歼20为什么不用矢量喷口?

很简单:推力不够。

矢量发动机不管是二元的还是三元的,只要安上去就会产生两个副作用。

首先死重增加,这点毋庸置疑,至少增加200千克质量。其次就是发动机推力损失。现在有记录的数据表明,使用矢量发动机,推力通常损失11%以上。

这是一个非常大的损失。以涡扇10C为例,推力是14吨,按照1:1.25推重比来说。双发可以推动35吨战机。但是损失11%的话,只能推动31吨战机。这里面就有4吨差距。机体质量是固定的,那么这4吨只能算燃油或者载荷。而J20战机通常载荷只有4-8吨。这至少损失了一半载荷走了。可见损失之大。

J20试飞和服役初期,采用俄罗斯的AL31发动机。J20A则采用了涡扇10C。因为发动机推力已经达到了涡扇15原始型号推力,作为普通发动机已经足够,但作为矢量发动机则不够。所以无法使用矢量发动机。哪怕中国已经成功的研究出二元矢量发动机和三元矢量发动机。

目前中国的涡扇15发动机已经服役,据说推力达到了18.5吨。即使损失11%,也可以推动41吨战机。所以有足够的功率冗余。安装矢量发动机成为了必然。




这个问题终于问到了点子上,因为我们知道隐身战斗机如果配上推力矢量,那么技战术水平就有很大的提升,F-22就是这样,尾喷口是二元推力矢量,超机动性由此得名。歼20的研发在1990年代末就开始了,中国人就是必须拥有具有竞争力的隐形战斗机,本来估计至少要25年的时间才能完成,结果我们在2011年就完成了首飞。期间大约花了十多年的时间,这得益于我们对重型战斗机经验的积累。双发动机的歼20的重量超过了35吨,外媒认为最早达到40吨,比重达30吨的F-15C还重。但在2017年列装时,歼20的重量更接近F-22。F-35的起飞重量是31吨,单台发动机,F-22为38吨,歼20和俄罗斯的苏-57战斗机重量在36至37吨。

较大的起飞重量使用推力矢量之后,可大大提升机动性,虽然歼20以F-22作为追赶目标,因此机体形状、重量和发动机功率都要达到F-22的标准。至少要超过非隐形战机F-15C,换句话说,歼20拥有与F-15C相同的翼展面积,在长度和翼展宽度上比F-15C多几个百分点。

换装太行B发动机之后,歼20下一步就要上推力矢量了,发动机功率要超过F-15C,而使用涡扇15之后,发动机功率达到F-22的水平。但是歼20目前也有优势,一旦打开加力,那么发动机功率已经达到F-22的水平,超过F-15C一大截。只不过开加力会消耗大量燃料,而不开加力的超音速巡航控制的1.2马赫,预计未来1至2年,我们即将看到歼20加装推力矢量喷口。




一般飞机的发动机喷管,喷射方向是固定的!也就是说,只有大小,没有方向,这就是标量!而矢量喷管可以改变喷射方向,也就是说即有大小,也有方向,这就是矢量!

推力矢量技术是指发动机推力通过喷管或尾喷流的偏转产生的推力分量来替代原飞机的操纵面或增强飞机的操纵功能,对飞机的飞行进行实时控制的技术。对它的应用,还得依靠计算机、电子技术、自动控制技术、发动机制造技术、材料和工艺等技术的一体化发展。

利用推力矢量技术到新设计和改型的下一世纪军用飞机上,的确是一个有效的技术突破口,它对战斗机的隐身、减阻,减重都十分有效。

推力矢量技术能让发动机推力的一部分变成操纵力,代替或部分代替操纵面,从而大大减少了雷达反射面积;不管迎角多大和飞行速度多低,飞机都可利用这部分操纵力进行操纵,这就增加了飞机的可操纵性。由于直接产生操纵力,并且量值和方向易变,也就增加了飞机的敏捷性,因而可适当地减小或去掉垂尾,也能替代其他一些操纵面。这对降低飞机的可探测性是有利的,也能使飞机的阻力减小,结构重减轻。因此,使用推力矢量技术是解决设计矛盾的最佳选择。许多年来,美、俄等国作了大量的飞行试验,证明了利用推力矢量技术的确能达到预定的目的。

歼-20现在没有采用矢量推力系统。中国在上世纪末就已经在矢量喷口领域有所成就,新一代的涡扇15发动机也确实研制了配套的矢量喷口。这其中所谓喷口结构、材料的问题根本不足以成为技术障碍,主要的技术问题更多的是将矢量推力控制与全机气动布局控制深度整合的飞火推一体技术。而更重要的则是一个需求问题:99M2作为歼-20的主动力,推力远远达不到理想水平,如果执意要应用矢量推力还要额外损失5-10%的推力,这样会得不偿失的。

推力矢量技术的优点:

战斗机应用了推力矢量技术后,战术效果有很大的提高,

1) 起飞着陆机动性、安全性加大。由于在起飞着陆过程中,都能使用推力转向来增加升力,从而使滑跑距离大大缩短,若用推力反向,那么效果更为明显,因此对机场要求降低,使飞机的使用更为机动。对气候的要求也可放松,不怕不对称结冰、突风、小风暴对飞机的扰动,也减轻了起落架毁坏带来的影响,战斗力相对提高。

2) 加强了突防能力、灵活性、生存率和攻击的突然性,这是因为减少了雷达反射面积和增加了机动性。这种突然性很为宝贵,美国空军航空系统分部司令约翰M.洛赫将军说过,在过去被击落的飞行员中有80%未见到是谁向他们开火的。生存率的提高增加了飞行员的信心,还可相应减少战斗机的配备,美国空军计划将空军战斗机缩减35%。

3) 航程有所加大,则增加了攻击或防卫的范围。使用了推力矢量技术后由于舵面积的减少可使阻力减小,燃油消耗减小,相应航程加大,另外,尾部重量的减少可导至飞机总重的较大减小,相应可增加燃油,又可加大航程。

4) 近距格斗战斗力提高,开辟了全新的空中格斗战术。主要是可控迎角扩大很多,大大超过了失速迎角,机头指向能力加强,提高了武器的使用机会。而且操纵力的增加使敏捷性增加。大的俯仰速率能够使飞机快速控制大迎角,使机头能精确停在能截获目标的位置,同时尽可能按照所希望停留时间,维持和实时调整这个迎角以便机头指向目标、锁定和开火,随后快速推杆,使飞机回复到较小的迎角(还原和复位)。常规飞机通常限制在远低于失速迎角的条件下飞行,

5) 提高了空对地的攻击性能,命中率有所提高,投弹后规避动作也更敏捷。

缺点就是:结构复杂,寿命短,造价高昂,可靠性差。




不是不用而是暂时还没有比较成熟的矢量发动机供歼20用,这个时间不会太久,




歼20为什么不装矢量喷口?这问题无在乎2个方面,1是不适应当今与未来的空战,所以不装矢量喷口。2是中国没有矢量喷口的技术与制造能力。那先说说2,网上曾经流露过一张照片,就是386手握操纵杆,看着喷口,时光是98年。近几年有个新闻就是矢量喷口连续运行400小时,超过俄罗斯200小时的寿命。那就证明中国是有矢量技术与制造能力。唯一就是不适应当今与未来的空战,那么有些为美视瞻表示不服,那就看看f22有2元矢量,而f35确弃之不用,倒退吗?非也。开车的都知道高速行驶是不能打快方向盘的,否则作死。矢量喷口也是如此,在过失速与小速度下有效,在亚音速与超音速下无用,矢量喷口的惯量在亚超音速下是无法满足操作要求,甚至是有极大的风险。歼20是一款鸭式布局的采用多涡系升力体机型,能极大满足亚超音速,是当今最多操作面的战机,机动性敏捷性在亚超音速是无与伦比的,以至于能飞出抛物线型的弯肘子弯。当今3代机的格斗速度基本都在0.7~1宽泛些是0.5~1.2马赫之间,随着空空格斗弹性能的提升,不可逃逸区的扩大,pl10与aim9x的越肩攻击,已经颠覆3代机的格斗理论,再停留在过失速与小速度的格斗,无非是作死。这也是如今5代机出现了2种空战理论,歼20的超音速攻击兼远程攻击与f35的远程攻击,这2种都是减少近距离格斗,让导弹与对手格斗。因此在此大背景下,还采用矢喷无非是画蛇添足而且还是昔日黄花。

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页面更新:2024-02-06

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