对于各位军迷来说,矢量版歼-10在珠海航展上的连续眼镜蛇机动,以及落叶飘动作实在令人热血沸腾。而矢量发动机的优势也可圈可点,其不仅仅是能大幅度增强飞机机动性这么简单。由于推力方向可变,采用这种发动机的飞机,同时可减少可动舵面,这对其隐身性也大有裨益。不过,目前这种只有三个国家(日本不算,后文会做解释)成功研发并应用的技术,仍然有其各自的缺点,严格来说并不算完美。这又是为什么呢?
通俗的来讲,这一发动机可改变喷流方向,进而让机体改变飞行姿态,但要让高温高压还带有腐蚀性的发动机喷流改变方向,并不是一个简单的问题。目前,对于这一战机的核心部件,国际上主要的研究有三个方向,一是采用折流板、二是F-22所使用的二维矢量推进技术,三是侧卫系列采用的117s发动机的三维矢量发动机技术。
首先谈谈简单粗暴的折流板技术,这一技术最初为空空导弹量身设计(比如经典的R-73空空导弹),采用了折流板的空空导弹,不仅可以轻易做出高过载动作,并且也降低了导弹越肩发射的难度。但是,这一技术用到飞机上结果却不如人意,主要原因是折流板技术不容易做的紧密,也就是“不结实”。如果将空空导弹的尾喷口包裹起来还是容易的,但是面对航发巨大的尾喷口,就不好做到了。
由此带来的一大问题是,采用折流板矢量发动机的飞机,不容易做高速高过载动作,并且发动机的寿命也很难保证。此外,折流板的另一大弊端就是损失推力,诚然,推力损失一直都是这一研究领域的最大难题。但是折流板技术对于推力的损失,超出了可以承受的范围,所以目前三个国家都没有研发此种发动机的计划。
然后就是美国F-119矢量发动机的二维矢量推进技术。采用此技术的F-119发动机,其后部的喷口可往上往下转动,在提高机动的同时,矩形喷口的使用也容易让喷出的高温气流迅速降温,有利于避免飞机被敌军发现。得益于美国的优秀材料技术与生产工艺,F-119发动机结构简单并且稳定。但缺点还是有的,尾喷口只能上下动,并且推力的损失同样明显(据资料显示是大概14%)。
最后,是“侧卫”系列采用的三维矢量发动机技术,准确的来讲这个技术名为留离卡技术。本质是采用一套复杂的结构将整个尾喷口都动起来。这个设计不但解决了令人头大的发动机推力损失的难题,并且其尾喷口还可以360度转动,飞机的机动性可以得到巨大的提高。但没有什么东西是十全十美的的,这一技术带来的最大缺点,就是众多的零件导致发动机的结构强度不足与重量的增加。
其中最明显的就是重量的增加,一般认为苏-35搭载的117s矢量发动机,由于冗杂的结构导致重量增加了近100公斤,这对于以克为单位减重的飞机来说不是个小数目。至于日本心神战斗机之前所装载的,其5吨的推力,挂三个折流板就自称矢量,也不知道心神到底是怎么被称为“五代机”的。