中國航發壽命或將趕上美軍F22 一項關鍵技術獲突破

11月6日,珠海航展上殲10B推力矢量驗證機的精彩飛行表演讓人印象深刻,這其中裝備具備推力矢量發動機是實現這一超級動飛行動作的關鍵,實際上,隨著戰鬥機敏捷性、機動性提升和各種先進干擾設備的應用,戰鬥機的突防能力越來越強,近距格鬥成為未來一種重要的戰鬥形式。按照經典現代信息化空戰理論,未來空戰將主要採用超視距空戰模式,但隱身戰鬥機和新一代無人機-預警機多傳感器技術的提升,以及新型雷達的面世讓超視距空戰在隱身戰鬥機之間的對抗變得非常複雜,原本面對三代機的隱身優勢瞬間“回到了起跑線”,雙方比拼的是體系作戰能力,特別是隨著戰鬥機敏捷性、機動性提升和各種先進干擾設備的應用,戰鬥機的突防能力越來越強,近距格鬥成為一種重要的戰鬥形式。一些西方的研究結果認為將來的空戰中仍會有超過30%的戰鬥形式是近距離格鬥。

中國航發壽命或將趕上美軍F22 一項關鍵技術獲突破


一架F/A-18HARV驗證機的發動機“折流板”推力矢量噴口。

此時隱身戰鬥機之間的近身接觸已經成為必須考慮的問題,而在近距離格鬥中,是否具備過失速機動能力將直接決定戰鬥的成敗,所以未來五代機的發動機不僅要具備強大的超音速機動飛行能力,還要具備極強的TVC性能,這一切對發動機和發動機自身的材料技術提出了很高的要求。眾所周知,整個武器系統效能決定於航空器性能和機載武器系統的完善程度,而航空器的性能是航空武器系統的基礎,它的性能好壞將關係到飛機能否搶佔到空戰有利陣位、有利高度,並進行有效的迴避。現代信息化 空中作戰已經要求五代機在爭奪有利發射陣地位置到了十分苛刻的程度,不僅要求超音速巡航能力,更要求超機動能力、過失 速能力不能落於敏捷性戰鬥機之下,空戰時,性能高的飛機能迅速佔領有利高度,並快速的提升速度從而提升導彈發射的初始速度,最終提高擊中敵機的概率;防禦時,性能高的飛機能夠憑藉自己的機動優勢,有效擺脫敵方導彈的追擊。

中國航發壽命或將趕上美軍F22 一項關鍵技術獲突破


在近距離格鬥中,具有過失速機動能力和推力矢量技術的戰鬥機會佔有很大的優勢。為了驗證過失速機動能力和推力矢量技術,西方國家進行兩種戰鬥機之間的對抗,結果具備有過失速機動能力和推力矢量技術的戰鬥機大幅度獲勝,推力矢量技術讓在近距離格鬥中的能力飛行包線得到擴充。利用推力矢量反向技術,具有推力矢量技術的殲10C和殲20戰鬥機可以迅速由超音速下降到亞音速狀態,利用速度的劇烈變化奪取戰鬥的主動權。同時利用過失速機動能力,殲10C和殲20戰鬥機還可以把速度降到更低,從而達到消滅敵機的目的。可見,推力矢量技術和過失速機動的應用大大擴展了殲10C和殲20殲擊機的飛行包線,但是,雖然推力矢量技術的應用可使飛機在大迎角和大側滑角條件下飛行,攻角可達90度左右,但這些給飛機發動機造成了巨大的影響。


中國航發壽命或將趕上美軍F22 一項關鍵技術獲突破


大迎角飛行時進氣道出口流場品質急劇惡化 , 造成壓縮部件喘振裕度減少 , 甚至出現不穩定工作。 發動機穩定性控制就是要使發動機能在大迎角飛行時,進氣畸變嚴重的條件下能穩定工作。類似於殲-10B這類發動機矢量噴管在其偏轉時噴管喉道面積改變 , 影響發動機工作點 , 從而影響發動機穩定性裕度,並對發動機的壽命造成了巨大影響,而決定發動機的壽命的除去生產工藝和技術之外,還包括高溫合金材料,這裡面一個是推力矢量噴口調節片上的高溫耐熱材料,另一個是發動機渦輪葉片的主要 材料,為此我國自主研發了第三代單晶高溫合金——DD9已經應用於太行改進型發動機的葉片製造,而高溫鈦合金——TA29也已經獲得了成功,總體上,在推力矢量發動機壽命和性能材料領域,我國已經獲得了與F-22一較高下的能力,使用壽命將大幅提高。


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