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文/李鹏森
航空发动机历程
目前,世界主要国家的空军都逐步迈入四代隐身战机时代。大家都知道,按照美4S标准,四代机应该具有超机动,超音速巡航,高信息化系统和隐身能力。这种能力集中在一架战机上,自然非常强大。而在五代机中,拿来比较最多的是F-22、歼20和苏57,只能说F-22仍然是五代机中最成熟的,而且经验也是最丰富的,短时间内是其它两种机无法相比的!
但是,经过时间的推进,歼20和苏-57逐渐打破了F-22一家独大的局面,也让F-22感到了巨大的压力,作为后起之秀,歼20和苏-57具有无限的潜力。其中,.歼-20是中国人民解放军第四代双发重型隐形战斗机,将取代歼10、歼11等第四代优势战机,承担中国未来对空和对海的主权维护任务。
身为后起之秀的两架五代机,显然也没少受到大家的关注,而且两架比较没有断过,到底哪一架更厉害,显然也只有打过才知道!但外媒普遍认为,苏-57并不算真正的五代机,而且此前还摔过一次,进程早就被歼20甩得越来越远!世界范围内曝光的五代机中,苏-57一直型被外界认为根本没有超凡的隐形能力,甚至有“拍扁苏-27”之称。这一看法明显带有偏见。
但在某种程度来说,苏-57既然可以被俄罗斯认定为五代机,自然就在隐身性能方面有所突破。据可靠消息,此前,俄方面表示,目前俄军已按指示计划于2019-2028年间订购76架苏-57。其中去年生产1架(已坠毁,这不算在内),今年生产1架,此后产量逐年增加,至2024年稳定为年产12架,2028年交付。
实际上!自苏-57隐身战机问世以来,俄罗斯的这款战机一直受到人们的诟病,在网络上,人们对苏-57隐身战机最多的态度往往是鄙视。苏-57并不是一帆风顺,在某些方面,苏-57比我国歼-20隐身战机更有实力,这就包括苏-57超机动能力和超巡力。
作为一种隐身战机,苏-57在许多方面的性能指标实际上都无法达到隐身战机的标准,唯独在超机动能力和超巡航能力这两个方面,苏-57却出乎意料地取得了相对较好的成绩,尤其是这两个方面还略微超过了F-35、歼-20等中美新型隐身战机。
苏-57在这一点上能扳回一城,最主要也是最根本的原因是它有更先进的发动机作为支撑。在此阶段,苏-57采用了两种土星117型发动机,即AL-41F1,这两种发动机是在苏-35 S上的“产品117 S”(AL-41F-1S)的增压改进型。此外,俄罗斯还在AL-31引擎的基础上对苏-57进行了特别改进。
有关资料显示,“产品117 S”发动机的最大推力比“产品117 S”增加0.5吨,达到15吨,推重比为10.5,这是因为苏-35 S与苏-57 S重量基本相同,因此苏-57具有较强的机动性能。除提高发动机的推力、推重比外,为适应比苏-35 S先进半代的苏-57、“产品117”采用全数字化发动机控制系统,“飞火推一体化”水平更强。
“产品117”在其它性能指标上同样有重大突破,进步。事实上,“产品117”本质上还是属于我们耳熟能详的AL-31发动机的改进型号,而后者依然是中俄主力三代机的主要动力。然而,“产品117”发动机的改进幅度如此巨大,性能的提升如此明显,足以使其有了一个新名字。
与AL-31发动机相比,“产品117”发动机采用了新型风扇、涡轮机设计,采用了数字化控制系统和矢量推力喷管。除推力显著增加外,“产品117”发动机寿命也更长,其设计寿命可达4000小时,发动机首次大修时间也可达1500小时。也许这些数据与西方同类产品相比,并不光彩,但对俄罗斯来说,已经是非常明显的进步。“产品117”发动机整体性能相当出色,赋予苏-57更强的飞行性能。
值得注意的是,目前这种“产品117”发动机还没有成为苏-57的最好标配,分析认为,苏-57的“产品117”发动机的性能还不足以使苏-57拥有更强的超巡力。再加上隐身性带来的影响,俄罗斯不得不重新寻找适合苏-57发动机的发动机这就是产品30发动机。这款发动机是俄罗斯为第五代战斗机研制的第一台涡扇发动机,技术水平与美国的F119相当。
先进发动机代表
根据俄罗斯方面的说法,产品30发动机采用了全新的设计、材料和生产工艺,“产品30”发动机将是俄罗斯军用小涵道比涡扇发动机领域中的最高级别,其军用推力可达11吨,加力推力约17吨,而且比117发动机更轻,在苏-57发动机更换后,能够使苏-57能够很容易地实现超音速巡航,尤其是其超音速巡航速度可望达到1450公里/小时,完全看齐F-22的飞行性能。这种“30产品”引擎的成功,将使苏-57在飞行性能方面能够与F-22相媲美。
此外,由于采用了可变涵道比设计,使得产品30无论在亚音速还是超音速都有较低的燃油消耗,从而大大提高了飞机的飞行距离和作战半径,通过对尾喷口和进气口的特殊设计,使苏-57的雷达反射和红外发射特性大大降低,从而大大提高了苏-57的隐身性能,除此之外,产品30还具有更好的可靠性和使用寿命。
另外,“产品30”拥有3级低压压气机,5级高压压气机,环形燃烧室,1级高压涡轮,1级低压涡轮,通过采用全新的结构,新的耐高温材料和特殊涂层,达到21-23千克/秒的空气流量。涡轮机前部温度1950-2100 K,最大干推力10.9吨,最大干推力18吨,可有力保证苏-57的超机动巡航性能。即便在最大起飞重量下,这架飞机的推重比仍然可以超过1。除性能大幅提升外,“产品30”还将提高燃油效率,降低生命周期成本,可以改善苏-57的航程,降低运营成本。正如WS-15对歼-20一样,“30产品”对苏-57的重要性已经不再是难事。
令人感兴趣的是,俄罗斯苏-57战机与中国歼-20在发动机方面的发展相当相似。目前,没有一款歼-20型发动机能达到预定的标准,只有在将来更换WS-15型发动机后,才能达到F-22型标准,而苏-57型和歼-20型战机,谁能更快地达到这一目标,这一点只能是、而且必须看到。
此前,为了解决这一尴尬局面,因此歼-20在随后的升级中也对发动机尾喷口进行了改进,之前,部分歼-20验证机开始更换了锯齿式国产涡扇-10 B改进型“太行”发动机(暂称“涡扇-10 X”),该发动机不仅能提高推力和寿命,而且还能隐身处理涡扇-10 B,即增加“锯齿”。
苏57亮点地方
涡扇-10 X发动机所使用的涡扇-10 TVC发动机虽然不具有像歼10所使用的涡扇-10 TVC发动机那样的矢量偏转能力,但涡扇-10 X发动机尾部喷口的“锯齿”能遮挡发动机内部,从而减少雷达特征,提高歼20战机的隐身能力。但是总的说来,涡扇15是解决这个问题的最好办法。
总体来说,苏-57在发动机、机动能力等方面明显占优,身体素质也不一般,在近距离对峙中,苏-57将明显占据优势,而歼20在近距离对峙中则明显占优!但对歼20来说,显然会在超视距范围内发动攻击,不给苏-57接近的机会,而且歼20比苏-57更具有隐身能力,能完全保持远程攻击!如果是长程对抗,苏-57根本就不可能获胜!但如果近战中苏-57占优,综合起来,歼20单挑苏-57,六四开打的可能性更大。