本帖最后由 泡泡 于 2018-11-2 09:01 编辑 " x. o- F$ p3 V, U( I7 }" m
; [& ]8 s& T) A0 y) Y# G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?
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( z: c# G. I+ Y. N1 C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。
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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。
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- `: K3 G' T& |5 O# [' [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 ~, C3 ?, B6 r+ G9 J4 k h
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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第一个使用扁平推力矢量喷管服役,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。
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& L2 b: J7 p) ]" ` P4 d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,高温燃起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。+ B0 g& A/ R) y. \
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5 ]# M+ Q& |; d2 g* ?F22战斗机采用先进二元推力矢量,谁都不敢跟进,增重实在太多,推力损失太大
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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!: b% Y& a, B8 y- b v4 `: W7 A8 y& O
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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。
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6 Z/ E$ P, U6 w3 l% ZAL31FP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。
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$ v% r- l: z' t( Z+ S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。% |9 e- s, e0 N& N: V4 R% c( |
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歼10B推力矢量喷口可以360度随便动作,比苏35设计更好些
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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。8 Z/ x/ o/ X) I( t
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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:
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* X# }. r6 ]) c: |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。
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" U8 k( l, S9 z/ e, h M3 D发动机推力矢量偏转角度,和偏转快慢都很有讲究! l* P. K( O5 c
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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。3 j( k) G# I' x! P# X
+ Q# n7 m7 s- q- v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
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