昨天珠海航展上，最吸引眼球的，莫過于一架殲-10B推力矢量驗(yàn)證機(jī)，拖著長(zhǎng)長(zhǎng)的彩色煙霧，做出了“落葉飄”“眼鏡蛇”等一連串飛行動(dòng)作。
其中，15分鐘表演，3次眼鏡蛇動(dòng)作，堪稱震撼。島叔昨天點(diǎn)開了幾個(gè)現(xiàn)場(chǎng)視頻，極富視覺沖擊的飛行畫面搭配著現(xiàn)場(chǎng)觀眾的驚呼聲，生怕錯(cuò)過每一個(gè)細(xì)節(jié)。
不過，對(duì)于一些非軍迷來說，這一切似乎有些讓人摸不著頭腦。在島叔刷微博的時(shí)候，就看到了不少網(wǎng)友問，這個(gè)飛行表演究竟厲害在哪？
厲害在哪？我們一點(diǎn)一點(diǎn)說。
機(jī)動(dòng)性
飛行動(dòng)作如此飄逸，離不開來發(fā)動(dòng)機(jī)的功勞。這次立功的矢量發(fā)動(dòng)機(jī)，有多牛？
島叔可以很淡定地告訴大家，在目前人類物理學(xué)和工程學(xué)能夠落到實(shí)踐的范圍內(nèi)，這基本上算是頂峰了。
雖然理論很枯燥，但是島叔還是要稍稍介紹下。按照空氣動(dòng)力學(xué)原理，飛機(jī)之所以能飛起來，主要是靠著機(jī)翼兩側(cè)的壓力差，飛機(jī)往前飛的越快，壓力差就越大，升力就會(huì)越大。
不過，一個(gè)作戰(zhàn)飛機(jī)要是只是傻乎乎使勁往前飛，顯然是不夠的。畢竟渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)再牛，能讓飛機(jī)飛多快？賽得過屁股后頭火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)的導(dǎo)彈嗎？更何況如果敵人太靈活，你都瞄不準(zhǔn)人家，還怎么進(jìn)行戰(zhàn)斗？
現(xiàn)實(shí)的飛行作戰(zhàn)場(chǎng)景是，由于速度是矢量有疊加，即使飛機(jī)朝后發(fā)射導(dǎo)彈，那也很不容易對(duì)付從尾部靠近的敵人。于是乎，尾追幾乎是永恒的優(yōu)勢(shì)方位。
但是，如果飛機(jī)不是乖乖地往前飛，而是在空中上躥下跳，這件事情就危險(xiǎn)了。萬一一個(gè)升力不足，可能就要摔到地上去……當(dāng)然了，飛機(jī)不是直接摔到地上，而是先經(jīng)過一個(gè)危險(xiǎn)的螺旋。在這個(gè)過程中，經(jīng)驗(yàn)老練的飛行員還有可能改出這個(gè)狀態(tài)，新手就只有悲劇了。
這個(gè)時(shí)候，如果飛機(jī)能夠在正常的飛行中獲得其他方向的力，那么除了很容易在空中實(shí)現(xiàn)上竄下跳的靈活動(dòng)作之外，想從這種失速的狀態(tài)中改出也要容易了很多。 這就是飛機(jī)提高機(jī)動(dòng)性的重要所在。
而提高機(jī)動(dòng)性的關(guān)鍵，就在發(fā)動(dòng)機(jī)。
所謂四代機(jī)，“超機(jī)動(dòng)性”、“超音速巡航”、“隱身能力”和“超強(qiáng)戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢(shì)感知和執(zhí)行能力”。隱身，不多說了，超強(qiáng)戰(zhàn)術(shù)感知能力和執(zhí)行能力是電子技術(shù)問題。超音速巡航和超強(qiáng)機(jī)動(dòng)能力都得看發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。
發(fā)動(dòng)機(jī)
發(fā)動(dòng)機(jī)，無論從體積還是重量上來看，基本上是飛機(jī)最大的系統(tǒng)。
發(fā)動(dòng)機(jī)怎么才能提供足夠大的推力？把發(fā)動(dòng)機(jī)造的足夠大唄。但是這么一來，系統(tǒng)重量也就上去了，性價(jià)比就差很多。發(fā)動(dòng)機(jī)就是要盡可能以小的系統(tǒng)重量實(shí)現(xiàn)最大的推力，即最佳“推重比”。
說起來容易，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片和軸承，可是要在上千度高溫下，以每秒鐘幾十萬轉(zhuǎn)的情況下運(yùn)轉(zhuǎn)。這種工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)功率每提高百分之一，需要付出的代價(jià)都是成倍的。
現(xiàn)在，美國的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)被逼得用了“單晶葉片”。一般的金屬是一大堆小晶體的集合，因此物理性能不咋樣。如果能確保整個(gè)金屬制件是一個(gè)有序的晶體，顯然物理性能會(huì)極大提高。可是，制造的成本和制造難度也在成倍的增加。
目前，我們新一代殲擊機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)還暫時(shí)沒法實(shí)現(xiàn)足夠大的推力，讓飛機(jī)能夠在超音速情況下實(shí)現(xiàn)常態(tài)巡航，仍然需要依靠開加力實(shí)現(xiàn)。
那么超機(jī)動(dòng)能力呢？
這個(gè)實(shí)際上就是主要是看矢量可變發(fā)動(dòng)機(jī)的本事了。推力在物理學(xué)上是一個(gè)矢量，既有大小也有方向。推力的大小由發(fā)動(dòng)機(jī)核心部分決定，但是實(shí)現(xiàn)推力方向的改變，就是看尾噴口調(diào)節(jié)改變方向的技術(shù)了。
最先實(shí)現(xiàn)矢量發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用的是俄羅斯的蘇30MKI，從這個(gè)編號(hào)來看，這是俄羅斯當(dāng)年賣給印度的一批戰(zhàn)斗機(jī)，我們中國買來的是蘇30MKK，沒有這個(gè)功能。在國際上好多人，因此得意了一陣子，看看吧，中國花錢買蘇30戰(zhàn)斗機(jī)，還是沒有買到矢量發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。
不過印度買的這批戰(zhàn)斗機(jī)表現(xiàn)還真不咋地，經(jīng)常花樣摔飛機(jī)，原因何在？還是矢量發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)不過關(guān)……
想想看吧，一個(gè)能產(chǎn)生十幾噸推力的氣流以上千度的高溫快速流過，你想調(diào)節(jié)它的方向，這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口材料該有多么強(qiáng)韌，調(diào)節(jié)噴口方向的機(jī)械裝置得有多么強(qiáng)勁可靠？
事情還沒有完。即使發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口可以調(diào)節(jié)了，可是戰(zhàn)斗機(jī)在以每小時(shí)上千公里的速度飛行時(shí)，怎么確保跟飛行員想要做出的機(jī)動(dòng)狀態(tài)一致？這需要一個(gè)強(qiáng)大的電傳操作系統(tǒng)，系統(tǒng)計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)識(shí)別飛行員發(fā)出的動(dòng)作指令和發(fā)動(dòng)機(jī)矢量方向應(yīng)該改變的角度，復(fù)雜啊……
直到俄羅斯充分吸取了印度花式摔飛機(jī)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，造出了蘇35戰(zhàn)斗機(jī)后，他們的矢量發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)才算是最終過關(guān)。
美國作為世界上的超級(jí)大國，科技實(shí)力毋庸置疑很先進(jìn)，他們的F22戰(zhàn)斗機(jī)上也是應(yīng)用了矢量發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，現(xiàn)在的低配版F35出于成本等因素的考慮，放棄了超音速巡航能力，可是仍然要應(yīng)用矢量發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。
道理也不復(fù)雜，就是因?yàn)檫@個(gè)技術(shù)能讓戰(zhàn)斗機(jī)具有超機(jī)動(dòng)能力，在空戰(zhàn)中會(huì)有毋庸置疑的優(yōu)勢(shì)。
昨天珠海航展上，殲十的矢量發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)驗(yàn)證機(jī)做出了“眼鏡蛇”“落葉飄”的動(dòng)作，就是在向世界展示，中國人如今能夠制造出矢量發(fā)動(dòng)機(jī)了，等著看吧，超音速巡航能力還能有多遠(yuǎn)嗎？
突破
如今，所謂的下一代戰(zhàn)斗機(jī)的四大標(biāo)準(zhǔn)，我們現(xiàn)在也做到了三項(xiàng)，跟美國打算滿世界推銷的F35比，已經(jīng)沒有什么太大的差異。其實(shí)島叔也好奇，我們的這些飛機(jī)成本會(huì)比美國便宜多少呢？
滑稽的事情總是有，昨天許多臺(tái)灣的朋友在網(wǎng)上就憤憤然了。
所謂的經(jīng)國號(hào)，他們用的是什么發(fā)動(dòng)機(jī)？美國用在民用飛機(jī)上的……因?yàn)槊绹幌肱_(tái)灣自己造出來太牛的戰(zhàn)斗機(jī)，于是堅(jiān)決不向臺(tái)灣提供像樣的發(fā)動(dòng)機(jī)。這樣他們還要跑來說，昨天殲十戰(zhàn)斗機(jī)表現(xiàn)出來的那些超機(jī)動(dòng)能力，其實(shí)他們?cè)?0年前也能做得到，島叔確實(shí)無話可說。
差不多30年前吧，島叔還沒穿上軍裝那陣子，個(gè)別藝高人膽大的俄羅斯飛行員首創(chuàng)了超機(jī)動(dòng)能力的鼻祖——普加喬夫眼鏡蛇動(dòng)作，這個(gè)動(dòng)作在空戰(zhàn)中能夠利用突然減速，讓原本占據(jù)尾追優(yōu)勢(shì)的對(duì)手一把跑過頭，成了瞄準(zhǔn)目標(biāo)。
可是這個(gè)動(dòng)作除了依靠蘇27戰(zhàn)斗機(jī)的優(yōu)異氣動(dòng)外形和相對(duì)強(qiáng)大的發(fā)動(dòng)機(jī)推力，剩下的就是靠著戰(zhàn)斗機(jī)飛行員的藝高人膽大和經(jīng)驗(yàn)豐富了。 否則，還真就像前文說到的那樣，因?yàn)闆]有足夠的推力，好像秤砣一樣摔到地上去了。
西方國家，除了“認(rèn)真嚴(yán)肅”地討論這個(gè)動(dòng)作好像沒有什么用之后，也只有老老實(shí)實(shí)承認(rèn)，除了美國的f16氣動(dòng)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)驗(yàn)證機(jī)之外，只有俄羅斯的蘇27，系列戰(zhàn)斗機(jī)才能真的做得到。好在F22和F35及時(shí)出現(xiàn)了，他們的矢量發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)應(yīng)用，終于讓超級(jí)大國板回了顏面。
就是這么回事，今天我們的軍工人員解決了上面所說的一切問題，讓我們的殲十戰(zhàn)斗機(jī)好像小燕子一樣飛來給大家看。
這足以證明，我國成功實(shí)現(xiàn)了推力矢量這一航空關(guān)鍵領(lǐng)域的創(chuàng)新突破。我們，站在了第一梯隊(duì)。
( ^' U" X. J- y) y/ L自從引入矢量發(fā)動(dòng)機(jī)后，蘇霍伊戰(zhàn)機(jī)的機(jī)動(dòng)性能再上一個(gè)臺(tái)階，成為“超機(jī)動(dòng)”，蘇-30SM、蘇-35、蘇-57等超機(jī)動(dòng)戰(zhàn)機(jī)在航展上的表演征服了不少人。這其中就包括在巴黎航展看過蘇-35表演的運(yùn)20總師唐長(zhǎng)紅，他認(rèn)為，就機(jī)動(dòng)性而言，這是他在歷屆航展當(dāng)中所欣賞到的最強(qiáng)者，蘇-35的這種機(jī)動(dòng)能力將在一段時(shí)間內(nèi)處于統(tǒng)治地位。
蘇-30SM/35/57一個(gè)標(biāo)志性的動(dòng)作就是機(jī)頭360度旋轉(zhuǎn)的“落葉飄”機(jī)動(dòng)，這個(gè)機(jī)動(dòng)可謂超機(jī)動(dòng)的精華，它的強(qiáng)指向性具有很強(qiáng)的戰(zhàn)術(shù)意義。但也有觀點(diǎn)認(rèn)為飛機(jī)做“落葉飄”等于活靶子，那么事實(shí)真是如此么？今天，我們就來簡(jiǎn)單說說這事。
“落葉飄”又稱“可控平螺旋”，俄羅斯對(duì)這個(gè)動(dòng)作的說法是“直升機(jī)”動(dòng)作。即戰(zhàn)機(jī)機(jī)腹朝下，直直落下，過程中自主控制偏航方向的特技動(dòng)作。
這個(gè)動(dòng)作的初始速度是零，是完全的失速后動(dòng)作。而大部分耳熟能詳?shù)某瑱C(jī)動(dòng)如“眼鏡蛇”、高攻角滾轉(zhuǎn)等則通常是由低速過渡到失速的動(dòng)作。在俄制戰(zhàn)機(jī)的超機(jī)動(dòng)表演中，“直升機(jī)”是被拿來當(dāng)“收尾”的動(dòng)作，也就是很多特技動(dòng)作做完后速度降到0以后，就以“直升機(jī)”動(dòng)作來收尾并且改出。從這安排就知道俄羅斯人對(duì)于超機(jī)動(dòng)動(dòng)作的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用已經(jīng)很有概念：直升機(jī)動(dòng)作確實(shí)是個(gè)非常好的收尾動(dòng)作，它可攻可守。
戰(zhàn)機(jī)的高機(jī)動(dòng)是以能量為代價(jià)換來的，做完動(dòng)作能量就會(huì)下降，而如果是超機(jī)動(dòng)，則能量可能降到失速速度，速度幾乎是零，戰(zhàn)機(jī)會(huì)無以為繼，就必須改出失速后狀態(tài)。最直接得作法就是動(dòng)作結(jié)束后以俯沖姿態(tài)加速，重新獲得能量。例如Su-27的尾沖就是這樣改出，這種改出方法有兩大缺點(diǎn)：
1.需要高度才能改出，越低空越危險(xiǎn)；
2.改出過程比較難應(yīng)付后續(xù)威脅。
因此有人說失速后就會(huì)變成待宰羔羊。
直升機(jī)動(dòng)作則是機(jī)腹朝下“飄落”，然后用矢量推力進(jìn)行偏航，短時(shí)間內(nèi)指向任意的水平方向。這與傳統(tǒng)改出法相比有明顯優(yōu)勢(shì)：
1.可以自行決定改出方向，例如遠(yuǎn)離敵機(jī)的方向，或是面對(duì)敵機(jī)進(jìn)行后續(xù)戰(zhàn)斗；
2.高度掉很慢，因此必要時(shí)可以不用非得馬上改出。
所以直升機(jī)是一種可以用來應(yīng)付后續(xù)威脅的積極收尾動(dòng)作。但是，這時(shí)的飛機(jī)能量一樣很小，不會(huì)變成待宰的靶嗎？
先說一下什么叫做待宰的靶。那就是你看得到它，打得到它，而且它沒有還手的機(jī)會(huì)，而這些條件卻是很難滿足的。
直升機(jī)動(dòng)作不會(huì)是第一個(gè)使用的超機(jī)動(dòng)動(dòng)作，因?yàn)榭諔?zhàn)剛發(fā)生時(shí)一定有充足的速度，這時(shí)硬要減速到0來做直升機(jī)動(dòng)作，顯然頭腦有洞。會(huì)用到直升機(jī)動(dòng)作，應(yīng)該是激烈戰(zhàn)斗已經(jīng)完畢，甚至已經(jīng)用上了其它超機(jī)動(dòng)動(dòng)作。當(dāng)實(shí)戰(zhàn)中戰(zhàn)機(jī)已經(jīng)走到這一步(活著進(jìn)入直升機(jī)狀態(tài))，通常表示與它發(fā)生格斗的敵機(jī)已經(jīng)被清空了，如果真的還沒有清空，直升機(jī)動(dòng)作的指向通常比傳統(tǒng)機(jī)動(dòng)快很多，因此也來得及補(bǔ)一槍干掉對(duì)手。
而所謂的“靶機(jī)”理論指的是敵機(jī)位在遠(yuǎn)方的僚機(jī)可以用超視距作戰(zhàn)的方式為友機(jī)報(bào)仇，而這時(shí)超機(jī)動(dòng)戰(zhàn)機(jī)就成了無縛雞之力的靶機(jī)。會(huì)這樣嗎？再說一次，什么叫做待宰的靶。那就是你看得到它，打得到它，而且它沒有還手的機(jī)會(huì)。
而事實(shí)上，直升機(jī)動(dòng)作下的戰(zhàn)機(jī)速度幾乎是0，所以對(duì)多普勒模式的雷達(dá)來說它相當(dāng)于隱身目標(biāo)，要嘛就是被當(dāng)成雜波濾掉，要嘛就是距離很近才能發(fā)現(xiàn)。而俯視雷達(dá)、主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭就是要用多普勒模式。換言之，敵機(jī)要以平視或仰視方式，并且不用多普勒模式，才比較好發(fā)現(xiàn)“直升機(jī)”動(dòng)作下的戰(zhàn)機(jī)。
而即使可以發(fā)現(xiàn)，也很難用主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈去攻擊，這是因?yàn)橹鲃?dòng)雷達(dá)導(dǎo)彈一定會(huì)用多普勒模式，而就算導(dǎo)引頭到近距離還是可以鎖定飛機(jī)，也由于飛機(jī)速度很慢，所以飛機(jī)與干擾彈的多普勒特征差距較小，反制成功的機(jī)率頗高。如果是半主動(dòng)雷達(dá)模式，或許可以，不過現(xiàn)代美系戰(zhàn)機(jī)已經(jīng)很少用半主動(dòng)雷達(dá)制導(dǎo)導(dǎo)彈了。
另一種有用的是紅外制導(dǎo)，它與多普勒效應(yīng)無關(guān)，所以理論上知道飛機(jī)在哪里，把導(dǎo)彈打出去，用紅外導(dǎo)引頭去鎖，應(yīng)該是可以。
反過來說，在“直升機(jī)”動(dòng)作中的戰(zhàn)機(jī)可以很快地指向新的對(duì)手，這時(shí)它對(duì)敵方的探測(cè)并不受影響，武器也是各種導(dǎo)引方式都可以，因此反而有探測(cè)與火控能力上的優(yōu)勢(shì)。
這里要注意的是，導(dǎo)彈射程是導(dǎo)彈飛行距離與目標(biāo)逼近距離的總和。發(fā)射初速是零時(shí)，初始能量低，會(huì)影響射程沒錯(cuò)，但目標(biāo)速度是0一樣會(huì)降低射程。所以這時(shí)攻守雙方的射程都會(huì)降低。而如前所述，攻方不能使用多普勒模式，因此攻擊時(shí)應(yīng)該會(huì)以仰射姿態(tài)，反過來說守方就容易有高度優(yōu)勢(shì)，這也會(huì)影響一些射程。
也就是，用同級(jí)武器時(shí)，攻守雙方射程都會(huì)降低，攻方不會(huì)因?yàn)椤澳芰扛摺倍喑鍪裁磧?yōu)勢(shì)，而且守方可選用的武器較多，探測(cè)又不受限，威脅還是很強(qiáng)的。
甚至如果守方是俄制戰(zhàn)機(jī)，攻方是美系戰(zhàn)機(jī)，那俄系戰(zhàn)機(jī)的武器射程偏遠(yuǎn)，反而還有射程優(yōu)勢(shì)。
煙雨迷蒙 發(fā)表于 2018-11-7 15:24
我就想知道這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是純自主開發(fā)的還是買的或者是有原型機(jī)抄的？從理論到實(shí)踐都是自主的我真心自豪，抄的 ...
煙雨迷蒙 發(fā)表于 2018-11-7 15:24% C* A' ]- b! v, o4 [
我就想知道這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是純自主開發(fā)的還是買的或者是有原型機(jī)抄的？從理論到實(shí)踐都是自主的我真心自豪，抄的 ...
畫個(gè)圖好難 發(fā)表于 2018-11-14 09:46# f6 _* l, N/ `# M1 h8 [$ I
能有地方給你抄？別天天畫圖畫傻了，多看看時(shí)事政治你就知道我們國家的處境了，別沒腦子的噴，有進(jìn)步就要 ...
煙雨迷蒙 發(fā)表于 2018-11-7 15:24
我就想知道這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是純自主開發(fā)的還是買的或者是有原型機(jī)抄的？從理論到實(shí)踐都是自主的我真心自豪，抄的 ...
LGQ9761 發(fā)表于 2018-11-14 13:40( P5 w! k1 f" H- d* W8 Q5 O* p1 O: _2 C
抄的又能怎么樣，有多少高科技不是從抄襲山寨模仿向自主研發(fā)設(shè)計(jì)靠攏，一步步過來的，看不起抄襲？
煙雨迷蒙 發(fā)表于 2018-11-14 10:53
抱歉。你的溝通能力還沒有到有效溝通的水平。所以我拒絕和你理論，免得智商被你拉低。你要加油哦！
煙雨迷蒙 發(fā)表于 2018-11-7 15:24
我就想知道這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是純自主開發(fā)的還是買的或者是有原型機(jī)抄的？從理論到實(shí)踐都是自主的我真心自豪，抄的 ...
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