航空史上三發戰鬥機鳳毛麟角,多出一台發動機意味著機身空間布局難度幾何級數上升,進氣道、油路、路線等都需精雕細琢,稍有差池便滿盤皆輸。美英等國前車之鑒,探路失敗,中國六代機卻劍走偏鋒,這背後有何深意?
2019年問世的相關學術研究
2019年,一篇題為【帶鼓包的背負式大S彎進氣道流場特性及參數影響規律】的論文,由國內某空氣動力研究所的研究員發表,其中深入探討了三發發動機的利弊。
然而,最初這項技術並未引起廣泛關註,畢竟這種背負式進氣道設計,看似超前,卻只在對機動性要求不高的轟炸機或無人機上有所套用,高速機動的戰鬥機鮮有采用,直到國內六代機殲-36(暫且沿用網路說法)的出現,才讓人們意識到,我們早已潛心於此項技術的研發。
殲36戰機,翼下雙嘉萊特進氣口,背部另設一DSI進氣口的大S彎進氣道,這不正是學界幾年前探討的方案嗎?
嘉萊特進氣道清晰可見,機翼下。
飛機采用兩種進氣道,其奧妙在於平衡速度與續航。這與油電混合汽車的增程理念異曲同工,巧妙地權衡了效能與效率。
高速路況油車更經濟,城市低速則耗油且維護成本高;電車則反之,城市省電,高速續航受限。於是,油電混合應運而生,靈活切換,兼顧路況。
殲36很可能沿襲了這種設計理念。六代機的具體標準尚未明確,但超音速巡航,即使是五代機標配,也必不可少。
F-22不開加力,1.5馬赫巡航僅30分鐘,加力則燃油驟增,這清晰地展現了速度與航程的此消彼長:速度提升,油耗飆升,航程縮短。三發動機能否打破這種限制呢?
論文分析顯示,DSI與嘉萊特進氣道設計各有千秋。嘉萊特進氣道在高速效能和馬赫數方面(上限達3.5馬赫)表現出色,工藝也相對簡易;然而,其結構復雜,重量偏重,且油耗較高。
DSI進氣道以輕盈、隱身效能優異和燃油經濟性著稱,但其精密的制造工藝使其門檻極高,非擁有頂尖風洞技術的國家難以駕馭,目前僅中美兩國戰鬥機套用。此外,其最佳速度區間局限在2-2.2馬赫,遜色於嘉萊特進氣道。
殲-36或將采用背負式發動機,旨在1.5馬赫速度下實作全程超音速巡航,區別於F-22的短暫超音速能力,有效避免加力燃燒後航程銳減的弊端。
高速飛行時,則啟用翼下嘉萊特進氣道,確保速度始終維持在較高區間。在革命性的變迴圈發動機出現之前,這無疑是最佳選擇。
美國研發六代機已逾十年,進展卻遲遲受阻,癥結在於變迴圈發動機技術瓶頸。沿用現役發動機,意味著下一代戰機仍將延續F-22和F-35的航程短板。
美國人思維模式固化,墨守成規,不肯嘗試三發動機增程技術這類創新方案,結果導致計畫進展緩慢。
中國航空發展模式,如同先造出機身再換裝更強勁心臟的殲-20,先用AL-31F,繼而WS-10C,最終完成WS-15的完美蛻變。這與美國模式大相徑庭,他們往往需耗費十年八年整合新發動機,那時我們的殲-36可能早已翺翔天際了。