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殲20想換更大推力發(fā)動(dòng)機(jī)有難度 需做三大基礎(chǔ)改進(jìn)

來源:新華網(wǎng) 作者:      2016-11-07

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  在蘇聯(lián)解體以后,俄羅斯等原蘇聯(lián)國家的軍工企業(yè)迫于生存壓力,不得不想盡一切辦法提高自身產(chǎn)品的關(guān)注度和吸引力;各種眼花繚亂的編號(hào)命名變來變?nèi)ァ热缣K35等等,也是那個(gè)時(shí)代留下的印記。

  AL-41編號(hào)最早是指蘇聯(lián)時(shí)代開發(fā)的新一代發(fā)動(dòng)機(jī),推力和發(fā)動(dòng)機(jī)體積重量都要比AL-31高一個(gè)級(jí)別;后來蘇聯(lián)解體,它的開發(fā)和應(yīng)用也停滯了下來。而今天的AL-41,實(shí)際上是繼承了一部分老AL-41技術(shù)的AL-31大改型號(hào),推力、發(fā)動(dòng)機(jī)體積重量都小了一圈,但是技術(shù)運(yùn)用的先進(jìn)性和成熟度都更高。

  在渦扇-15真正成熟以前,117S發(fā)動(dòng)機(jī)是中國能獲得的最好的、最可靠的高速發(fā)動(dòng)機(jī)。但是要獲得117S帶來的性能提升,殲20也還要進(jìn)行一些針對(duì)性的改進(jìn)才行;這涉及到結(jié)構(gòu)、進(jìn)氣道的氣動(dòng)外形、電傳飛控三個(gè)方面。

 

  圖:如果要換117S發(fā)動(dòng)機(jī)的話,需要加大進(jìn)氣道截面

  117S發(fā)動(dòng)機(jī)提升推力性能的關(guān)鍵舉措之一,是它大幅度提升了進(jìn)氣流量。AL-31發(fā)動(dòng)機(jī)在極限狀態(tài)下,每秒鐘要吸進(jìn)112公斤空氣參與燃燒,而117S發(fā)動(dòng)機(jī)則提升到了122公斤每秒。為了滿足更大的進(jìn)氣流量要求,117S發(fā)動(dòng)機(jī)必須采用更大進(jìn)口直徑的風(fēng)扇,才能壓進(jìn)去更多的空氣。

 

  圖:換117S的話,后機(jī)身包裹發(fā)動(dòng)機(jī)的承力結(jié)構(gòu)需要做一些針對(duì)性的改進(jìn),比如調(diào)整位置、大小等等

  在出現(xiàn)進(jìn)口直徑從905毫米提升到932毫米等外形尺寸上的變化以后,117S發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝設(shè)計(jì)不可避免與原來的AL31F/FN會(huì)有所區(qū)別。不過117S原本設(shè)計(jì)的時(shí)候就強(qiáng)調(diào)要便于替換AL 31F系列發(fā)動(dòng)機(jī),因此涉及到的機(jī)身結(jié)構(gòu)變化并不會(huì)很大,是比較容易完成的。

  而進(jìn)氣流量增大帶來的第二個(gè)問題,就是相應(yīng)的飛機(jī)進(jìn)氣道設(shè)計(jì)要進(jìn)行調(diào)整,重點(diǎn)是在保證隱身性能的前提下,放大進(jìn)氣道截面,能通過更多的空氣。這在戰(zhàn)斗機(jī)設(shè)計(jì)上也是很常見的事情,比如使用F110發(fā)動(dòng)機(jī)的F16,其進(jìn)氣道截面積就比裝備F100發(fā)動(dòng)機(jī)的F16要大。

 

  圖:殲11B的進(jìn)氣道調(diào)節(jié)系統(tǒng)改進(jìn)不徹底,使得太行的推力不能完全發(fā)揮

  如果不改進(jìn)氣道的話,飛機(jī)倒是能繼續(xù)湊合用,只是那就必須調(diào)低發(fā)動(dòng)機(jī)流量,使發(fā)動(dòng)機(jī)處于性能無法完全發(fā)揮的狀態(tài),那么殲20換117S發(fā)動(dòng)機(jī)的意義也就喪失大半了。國內(nèi)的殲11B在更換太行發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),就因?yàn)檠兄茊挝辉噲D盡量保留原蘇27sk的進(jìn)氣道調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),只重新設(shè)計(jì)后調(diào)節(jié)板而前調(diào)節(jié)板不變,導(dǎo)致進(jìn)氣道最大截面不足,最后不得不把太行發(fā)動(dòng)機(jī)限制流量、調(diào)低推力。

 

 

  圖:矢量推力要實(shí)用化,一定要在電傳飛控的綜合化控制下,由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制它與其他氣動(dòng)面良好配合

  而最后的一點(diǎn)是,117S發(fā)動(dòng)機(jī)具備矢量推力。要發(fā)揮出它的能力,殲20必須擴(kuò)充和修改電傳系統(tǒng)的控制規(guī)律軟件,讓矢量噴口的偏轉(zhuǎn)能夠在各種情況下都與鴨翼、襟翼、副翼、垂尾等氣動(dòng)面的偏轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)良好的相互配合。

  殲20的研制單位在氣動(dòng)和飛行控制上的水平非常扎實(shí),雖然國內(nèi)之前并沒有矢量推力發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)機(jī)的經(jīng)歷,但要完成殲20與矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的整合對(duì)他們并沒有太多的困難。不過另一方面,在試飛的時(shí)間上則沒有辦法節(jié)省,因此就完成改進(jìn)的時(shí)間來說,可能是三個(gè)改進(jìn)中最長的。(作者署名:候知?。?/p>

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