前天咱們?cè)谖哪┓懦龅哪菑?，?jù)說(shuō)是新一代空中作戰(zhàn)平臺(tái) （為了方便閱讀理解，后文就用“殲-36”這一網(wǎng)友給的臨時(shí)稱呼代替）全加力起飛的照片，這兩天又在網(wǎng)上引發(fā)了轟動(dòng)。畢竟，三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)噴出的尾焰十分耀眼。
當(dāng)然，咱們?cè)谶@辟謠一下哈，這張所謂的全加力起飛照，實(shí)際上是一張PS照片，是用美國(guó)空軍的B-2轟炸機(jī)起飛的照片修改的。后來(lái)，甚至還有人添油加醋地用AI做了段視頻，充分體現(xiàn)出了AI的信息污染現(xiàn)在到底有多嚴(yán)重。不過這和本文主題無(wú)關(guān)，暫且按下不表。
關(guān)于這張照片，大伊萬(wàn)看了一下回復(fù)，大家提的最多的居然是——咱們的殲-36，是不是使用了某些新原理航空發(fā)動(dòng)機(jī)，比如傳說(shuō)中的旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)或者脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)？
其實(shí)，早在殲-36剛起飛不久，在網(wǎng)上就流傳過類似的說(shuō)法。說(shuō)殲-36，使用的是渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的組合式動(dòng)力系統(tǒng)，在亞音速速段只啟動(dòng)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，到超音速速段后啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)超音速甚至高超音速巡航。
這也意味著，殲-36使用的是先進(jìn)的組合動(dòng)力系統(tǒng)，那么這種說(shuō)法究竟是否符合事實(shí)呢？很顯然不符合事實(shí)，無(wú)論是從工程研發(fā)的角度，還是從技術(shù)原理的角度，還是從戰(zhàn)術(shù)性能的角度都不可能。
先說(shuō)技術(shù)原理，目前的一些適合飛行器在高超音速速段飛行的新原理發(fā)動(dòng)機(jī)，其發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)條件苛刻。比如沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)，只能先利用固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)或者渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)先將飛行器加速到一定的速段，為飛行器前方的氣流產(chǎn)生一定的預(yù)壓縮，才能成功啟動(dòng)沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)。
而超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)由于需要發(fā)動(dòng)機(jī)前方氣流達(dá)到音速，啟動(dòng)條件比常見的亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)還要苛刻。而更新原理的發(fā)動(dòng)機(jī)比如脈沖爆震波發(fā)動(dòng)機(jī)，斜板爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)等，其啟動(dòng)條件還要更高，一般需要飛行器達(dá)到3倍音速時(shí)才能順利啟動(dòng)。在亞音速速段，或者在低超音速速段，這種新原理發(fā)動(dòng)機(jī)可以說(shuō)是完全沒用的。
所以，如果真的如一些軍迷猜測(cè)的那樣，殲-36使用的是組合式動(dòng)力組，如兩臺(tái)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)加上一臺(tái)新原理發(fā)動(dòng)機(jī)，那么最大、最直接的問題就是：這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在低速段是沒用的，只能等飛機(jī)加速到了超音速之后再啟動(dòng)，這也就意味著這架飛機(jī)在整個(gè)亞音速甚至低超音速，都要帶著一個(gè)接近2噸重的死重，同時(shí)要少10噸以上的軍推和16噸以上的加力推力。
如果這架飛機(jī)的空戰(zhàn)起飛重量40噸，意味著在亞音速速段和低超音速速段只有0.5的軍推推重比和0.8的加力推重比，這性能說(shuō)真的跟米格-31差不多。雖然這飛機(jī)進(jìn)入超音速速段、啟動(dòng)新原理發(fā)動(dòng)機(jī)之后機(jī)動(dòng)性可能會(huì)天下無(wú)敵，但是在亞音速速段就是個(gè)磚頭，甚至加速性能都漫長(zhǎng)到讓人難以接受。一架本應(yīng)該在全速度范圍都具備相當(dāng)強(qiáng)性能的飛機(jī)，突然變成了一架特化的截?fù)魴C(jī)，不是說(shuō)完全不能接受，起碼是需要取舍。
除了技術(shù)原理存在問題，技術(shù)原理導(dǎo)致飛機(jī)的戰(zhàn)術(shù)性能受到影響，還需要考慮一個(gè)問題。其實(shí)目前，如果按照軍迷們的想法，真的把亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)搬上飛機(jī)，咱們不考慮飛機(jī)的亞音速機(jī)動(dòng)性了，就考慮超音速機(jī)動(dòng)性，理論上來(lái)說(shuō)沒毛病。咱們的亞燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)儲(chǔ)備是有的，也有成功的實(shí)踐運(yùn)用，可以確保飛機(jī)能飛到2甚至3倍音速。
但是問題來(lái)了，在這么大的速度下，飛機(jī)的氣動(dòng)加熱會(huì)極其明顯。即使是在高空也是如此，在敵方的光電雷達(dá)里，你這個(gè)飛行器搞不好會(huì)比太陽(yáng)還要亮，可能在幾百千米外就會(huì)被光電雷達(dá)截獲。在目前飛機(jī)的紅外隱身能力還達(dá)不到相應(yīng)水平、可以突破熱障的情況下，某種意義上來(lái)講，這架飛機(jī)以3倍音速進(jìn)行超音速巡航，付出的性能代價(jià)比較高，獲得的優(yōu)勢(shì)不明顯。
所以從這兩個(gè)角度看：技術(shù)原理上，新原理發(fā)動(dòng)機(jī)適用的速度域比較窄，裝機(jī)的話那么使用組合式動(dòng)力的飛機(jī)性能會(huì)比較特化，超音速性能確實(shí)出眾、但是亞音速會(huì)變成磚頭、從亞音速加速到超音速的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)，就是一款大號(hào)截?fù)魴C(jī)；戰(zhàn)術(shù)性能取舍上，徹底放棄亞音速性能需要商榷，而過分強(qiáng)調(diào)超音速性能、比如強(qiáng)調(diào)2.5到3倍音速超音速巡航，又會(huì)極大地破壞飛機(jī)的紅外隱身能力，從而給飛機(jī)的整體性能造成影響，這一樣也需要權(quán)衡利弊才能決定。
所以，無(wú)論是中國(guó)的新一代平臺(tái)，還是美國(guó)的NGAD，盡管在研發(fā)之初肯定都考慮過各種新原理、新構(gòu)型的動(dòng)力組合，但最后的選擇大家殊途同歸，還是使用小涵道比的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，以確保在這架飛機(jī)的亞音速性能和超音速性能上能夠達(dá)成均衡。
其實(shí)，不僅僅是因?yàn)樾阅苋∩岬膯栴}，軍迷們目前心心念念提到的諸多新原理發(fā)動(dòng)機(jī)，根本就是八字沒一撇呢。
我們都知道航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)路徑，應(yīng)該是：先進(jìn)行概念研發(fā)和原理試驗(yàn)，對(duì)原理進(jìn)行充分驗(yàn)證、證明其可行性之后再科研立項(xiàng)；科研立項(xiàng)開始研制技術(shù)驗(yàn)證機(jī)，進(jìn)行更為充分的驗(yàn)證后才能工程立項(xiàng)；工程立項(xiàng)研發(fā)的是原型機(jī)，這才是真正可以裝機(jī)試飛的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。經(jīng)過地面臺(tái)架試車，高空臺(tái)試車，掛飛試飛和裝目標(biāo)機(jī)型定型試飛后，才能拿到發(fā)動(dòng)機(jī)的準(zhǔn)生證，開始轉(zhuǎn)入批產(chǎn)，批產(chǎn)裝機(jī)完成生產(chǎn)定型才走完航發(fā)科研的最后一步。
那這些新原理航空發(fā)動(dòng)機(jī)，現(xiàn)在都走到哪一步了呢？比如不少軍迷提到的旋轉(zhuǎn)爆震/脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)，目前美國(guó)，中國(guó)，日本在這方面都有技術(shù)探索，但是都只是走到了試驗(yàn)樣機(jī)的環(huán)節(jié)。
比如今年二月份炒熱過一陣的、說(shuō)咱們使用RP3型航油作為斜板爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，其實(shí)咱們只是對(duì)相關(guān)的可行性進(jìn)行了研究，歸根結(jié)底還是屬于概念研發(fā)和原理試驗(yàn)的范疇。從原理試驗(yàn)，到真正實(shí)際運(yùn)用，中間差了八條大街，不是那么隨隨便便就能裝在飛機(jī)上試飛的。
F-119航空發(fā)動(dòng)機(jī)
事實(shí)上從航空發(fā)動(dòng)機(jī)典型的研發(fā)路徑來(lái)看，一型航空發(fā)動(dòng)機(jī)從技術(shù)原理試驗(yàn)到真正研發(fā)成熟，走個(gè)三十來(lái)年完全正常。比如美國(guó)的第四代航空發(fā)動(dòng)機(jī)F-119，盡管其技術(shù)原型機(jī)是1982年提出的PW5000XF119，但是其技術(shù)原理和概念研究實(shí)際上在70年代就已經(jīng)開始，實(shí)際裝機(jī)已經(jīng)是1997年9月的事情了，而大批量裝機(jī)則已經(jīng)是2005年后的事情了。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)加上概念研究，到大批量裝機(jī)，30年研發(fā)周期是有的。
美國(guó)YF-23驗(yàn)證機(jī)
以目前爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)進(jìn)度，也才剛剛到最早的概念研究加上原理試驗(yàn)階段，從這里開始，到批產(chǎn)裝機(jī)，中間沒個(gè)30年時(shí)間想都別想，這是符合科研規(guī)律的正常估計(jì)。所以所謂的脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)踐運(yùn)用，不應(yīng)該用在六代機(jī)上，也許等到2060年研發(fā)八代機(jī)九代機(jī)的時(shí)候倒是可以實(shí)際裝機(jī)。
實(shí)際上目前比較現(xiàn)實(shí)的、可能在未來(lái)10年裝機(jī)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是自適應(yīng)變循環(huán)航空發(fā)動(dòng)機(jī)了。但目前變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)度其實(shí)也不快，以美國(guó)的幾個(gè)主要的航發(fā)企業(yè)來(lái)看，下一代自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)和第四代航發(fā)一樣，又有了兩個(gè)型號(hào)，分別是PW的XA103和GE的XA102。
但是且慢，這兩個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)目前也只是剛剛完成了初步的設(shè)計(jì)審查，甚至還沒有開始建造工程原型機(jī)。即使一切順利，趕上F119航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)進(jìn)度，下一代變循環(huán)航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際裝機(jī)，也得等到21世紀(jì)30年代后期了。這還沒考慮到自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)高度復(fù)雜，甚至比第四代大推力航空發(fā)動(dòng)機(jī)還要復(fù)雜，技術(shù)門檻極多的情況，起碼在諸如美國(guó)的NGAD裝備部隊(duì)的時(shí)候，想直接裝變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)肯定沒戲的。
所以大伊萬(wàn)最后的結(jié)論就是：
第一，新一代作戰(zhàn)平臺(tái)（六代機(jī)），無(wú)論是中國(guó)還是美國(guó)，肯定還是會(huì)以現(xiàn)有的第四代大推力航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力，不會(huì)存在所謂的組合式動(dòng)力組，不會(huì)使用所謂的兩臺(tái)渦扇加上一臺(tái)沖壓甚至渦噴這種奇技淫巧；
第二，新原理發(fā)動(dòng)機(jī)比如爆震波發(fā)動(dòng)機(jī)，超燃沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)等等，目前技術(shù)研發(fā)還停留在概念研究或者即將工程運(yùn)用的階段，裝在戰(zhàn)術(shù)飛機(jī)上絕對(duì)不成熟，最典型的脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)要實(shí)際運(yùn)用起碼要到2050年之后，現(xiàn)在根本不用想了；
第三，自適應(yīng)變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是目前進(jìn)展比較快的技術(shù)方向，但是研發(fā)高度復(fù)雜，實(shí)際裝機(jī)要等到2040年左右了，大概就是這樣了。
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