空軍生日|珠海航展最後一天又放了一批彩蛋!_風聞
航旅圈-航旅圈官方账号-2018-11-11 16:17
今天是珠海航展最後一天,也是中國空軍建軍69週年紀念日。
多型戰機又在航展現場帶來了精彩的飛行表演,其中4架空軍殲-20齊飛更是給我們帶來了神秘的驚喜。
高機動中開彈倉,露出了4枚中距+2枚近距導彈,也是神秘的霹靂-15首次亮相,代表了國內現役空空導彈的最先進水平,甚至超越美國目前的AIM-120。
還不過癮可以看視頻~
其實在航展第一天,殲-10B戰鬥機就展示了超機動特技,把“眼鏡蛇”、“J-Turn”、“落葉飄”表達地淋漓盡致。大片圖片視頻與“矢量推力”一詞一起刷屏,這一切都體現了我國空軍的實力與自信。
先來看看更多美圖,攝影by hans wang,有興趣的可以看看文末我們對“推力矢量”為什麼刷屏的解釋~
現在來説説,“推力矢量”憑什麼被刷屏?
用一句話概括,推力矢量技術允許發動機為飛行器提供額外的控制力距,使得姿態控制更為有效。
姿態控制可以被理解為,打個比方,一個人站着,然後原地左轉90度,這個人改變了姿態,對姿態進行了控制。對於飛機來説,姿態就是它的鼻子多高(俯仰),它的機翼多斜(滾轉)以及鼻子朝哪(偏航)。飛機通過對姿態和推力的控制來完成各種各樣的加速減速,爬升下降,左轉右轉的機動動作。
【“三軸”。紅色為滾轉,紫色為俯仰,黃色為偏航】
通常情況下飛機的姿態由氣動舵面控制。這和艦船尾舵的作用類似。飛機通過控制舵面以偏轉空氣,空氣偏轉的反作用力對飛機產生偏轉力矩。飛行員或計算機通過控制舵面控制扭矩,進而完成對姿態的控制。對於追求機動性的戰鬥機,單單使用空氣動力學舵面控制姿態對戰鬥機性能會有一定負面影響,比如:
一、控制力矩不足,機動性差
二、空氣動力學舵面在高攻角的情況下可能會失速,從而無法有效地產生力矩
三、為增大控制扭矩,空氣動力學舵面的面積勢必需要增大。這會產生額外的阻力與質量。
【殲-10A三視圖,座艙後方的鴨翼與機翼前後緣的襟翼、副翼以及機尾處的尾翼協調控制飛機姿態】
對於戰鬥機的傳統發動機來説,推力方向是固定的。理想情況下,前向的推力作用於戰鬥機的重心,與飛機中線水平,使飛機向前飛行。與傳統發動機不同,矢量發動機可以更改推力的方向。發動機的推力在矢量噴嘴的控制下按照飛行員或計算機的指令偏轉。噴口偏轉後,推力不直接作用於重心。好比蹺蹺板一樣,任何不作用於重心的力都會帶來扭矩。通過這個原理,矢量發動機的推力可以在機尾創造出一個“垂直分量”,帶來額外的控制力矩。
所以,矢量推力控制能帶來以下額外優勢,與單氣動舵面姿控劣勢相對:
一、額外的控制力矩,增強戰機的機動性。
二、不會因舵面失速而失效,使戰機在刁鑽姿態下仍能被有效控制。
三、由於發動機能提供一部分控制力矩,氣動舵面的面積與質量可以被縮減,已換來更好的性能。
正是因為以上特性,裝備矢量推力控制發動機的戰鬥機能夠更加輕鬆地進行更加複雜、迅速、大幅的機動動作。所有機動動作中,技術難度最大的就是在失速後甚至是空速為0時進行機動(例如落葉飄)。國際領先的俄羅斯專家將這類機動稱為超機動。珠海航展上,殲-10B推力矢量控制驗證機所表演的一系列超機動動作,展示了推力矢量技術對飛機性能所帶來的絕對優勢。
進行超機動時,由於空速較低,垂直尾翼對於偏航軸姿態的穩定效果大幅下降。這時,這架殲10B所裝備的三維矢量發動機的優勢就會被顯現出來。矢量發動機有二元三元之分,前者只能進行單軸擺動,類似於點頭,後者則可以進行雙軸擺動,類似於點頭的同時還能搖頭。殲10的三元矢量發動機能夠提供額外的,隨時隨地的俯仰與偏航控制力矩,使得超機動的進行更為輕鬆。
【F-22裝備的普惠F119二元矢量發動機,不提供偏航控制】
除去使用矢量發動機作垂直起降用途的VTOL飛機(比如英國“鷂”式)外,為了機動性而裝備矢量發動機的飛機屈指可數:俄羅斯的蘇-30,蘇-35,蘇-57,米格-35和美國的F-22。其中F-22只有二元矢量能力。然而,俄羅斯蘇-30,蘇-35的三元矢量控制,其實是二元矢量冒充的。拿蘇-30舉個例子。蘇-30擁有兩台AL-31FP發動機,只具備單軸±15度擺動能力,然而,兩台發動機的擺動軸與機翼並不平行,而是留有32度的夾角,這樣就可以產生一定偏航軸的推力垂直分量,以“冒充”三元矢量控制。
與這些“妖豔賤貨”所不同的是,殲-10B TVC的發動機是真正意義上的三元矢量發動機。也就是説,殲-10的噴管可以360度自由擺動。全向擺動技術對發動機材料與飛機飛控等限制性技術提出了較高的要求,太行發動機的此次攻關,毫無疑問説明了我國在此項技術在國際上處於領先水平。
然而,就這架殲10而言,矢量發動機仍未能發揮出它的完全能力。例如殲10是單發飛機,矢量發動機無法提供滾轉力矩。但對於雙發飛機來説,由於兩個發動機對稱佈局,只要一台發動機上擺,另一台發動機下襬就能產生滾轉力矩。中國不缺這樣的雙發飛機——殲-11,殲-15,殲-16,甚至是殲-20,都有可能成為矢量“太行”的受益者。所以,這架殲-10B技術驗證機的意義遠遠超過了本身。它標誌着的,是中國航發的新紀元,更是中國戰鬥機的新時代。