=
那片眾所周知的“銀杏葉子”又一次飛上了天空！相比去年年底的首飛，在此次的飛行中這片“銀杏葉子”收起了起落架，關(guān)閉了機翼翼尖的開縫式機動襟副翼，整體線條看起來流暢了許多。 當(dāng)然，咱們能說的也就這么多了，關(guān)于沒有公開的裝備，我們的態(tài)度一以貫之： 一切以官方公布的為準(zhǔn)。
所以，今天我們主要來研究具體的技術(shù)問題。咱們都知道，相比前幾代戰(zhàn)斗機，新一代作戰(zhàn)平臺在航空發(fā)動機的配備上，出現(xiàn)了重大的技術(shù)革新。
原先的幾代主戰(zhàn)機型基本都采用了單發(fā)或雙發(fā)的設(shè)計，除了極少數(shù)未能走到量產(chǎn)階段的技術(shù)驗證機，幾乎沒有采用三發(fā)動機構(gòu)型的戰(zhàn)斗機。 而新一代作戰(zhàn)平臺則獨辟蹊徑，使用了一個極其特殊的三發(fā)動機構(gòu)型。
NGAD想象圖
這還不算，從美國的NGAD的部分流出的設(shè)計（可能已經(jīng)成為廢案）看，美國的NGAD在概念研究階段甚至很認(rèn)真地考慮過使用四臺F-414型中等推力渦扇發(fā)動機、兩臺發(fā)動機并聯(lián)共用一個進氣道/噴口的構(gòu)型。
這讓新一代作戰(zhàn)平臺，在動力系統(tǒng)的選擇上，越來越像是一架轟炸機。三/四發(fā)動機的構(gòu)型，更是超過了我們絕大多數(shù)軍迷，對于戰(zhàn)術(shù)飛機通常的認(rèn)知范疇。
美國也曾嘗試過三發(fā)構(gòu)型，例如NR-349截?fù)魬?zhàn)斗機項目
那么，新一代作戰(zhàn)平臺為何會選擇三發(fā)/四發(fā)動機這種特殊的構(gòu)型？為何在先前的戰(zhàn)術(shù)飛機里少見此類設(shè)計？
先說前幾代戰(zhàn)術(shù)飛機的設(shè)計取舍和性能選擇。從航空發(fā)動機的發(fā)展來看，在上世紀(jì)70年代到80年代，軍用小涵道比中等推力渦輪風(fēng)扇發(fā)動機、大推力渦輪風(fēng)扇發(fā)動機各自出現(xiàn)了幾個代表：
F-404航空發(fā)動機
前者的典型代表是美國的F-404系列，蘇聯(lián)的卡莫夫RD-33，最大軍推60千牛一級，最大加力推力90千牛一級，發(fā)動機重量在1.2噸左右。
后者的典型代表是美國的F-100/110，蘇聯(lián)的AL-31F，最大軍推80到90千牛一級，最大加力推力120到130千牛一級，發(fā)動機重量1600到1800千克，這就是典型的第三代大推的基本技術(shù)性能。
F-15與蘇-27
而當(dāng)時，典型的幾種第四代作戰(zhàn)飛機中，比如F-15C戰(zhàn)斗機，空機重量12.7噸，典型空戰(zhàn)構(gòu)型下起飛重量20噸左右，最大起飛重量30.82噸，在使用兩臺F-100型發(fā)動機的情況下，就可以確?？諔?zhàn)最大加力時推重比過1。
比如蘇-27型戰(zhàn)斗機，空機重量16.8噸，典型空戰(zhàn)重量（5噸燃油，1噸彈藥，0.5噸給飛行員、滑油等）23.3噸，使用兩臺AL-31F也可以確?？諔?zhàn)時最大推重比過1了，配套飛機的翼載荷和升阻比性能等，足以確保這兩種戰(zhàn)術(shù)飛機的超音速性能，包括高空最大速度，加速性能等。
所以，對于第四代戰(zhàn)斗機來說，中型戰(zhàn)斗機使用雙中推/單大推，重型戰(zhàn)斗機使用雙大推，完全能夠滿足相應(yīng)的空戰(zhàn)性能的需求了。
但是等到新一代作戰(zhàn)平臺出現(xiàn)的時候，完了，壞菜了。
F-16與蘇-30同框
首先是飛機的機體重量出現(xiàn)了極大的提高，我們都知道從第四代戰(zhàn)斗機到第五代戰(zhàn)斗機，飛機的機體重量是呈現(xiàn)出遞增趨勢的： 如第四代中型戰(zhàn)斗機代表（F-16、殲-10）等，空機重量是8到9噸這個級別，第四代重型戰(zhàn)斗機空機重量就普遍是13到16噸這個級別。
而到了第五代戰(zhàn)斗機上，中型戰(zhàn)斗機（如F-35等）空機重量已經(jīng)達(dá)到了12噸以上，達(dá)到了第四代重型戰(zhàn)斗機早期型的水平，重型戰(zhàn)斗機（如F-22A）空機重量甚至接近20噸，還好第五代航空發(fā)動機基本做了性能上的兜底。
但是新一代作戰(zhàn)平臺，它的空重相比第五代戰(zhàn)斗機又有了更大的提高，如果說第五代重型戰(zhàn)斗機基本上是空機重量18到20噸，最大起飛重量35噸到38噸這個區(qū)間。
那么，新一代作戰(zhàn)平臺的重型型號，空機重量不會低于25噸，最大起飛重量加上12到15噸燃油和3到4噸的彈藥妥妥的突破40噸，這一點在美國的NGAD設(shè)計設(shè)想中，已經(jīng)不止一次被明確了。
畢竟，新一代作戰(zhàn)平臺所要求的大航程、尤其是超音速巡航條件下的大航程性能，配備有極其完備的大孔徑相控陣?yán)走_(dá)和光電雷達(dá)，甚至要求搭載機載算力中心，以支持CCA機型作戰(zhàn)等性能等，都要求這架飛機的體量絕對小不下來。
最典型的，要求大航程，那么機內(nèi)燃油就要多，機內(nèi)燃油多，在燃油系數(shù)一定的情況下，機體重量就下不來，就是這么簡單。
新一代作戰(zhàn)平臺的空機重量、最大起飛重量 提升巨大，航空發(fā)動機的升級卻沒有相應(yīng)跟上 。
F-119航空發(fā)動機
如今堪用的航空發(fā)動機，第四代小涵道比大推力航空發(fā)動機以F-119為代表，基本上還是維持在最大加力推力160千牛這個級別上。這個數(shù)據(jù)相比第三代小涵道比大推力渦扇發(fā)動機強，但是繼續(xù)往上堆推力難度就有點大了。現(xiàn)有的材料和渦輪前溫度在現(xiàn)有的發(fā)動機工作體制下，快要堆到極限了。
目前，F(xiàn)-135發(fā)動機堆到190千牛這個級別的推力靠的是擴大涵道比，推力確實提高了，但是相比小涵道比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機，它的超音速性能下降了，難以滿足新一代作戰(zhàn)平臺對超音速性能的要求。
美國YF-23驗證機
而如果不惜成本維持小涵道比設(shè)計繼續(xù)堆推力，反過來的問題是，發(fā)動機耗油率上去了，那新一代作戰(zhàn)平臺的超音速巡航 條件下的航程性能，又達(dá)不到要求了。所以，航空發(fā)動機就變成了新一代作戰(zhàn)平臺研發(fā)上最大的攔路虎。
按照現(xiàn)有的第四代大推力航空發(fā)動機性能，兩臺小涵道比的第四代大推力航發(fā)最多可以確保320千牛左右的最大加力推力，200千牛以上的軍推推力。如果新一代作戰(zhàn)平臺的空戰(zhàn)重量為40噸吧，那么它的加力推重比只有0.8，軍推推重比0.5，這個性能指標(biāo)甚至已經(jīng)已經(jīng)落后于大部分第四代戰(zhàn)斗機。
即使新一代作戰(zhàn)平臺的減阻和升阻比性能更為優(yōu)異，也難以完全挽回推重比上的劣勢。 而要在雙發(fā)的情況下，確保新一代作戰(zhàn)平臺的推重比性能和第五代戰(zhàn)斗機持平，單臺發(fā)動機加力推力不會小于20千牛，按照舊技術(shù)體制研發(fā)的航發(fā)已難以達(dá)成。
所以，新一代作戰(zhàn)平臺的動力組選擇，使用雙四代大推已經(jīng)難以滿足需要，而五代大推現(xiàn)在又搞不出來。經(jīng)過性能權(quán)衡后，使用三大推甚至使用四中推就是自然而然的選擇。
相比之下，三大推還是比四中推要好一些。畢竟，假設(shè)單發(fā)動機系統(tǒng)可靠性為95%的話，那么4發(fā)可靠性只有81%，3發(fā)可靠性為85.7%，二者之間的差距是存在的。而在使用三大推的情況下，基本可以確保整機有300千牛的軍推推力，基本上可以確保其軍推推重比在0.75左右。
這個數(shù)據(jù)其實已經(jīng)超過典型第四代戰(zhàn)斗機的水平了，和第五代戰(zhàn)斗機的水平旗鼓相當(dāng)，足以在超音速飛行性能和超音速巡航能力之間達(dá)成均衡。
新一代作戰(zhàn)平臺的內(nèi)構(gòu)想象圖
所以，對于新一代作戰(zhàn)平臺來講，在新體制大推力渦扇發(fā)動機暫未出現(xiàn)的情況下，目前的選擇就是最佳選擇，使用三臺第四代小涵道比大推力渦輪風(fēng)扇發(fā)動機足以確保新一代作戰(zhàn)平臺能夠達(dá)到相應(yīng)技術(shù)性能。
從技術(shù)發(fā)展的角度看，現(xiàn)有體制的渦扇發(fā)動機也并非發(fā)展終點，一些新體制的航空發(fā)動機也在逐步涌現(xiàn)。比如目前最有希望的變循環(huán)航空發(fā)動機，就有可能在大推力、涵道比可調(diào)、不同速度范圍下的工況改變上，達(dá)成均衡。
最近網(wǎng)上瘋傳的新一代作戰(zhàn)平臺起飛畫面，大概率是CG圖
當(dāng)然，目前的新一代作戰(zhàn)平臺肯定是用不上了，無論是中國還是美國，還是歐洲，下一代作戰(zhàn)飛機基本確定還是會以第四代渦扇發(fā)動機和其技術(shù)改進型作為動力組。 變循環(huán)發(fā)動機以目前研發(fā)進度分析，應(yīng)當(dāng)會在2035年到2040年左右成為第七代戰(zhàn)斗機的動力組，離現(xiàn)在還遠(yuǎn)得很。
熱門跟貼