苏-57震撼亮相,歼-20&歼-35尚缺一技之长

近日,俄罗斯第一频道播出了苏霍伊设计局与米高扬设计局成立周年纪念的特别节目预告片。在这则预告片中,一架装备了AL-51F1二元矢量尾喷嘴的T-50-2LL飞行实验室首次公之于众,这一亮相无疑预示着苏-57M全新型号的问世。

最新的视频资料揭示了这架编号为052的T-50原型机,其左侧的AL-51F1发动机换上了二元矢量尾喷口,而右侧的发动机则是传统的AL-51F1发动机,采用普通关节式圆形喷嘴。

从第一频道的预告片观察,T-50-2LL飞行实验室左侧发动机的尾喷口采用了倾斜安装的二元矢量设计,其外观与F-22的F119矢量尾喷嘴极为相似。这个尾喷口由上下两片收扩式调节片构成,既可以单独调整推力的偏转方向,也可以同时上下摆动,改变发动机推力的俯仰方向。

以下是AL-51F1发动机二元矢量尾喷口上下两片收扩式调节片单独偏转时的状态图,此时尾喷口处于最大开口状态,在亚音速飞行中可以增加推力。

F-22战斗机搭载的F119发动机同样采用了这种设计,其尾喷口的收扩式调节片可以实现±20°的偏转。在上收扩式调节片+20°偏转、下收扩式调节片-20°偏转时,尾喷口流量达到最大化,在低空亚音速飞行状态下,可以最大化推力。然而,此时发动机的红外特征会随着喷口横截面积的增大和高温尾流的扩散而增加,隐身特征相应降低。

但在超音速巡航时,尾喷口的扩张程度与推力大小关系则与亚音速区间相反,即尾喷口横截面积越小,推力越大。因此,在超音速巡航阶段,这种二元矢量喷口的红外特征和雷达反射截面积可以同时降至最低水平。

据俄罗斯联合航空发动机制造集团之前发布的推力矢量控制技术宣传资料,AL-51F1的矢量喷嘴上下左右四片调节片都是可调节方向的,理论上,倾斜安装的四向可调二元矢量喷口在四片调节片同步联动的情况下,可以达到三元矢量的效果,即圆形三元喷口的全向可调效果。

然而,从此次第一频道发布的AL-51F1喷口细节来看,T-50-2LL飞行实验室搭载的这台二元矢量发动机尾喷口似乎只有上下两片调节片可动,左右两侧的喷口导流片是固定不动的,因此这台发动机本身仍只能实现俯仰方向的调节。

不过,T-50-2LL飞行实验室的AL-51F1与F119的二元矢量安装方式有所不同。F119的二元矢量喷嘴是正常安装,二元喷口只能实现俯仰方向的偏转,无法在偏航方向上偏转控制。而AL-51F1的二元矢量喷口是倾斜安装的,这样推力矢量控制不仅可以在俯仰方向上体现,还可以在偏航方向上部分体现,即在二元喷口本身俯仰偏转的情况下,为偏航方向提供控制力矩。

二元矢量喷口倾斜安装的好处是不用修改机体原始设计,也不需要修改飞控系统程序,就可以在全动垂尾的配合下实现非常“变态”的超机动。相信在珠海航展现场观摩过054号T-50原型机超机动飞行表演的朋友们对此都留下了深刻印象。在二元矢量喷口的加持下,安装两台AL-51F1发动机的苏-57可以实现更加逆天的超机动动作,机头指向的调整速度和指向精准性将进一步提升。

在倾斜安装的情况下,AL-51F1的二元矢量喷口控制能力相较F119的二元矢量喷口无疑是更优的,可以视为一种优化版的二元矢量喷口。为什么倾斜安装控制更优而F119不用,答案可能是美俄航空工业对于五代机的作战定位不同。美国追求隐身性,超机动性不是首要考虑;而俄罗斯航空工业对于战斗机的超机动性似乎有一种由来已久的追求,即便已经意识到超视距空战时代不需要那么强大的超机动性能,依然会选择在超机动性方向上投入更多。

当然,追求超机动性与超视距空战并不矛盾,苏-35S的超机动性并不妨碍它在乌克兰战场上使用以R-77超视距空空导弹为主的超视距空战模式。既要又要本身并没有什么错。

从公开信息来看,目前仅有F-22和苏-57这两款五代机选择了二元矢量喷口路线,而歼-20和最新的歼-35A发动机都没有搭载推力矢量控制技术。但这并不意味着歼-20和歼-35A就落后于F-22和苏-57。正如前面所说过的那样,不同国家对于五代机的定位和需求不尽相同,无论是追求隐身还是在隐身的基础上点满超机动性都是正常的。

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