台架测试,运转得非常成功,而且比国外同类产品更加灵活。如今歼-10矢量验证机在珠海航展上的公开飞行说明我国在矢量喷管上的研究已经实用化。

歼-10矢量验证机全图

(图源简氏防务)

历史会记住今天

说了这么多关于矢量喷口的技术与特技飞行的事情,反而感觉有些“喧宾夺主”了。其实无论如何,今天都是我们中国航空工业历史性的一天。歼-10矢量验证机的飞行向全世界证明我们不仅有优秀的气动布局设计更有实用化的矢量喷口与可靠的电传驱动技术。要知道这些技术是研制一型先进战斗机的关键技术。

如今中国航空工业是处处“开花结果”,我们军迷也是高兴的如同“天天过节”。我们可以预见的是,中国航空工业腾飞远航的那一天即将来临!(作者署名:局座召忠)

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专题:第十二届中国珠海航展
2018珠海航展

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