·追求高效,推力矢量技術一直在升級
進入新世紀,越來越多的軍事專家開始關注一個問題:隨著空戰模式轉變,是不是每架戰機都需要搭載推力矢量發動機?
以F-35戰機為例,考慮到推力矢量發動機在尾噴口周圍的機械結構可能會影響到戰機的隱身性能,以及推力矢量技術帶來的機動能力並不能掩蓋超聲速飛行的短板,最新型F-35C戰機並沒有選用推力矢量發動機。
這一現象劍指推力矢量發動機效費比問題。為適應戰機隱身作戰要求,推力矢量發動機化繁就簡至關重要,精簡偏轉機構、減少調節板數量等改進措施成為升級推力矢量發動機的首選。目前,採用鋸齒形和尖劈形結構的推力矢量發動機,雷達反射面積減小了一個數量級。
尾噴管內部流場研究也十分關鍵。有的國家對推力矢量發動機研發提出苛刻要求:增加噴管偏轉角度至20°,並滿足超聲速飛行要求。為此,科研人員利用先進的數值模擬和試驗技術,進行流場分析優化,不斷提升推力矢量系統的效率和可靠性。比如,在過去10年裡,俄羅斯多次為蘇-35戰機升級推力矢量噴管,提升戰機的操縱性和機動性。
比起修修補補,設計思路上的創新尤為重要。針對機械偏轉結構大、成本高等問題,一些國家科研機構提出氣動推力矢量理念,依靠噴管中的次流對主流的干擾產生推力矢量,用一堵“空氣墻”引導氣流偏轉,可以使噴管減輕80%的質量,降低一半的製造成本。
近年來,氣動推力矢量技術率先在無人機上得以驗證,正向大型航空發動機應用轉變。在這支創新隊伍中,俄、美、英等軍事強國走在前列,以色列、韓國等新興國家也在努力追趕,他們努力破解飛行器的高機動、強隱身需求與固有的操縱性和穩定性的矛盾,著力提升大型戰機的作戰性能。
放眼未來,通過一體化推力矢量設計,新型戰機有望具備無尾扁平布局、全向寬頻隱身等新特徵,進而改變未來空戰格局。 |