新浪新闻客户端

中国或正研发六代机 采用短S弯进气道加等离子技术

中国或正研发六代机 采用短S弯进气道加等离子技术
2020年07月08日 11:15 军事自媒体 作者:兵工科技
缩小字体 放大字体 收藏 微博 微信 0

  来源:兵工科技

  中国国产武器装备研发素有“装备一代、研发一代、预研一代”的传统,在第五代战斗机歼-20初步小批量列装解放军空军部队并形成战斗力的时候,大家都在猜测,中国的国产第六代战斗机,是否已经悄悄展开了研制工作?几年前,成都飞机设计研究所的王海峰总师实际上已经透露出我国六代机已经展开了关键技术攻关和预研,这是军工领域航空口给出的行动答案;而近日,全军武器装备采购信息网上发布了一则空军的关于未来新型隐身战斗机S弯进气道的预研项目,这一预研中的新型技术,会不会就是国产第六代战斗机技术预研攻关的一部分呢?而这一技术预研项目中采用的“等离子体”技术,也引发了不少军事爱好者的兴趣——这不是俄罗斯五代机曾经打算采用但后来因成熟度不高而放弃的“隐身大杀器”吗?它在新一代战斗机的研制中又能有什么用呢?

  空军预研的新战机,确有可能是六代机

  那么,全军武器装备采购信息网上发布的空军预研项目,是否是与新一代战斗机或者是国产六代机有关呢?

  首先,必须明确一点,我军无论是陆、海、空军还是火箭军,哪个军兵种的新一代武器装备研制,都不像不少军事爱好者想的那样,主要是由科研院所、大学院校等研究机构和军工部门/集团负责设计研发,搞定之后然后交付人民解放军装备的。事实上,人民解放军自己也有专门的科研机构,在新一代武器装备研发中也发挥着重要作用,扮演着重要的角色。以新一代战斗机为例,空军的研究机构比如空军研究院,需要根据世界战斗机技术和空军作战理论的发展,预研并确定六代机都有哪些必需的技术标准和需求,并确定其基本技战术指标如飞机重量、速度、隐身效能等,然后向军工科研机构的“国家队”比如中国航空工业集团公司提出新一代战机的招标项目,由军工部门按照军方的需求进行新机的研发和竞标,并根据竞标结果选定最合适的设计方案,进一步投入资金进行原型机的开发,并最终形成列装的型号产品。所以,空军在六代机研制中绝对要扮演一个重要的角色,是不可或缺的。既然几年前军工部门已经展开了六代机的技术预研攻关工作,那么空军肯定也不会缺席。

  从苏-57的底部角度来看,其进气道的确明显采用了S弯结构设计,但为了向发动机进气效率妥协,S弯设计被弱化

  其次,在新的预研项目文档介绍中,我们看到了“高性能超紧凑短S型进气道”这一术语,这显然是为一种新一代的隐身战斗机量身定制的。从目前来看,自第五代战斗机普及隐身技术开始,S弯进气道就成为了一个标志性的结构隐身设计技术,它的原理是通过从飞机进气口到排气口的S弯形结构设计,使得早先四代机以前飞机中一个明显的雷达镜面反射源——喷气式发动机风扇叶片,因S弯而被遮挡,从而达到显著降低雷达反射信号特征的隐身作用。从F-22到歼-20,莫不如是。然而S弯进气道也有一个缺陷,这就是增加了进气口结构的复杂和弯曲性,从而导致发动机进气效率受到影响,进而限制了发动机的工作裕度,降低了其性能,比方说发动机在进行一些复杂的大迎角机动动作时,由于进气来流角度不佳,更加放大了S弯进气道的不利影响,甚至可能导致发动机出现喘振、空中停车等事故。加之,大部分第五代战斗机为了追求超声速巡航这一关键性的性能指标,需要在气动布局上采用减阻设计,必须拉长飞机的长细比,这就导致从进气口到发动机舱和尾喷口的距离更长,相应进一步拉长了S弯进气道的结构长度,进一步劣化了S弯进气道对发动机进气的影响,增加了结构设计和飞发匹配设计难度。我们看到俄罗斯苏-57第五代战斗机虽然采用了S弯进气道技术,但后来却不得不做出妥协,搞得进气口发动机风扇叶片大部分暴露在正前方视线内,这其中有很大一部分因素是为发动机维持正常工作性能而做出的妥协,当然这肯定要以牺牲隐身性能为代价。我国的歼-20战斗机,整机长度超过20米,机身长细比较大,其S弯进气道也较长,这肯定也会对发动机进气和工作产生一定不利影响,需要通过采用其他一些技术来弥补。

  苏-57的S弯进气道为了向发动机进气效率妥协,牺牲了前向隐身效果,从前向看,还能看到很大一部分发动机风扇

  那么,有没有办法解决这一问题呢?答案就是上面提到的似乎很艰涩的技术术语——“高性能超紧凑短S型进气道”,它采用与目前五代机普遍采用的长S弯进气道不同的紧凑型短S进气道,在保证隐身性能的同时,解决S弯进气道不利于发动机工作,限制发动机性能的难题。对于目前我们所了解的第六代战斗机而言,无论是欧洲还是美国,目前公布的六代机方案都延续了S弯进气道设计,因为六代机所需的隐身效能,必须比现役五代机要高出至少一个量级,才能算是拉开代差;同时六代机又要求比五代机更高的飞行速度和机动性能,这就要求六代机拥有比五代机推力更大、性能更好的发动机(比如推重比12甚至更高的发动机)。这就表明六代机对发动机进气量要求更大,要求更紧凑、更短的新型S弯进气道。所以从技术角度看,空军公布的预研中的紧凑型S弯进气道,很有可能是应用于未来的第六代战斗机,即便不是,也是应用于五代改等比目前现役五代机性能更好的新一代战斗机。

  五代机普遍采用较长结构的S弯进气道

  “等离子体”不光可以隐身,还能用于改善发动机进气效率

  空军预研项目中提出的“等离子体”技术,很多军事爱好者并不陌生。等离子体隐身技术,是指产生并利用在飞机、舰船等武器装备表面形成的等离子云来实现规避电磁波探测的一种隐身技术。俄罗斯在对等离子体隐身技术进行多年研究后发现,要形成并长时间维持覆盖包裹机体的等离子体结构,需要耗费大量的电能,而以目前的五代机动力技术而言,无法支持。因此苏-57上并未采用该技术。然而“等离子体”不光可以隐身,根据我国空军科研人员研究,等离子体还可以对发动机进气口的来流进行激励和影响,经风洞试验表明,等离子体的激励效应,对总压恢复系数、出口周向总压畸变都有一定影响,技术人员们还总结出了相应的影响规律,如①采用等离子体激励将进气道总压恢复系数提高0.5%以上;②采用等离子体激励将进气道出口周向总压畸变系数降低30%以上。空军研究人员认为,等离子体激励效应如与紧凑型短S弯进气道技术同时应用,极有可能研制出一种发动机进气效率极高,气流控制能力极强,与新一代战斗机发动机高度匹配的进气道系统,将为新一代战斗机的研制做出重要贡献。

  当然,等离子体激励技术在工程应用上到底靠不靠谱,能不能用在六代机上,还得看进一步技术预研的成果。科研战线就是这样,有胜利也有失败,为新一代战斗机准备的新技术可能有许多种,最终可能其中大部分都不能用在新机上,但这并不代表技术研发无用。爱迪生为了研究照明技术,试过了很多种照明发光材料,科学上的试验,都是通往成功的必由之路。

  在苏-57的原型机T-50真身亮相前,关于其将采用“等离子体”隐身技术的传闻甚嚣尘上

  结语

  但凡是对航空技术有了解的朋友都知道,飞发匹配设计是一款新型战斗机能否成功的关键,好的飞发匹配设计,能充分发挥战斗机发动机的性能,给战斗机赋予澎湃的动力和高超的机动能力。从这点看,新的紧凑型短S弯进气道的研发,无疑是一个可喜的探索。

  在这里我们祝中国的航空军工科研技术人员们一切顺利!中国的六代机早日飞上蓝天!

免责声明:以上内容为网友在新浪军事争鸣栏目上传并发布,仅代表发帖网友观点,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

中国空军
新浪新闻公众号
新浪军事公众号

更多猛料!欢迎扫描左方二维码关注新浪军事官方微信(sinamilnews)

新浪军事意见反馈留言板 400-052-0066 欢迎批评指正

违法和不良信息举报电话:4000520066
举报邮箱:jubao@vip.sina.com

Copyright © 1996-2020 SINA Corporation

All Rights Reserved 新浪公司 版权所有