我國殲10B驗證的矢量推力技術與蘇35的矢量推力技術,哪個更先進?

從此蕭郎是路人甲


隨著殲-10BTVC戰機亮相珠海金灣機場,人們開始把視線轉移到中國矢量推進技術上,而我們的矢量推進技術是否在國際上處於先進地位呢?我們先不說孰優孰略。我們看看世界上擁有矢量技術的國家只有美俄。而我們是後來者。


珠海金灣機場的殲-10B戰機

而目前世界上是以F-22戰機為代表F119發動機上的二元矢量推力控制技術,和以蘇-35S戰機上的117S發動機的三元推力矢量控制技術兩個派系。美國的F119研製最早,但是其二元矢量控制技術,只能上下偏轉15°。由於早期設計結構重量較大。而同時發動機的推力損失達到了10%,好在美國在發動機領域的獨佔鰲頭,彌補了推力矢量技術帶來的推力損耗。

117 S的尾噴口


而俄羅斯的117s發動機的矢量推力是三元控制技術,確實比美國的要高一些。但是由於俄羅斯的發動機技術上的不給力,也並沒有看到比F-119 的優勢在哪裡體現。在印度購買的蘇-30MKI戰機上的矢量技術,打開矢量時,竟然損失了推力,使其與F-15格鬥時,直接被鎖定,於下風。在蘇-35這裡應該會得到改變。

而我們在珠海金灣機場露面的殲-10B矢量戰機,其尾噴口是高清大圖。一共有15張收斂片,但是我們的噴口結構與美俄的完全不同,是屬於我們獨立的研製技術。其矢量控制段在發動機尾噴口段,其設計的矢量噴口有3

個優點

(1)F-22只能上下轉,而且只有15°矢量結構複雜且沉重。而F-35沒有矢量噴口。蘇-35戰機偏轉結構在收斂片的前部,結構重量相對要比我們設計的偏重,而且控制技術也要複雜一些。我們的是360°全向可偏轉;同時在結構相對簡單,重量上相對輕巧。我們後面在介紹細節。


(2)雖然中俄都是360°,但我們的偏轉角比俄羅斯的大5°,結構也更精緻輕巧。我們採用的是新型的碳化硅材料,耐高溫,耐腐蝕性能好。

(3)我們加工工藝比較先進,我們的矢量噴口零部件是採用激光3D打印技術,而我們的已經達到了216小時未見明顯磨損;俄羅斯蘇-30MKI的使用壽命僅50小時,蘇-35應該能夠有所提高,但是真正能提高多少,我們還得核實驗證。


我們的矢量噴管已經開始使用碳化硅新材料。下面是去年71日、軍網上一則新聞的截圖。蘇州賽力菲陶纖有限公司採用連續碳化硅纖維材料,研發某型號發動機噴口調節片,已經在單臺重量減少8公斤,將耐高溫性能提高150°,大大提升國產調節片性能質量。


而另一則報道也是10月11日,我們的061基地十院長張兆勇與基地主任水佑裕舉行關於碳化硅新型材料的座談會。而其同樣也驗證了碳化硅材料對於航空發動機的重要作用。
本文圖片來源於網絡!

所以整體上說,我們殲-10B所配備的矢量推力控制技術是獨創的體系。完全與美俄不同,是我們科學家自己的科技結晶。那麼在與蘇-35S的117S發動機的矢量推力技術還是相對先進的。


淡然小司


首先來說一點:是矢量推進技術,或者說是推力矢量技術,而不是矢量推力技術。再來回答題主的問題:現在說殲-10BTVC渦扇-10B型發動機應用的矢量推進技術與蘇-35的117S型發動機的矢量推進技術哪個更先進,還言之過早。兩者採用的都是三元矢量技術,相比美國F-119發動機採用的二元矢量技術,要更先進。

有關渦扇-10B與117S採用的三元矢量技術,兩者公開的信息都太少,僅憑現有的這點信息就斷定哪個更先進?實在是有些太過武斷。10月29日,編號1034的殲-10BTVC戰鬥機(發動機就是具備矢量噴管的渦扇-10B型)抵達珠海金灣機場。央視對這個消息進行了報道,引發了網友的廣泛熱議。現在只有美、俄、中在戰機上應用了矢量技術,我國是第一次在發動機上應用矢量技術,而選擇單發的殲-10B作為空中驗證平臺,這說明了應用矢量技術的渦扇-10B型發動機在可靠、成熟。



俄羅斯在出口印度的蘇-30MKI上用的就是具備矢量技術的AL-31FP發動機,但是其三元矢量技術還不夠成熟,經常曝出各種問題。俄羅斯是在印度的蘇-30MKI身上驗證了其三元矢量技術,可以這麼說,俄羅斯的三元矢量技術,已經非常成熟。蘇-35裝備的117S(AL-41F)型發動機、蘇-57計劃裝備的30發動機,都應用了三元矢量技術。我國的渦扇-10B型矢量發動機,現在還只是在編號1034的殲-10B進行驗證試驗。


美國的F22裝備的F-119、F-35B戰鬥機裝備的F-135-PW-600都應用了推力矢量技術,F-135其它型號並未應用矢量技術。不考慮成熟性的問題,從技術角度來說,美國的二元矢量技術相對落後一些。網上已經傳出殲-10BTVC尾噴口的高清大圖,根據圖片顯示,共有15張收斂片,而且尾噴口結構與美、俄並不相同,矢量控制段在發動機尾噴口段。簡單說就是:我們的技術與美、俄有所區別,這是我們自己的技術。

結構相對簡單,重量相對輕巧,偏轉角度更大(可360°全向偏轉),控制技術更復雜,使用壽命更高。從尾噴口的圖片上來看,每張擴張調節片末端都帶有一片可以獨立旋轉的外調節片,這種結構設計能夠減少推力損失。應用三元矢量技術的渦扇-10B型發動機,對我們來說,其意義非同尋常,對殲20配套發動機渦扇-15有重大推進作用,可在很大程度上縮短渦扇-15服役的時間。



儒道之主


我認為還是殲10b的更先進一點!


可以明顯看出,殲10b的矢量噴口更加簡約,只是噴氣段最後進行了推力方向改變,因此我認為推力損失小、結構重量小!

這很關鍵,要知道f22的矢量噴管大約損失了它10%左右的推力,就是因為太複雜了,還是兩維的!


當然隱形效果還是不錯的,但是凡事都會進步,現在的科技已經不需要搞成這樣複雜也可以達到更好的目的了!

那麼,俄羅斯的技術比較“傻大黑粗”


首先它捨棄了隱身技術!尾部沒有任何的隱形結構設計!而且結構複雜,可以看出來非常大、長,當然這樣的好處是“可能矢量範圍大一些”。

因為這個優點,蘇35可以飛出匪夷所思的動作來,但是從航展上看的動作,都是在低速下完成的,至於真正的空戰恐怕就另當別論了吧,


相關參考印度的矢量版蘇30對美國f15演習時,打開矢量機動後反倒失去了能量,反過來被f15吃掉的悲慘案例。


所以我認為中國的這種矢量是減小了發動機重量,增加了發動機推重比的優化設計,而且達到了超越f22的兩維矢量範疇的,世界第三種有特色的矢量技術!


至於最終效果如何,我們期待珠海航展殲10b的精彩表演吧!

終於有老鐵“劍出無憂”給了照片!來大家拿出量角器,看看多少度?看來我估計不足了!這何止20度!



這樣寫實吧!

最後我實在受不了那些把矢量機動跟推力轉向的人搞混的人了,下面給你幾張F35發動機的推力轉向圖,告訴你們F35這不叫矢量機動!別再搞混了

它是這樣玩的:它的噴口只能往下,不能往左-右-上!

最後!我忍不住回來完善一下我的帖子,珠海航展殲10b沒有令我的推測失敗!看看咱家單發小飛機玩眼鏡蛇🐍,這難度不是蘇27氣動特性所能擁有的,全程可控眼鏡蛇機動!

還有這個!落葉漂!沒有過硬的計算機處理速度怎麼能配合好矢量發動機和鴨翼的匹配?!服不服?!


知識就是力量啊


蘇35噴管相當於手腕轉向,F22噴管相當於手掌轉向,殲十這款相當於手指頭轉向。


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航空發動機矢量推力技術對戰鬥機的機動性能和垂直起降來說,有著巨大的幫助。所以無論是美國還是俄羅斯都在不遺餘力的研究航空發動機的矢量推力,我國是繼俄羅斯和美國以後,世界第三個研製成功矢量推力航空發動機的國家。而且,單獨就矢量尾噴管技術而言,我國可以說是獨步天下。



美國矢量發動機技術的代表是F-22的F119發動機上使用的二元噴管技術,俄羅斯的則是蘇-35s戰鬥機117S發動機的360°全向偏轉矢量尾噴管技術。F-22使用的F119發動機的二元矢量尾噴管只能上下15°偏轉,而且由於最初技術水平限制,導致發動機推力受損,還好美帝技術過硬,F119發動機依然保證了F-22恐怖的機動性。

北極熊的蘇-35S戰鬥機的機動性非常恐怖,由於雙發都採用了360°全向偏轉矢量尾噴管,蘇-35可以輕鬆做出違反空氣動力學的飛行動作。俄羅斯航空界有一句很有名的話:“只要推力大,板磚也能飛上天”!在我看來,矢量推力發動機的出現,讓蘇-35S和F-22都成了名副其實的飛行板磚。而F-22雖然機動性略遜一籌,但是卻擁有隱身能力,所以總體而言還是美帝F-22壓毛子蘇-35S一籌。

言歸正傳。如今的我國航空工業正在騰飛,雖然依然不及俄羅斯,但是在矢量發動機這一點不必謙虛。和俄羅斯蘇-35S相比,我國殲-10使用的尾噴管技術的確要更勝一籌。這次出現在珠海金灣機場的殲-10B戰鬥機裝備的是我國最新研製的渦扇-10B發動機。渦扇-10B雖然推力性能和使用壽命依然不及俄羅斯和美國的發動機,但是就矢量尾噴管技術絕對的自成一派獨步天下。


此次殲-10B裝備的渦扇-10B使用的擴散段矢量尾噴管技術,上圖是殲-10B發動機關機狀態的照片,可以看到處於關機狀態尾噴管處於下垂狀態。和蘇-35S的尾噴管相比,此次殲-10B亮相的尾噴管有三個地方相當亮眼!

第一就是360°大角度全向偏轉的能力。我國的渦扇-10B尾噴管的偏轉角度要比蘇-35的117S發動機大上整整5°,而且結構更為精巧,性能更加優異。第二是渦扇-10B尾噴管的使用壽命和製造技術獨到,要優於117S發動機。由於我國增材製造技術的發展,和3D打印技術的成熟,這種先進有效的製造技術被廣泛用於航空製造行業。渦扇-10B尾噴管的大部分零件就是使用3D打印技術進行製造的。而且測試表明,渦扇-10B的矢量尾噴管可以做到216小時無明顯磨損,相比之下蘇-35S的117S發動機尾噴口的使用壽命只有50小時,飛兩次就涼涼。

第三點值得挑出來特別細說一下!那就是渦扇-10B尾噴管採用了我國最新材料——碳化硅。這試一次軍民產業融合的有效嘗試,蘇州賽力菲陶纖有限公司的名字必須提一下。去年7月,我國某個軍事網站就報道過這個公司參與某新型航空發動機噴口調節葉片材料的研製,這個新型航空發動機就是渦扇-10B,研製的新材料就是用在尾噴管的碳化硅。正因為這種材料的應用,讓渦扇-10B發動機尾噴口耐高溫提高150℃,每臺發動機淨重減輕8公斤,是我國航空發動機材料的一次巨大突破。

這三點結合,渦扇-10B的矢量推力技術要比蘇-35S的117S發動機的矢量推力技術更勝一籌。矢量發動機和鴨翼的配合,殲-10B的機動性得到巨大提升。很明顯,殲-10這次使用矢量發動機既是對殲-10系列的升級,同時也在收集渦扇-10B的性能數據,為裝到殲-20戰鬥機上做準備。希望我國航空發動機技術早日突破,我國也能造出真正的飛行板磚。


軍事噠噠噠


從10月29日,機身編號1034的殲-10B戰鬥機抵達珠海以來,關於矢量推進的問題就引爆網絡。這款殲-10B是專為新一代矢量推力發動機進行配套飛行測試的平臺,也可以理解為成熟之後,將在殲-20上使用。

抵達珠海的殲10BTVC驗證機。

我們在航展中經常會見到俄式戰機的過失速機動特技表演,在這種情況下,氣動舵面往往不能正常發揮作用,而推力矢量發動機就可以大顯身手。

由蘇-35發展而來的,裝備推力矢量發動機的蘇-37戰機因此成為各大航空展的貴客,經常飛出令人眼花繚亂的動作。

“蘇-37”超機動戰鬥機的招牌動作之一“佛羅洛夫轉輪”。

“蘇-37”超機動戰鬥機的招牌動作之二“拋餅”。

看完上面的動作介紹,是不是驚歎於矢量推進技術的靈活性,我們把兩者發動機放大看細節。

這是早期網絡上出現國產TVC發動機結構圖,每張擴張調節片末端都帶有一片可以獨立旋轉的外調節片,以減少推力損失。

TVC正向推力狀態

TVC矢量推力狀態

這是珠海現場版“殲-10B”實物圖,區別不大,基本一致。

再接下來看蘇-37的矢量發動機細節,大家就可以看到明顯不同。可調節片明顯偏長,性能相對殲-10B的短調節片,在重量及靈活性上有殲-10B勝出。

太行系列發動機經過多年研發改進,性能目前已經達到一定的水準,對於傳統航空大國美俄來說,雖然還有差距,但是也明顯在縮小。殲-10B矢量推進測試平臺,同時也在為後期殲-20的矢量推進打好基礎。

這是殲-20推力矢量(TVC)驗證飛行測試圖,發動機明顯有向下偏轉。


河東三叔


單純看外觀是看不出什麼先進來的。推力矢量噴口本身沒有什麼技術複雜性,人為的搞複雜了例外。

不同的變換方式也不能說誰比誰先進。技術先進也只是在變換的控制技術上。

就像米格-25和SR-71跨熱障,用不鏽鋼和鈦合金哪個先進一樣,只是技術複雜程度不一樣。

當初60年代有過一陣搞垂直起落戰鬥機的熱潮,中國也曾經湊過熱鬧。鷂式飛機先進嗎?垂直起落就比滑跑起落先進嗎?未必

同樣的問題是單槳直升機和雙槳直升機哪個先進,V-22魚鷹比F-35哪個先進?

先進的東西首先要性能進步。渦輪噴氣式比活塞螺旋槳飛機先進,因為速度快,航程遠,技術難度高於活塞發動機,熱效率和功率都提高了。沒有噴氣式就沒有超音速飛行。

單純比較兩個尾噴口,還看不出性能上的差異。談先進性有點硬要分出高下來的意思。


天明遙遙山海關


根據網絡媒體消息,12月25日,殲-10推力矢量驗證機正式首飛成功,這表明中國在推力矢量乃至航空發動機領域取得了一個歷史性突破,未來殲-20戰鬥機將會具備更強飛行和機動能力。



推力矢量是指利用機械或者其他手段改變發動機噴流方向,這樣就會形成控制力矩,為戰鬥機提供一種新的手段,可以有效戰鬥機機動性能,因此推力矢量一度被視為第四代戰鬥機特徵之一,美國F-22戰鬥機、俄羅斯蘇-57戰鬥機都裝備了推力矢量技術,並且俄羅斯還用推力矢量技術來改進現有戰鬥機,例如蘇-30SM、蘇-30MKI和蘇-35戰鬥機。

採用二元推力矢量噴嘴的F-22戰鬥機,這種推力矢量噴嘴重量較大


採用軸對稱推力矢量的蘇-57戰鬥機

從國內外資料來看,推力矢量可以有效提高戰鬥機的機動性能和敏捷性能,推力矢量利用發動機噴流產生力矩,不存在空氣舵面氣流分離問題,尤其在空氣稀薄或者低空低速情況下,仍舊可以進行操縱,這樣就能夠擴大飛機可用迎角,拓展飛行包線,具體來說,就是飛機可用迎角可以提高1倍左右,最大升力係數提高78%,滾轉效率提高50%,由於推力矢量具備較高效率,所以可以替代垂尾、平尾進行氣動配平,甚至能夠完全取消垂直尾和平尾,形成無尾飛機,不但降低了飛機空重,也可以提高飛機隱身性能,前面說過推力矢量在低空低速條件下還可以保持較高效率,所以它也可以提高飛機起降性能,一般認為採用推力矢量之後,戰鬥機起飛距離可以減少20%,而降落滑路距離更是減少70%左右,效果顯著。



推力矢量技術優點突出,但是實施起來難度非常大,發動機噴流溫度非常高,對於推力矢量噴口材料、工藝要求較高,推力矢量噴口也會增加發動機重量,降低發動機推力,提高飛行阻力,增加飛機費用和成本,特別是推力矢量需要與飛機氣動、操縱系統等進行一體化設計,才能發揮最佳作用,所以我們看到美國進行了多型推力矢量噴嘴研製,但是三代機改進計劃無一採納,俄羅斯在蘇-30MKI戰鬥機採用推力矢量,不過沒有整合到飛控系統之中,飛行員必須通過另外手柄來控制推力矢量噴嘴,從實用情況來看,效果並不理想,一直到蘇-35S,推力矢量控制系統才整合到電傳操縱系統之中,推力矢量噴嘴偏轉、回位等均由飛控計算機經過計算之後,由電傳操縱系統自動執行,效果就要好的多。這也可以解釋為什麼中國在研製成功第四代隱身機-殲-20之後,還要從俄羅斯引進三代半蘇-35SK戰鬥機,其中一個原因應該就是獲得俄羅斯推力矢量及控制技術。

美國認為除非從頂層就開始考慮,否則三代戰鬥機加裝推力矢量並沒有理想效費比

俄羅斯一直到蘇-35S才把推力矢量整合到飛控系統之中

有消息報道稱,中國從上世紀80年代就開始研究推力矢量噴口技術,從時間上看正好是美國研製F-22的時候,所以我們的矢量推力噴管自然是瞄準了F-22的二元推力矢量噴口。據說已經完成了縮比樣品試製,裝配在航空發動機上面進行了測試,獲得了相關數據。但後來,經過分析之後認為二元推力矢量噴口雖然性能較好,但是重量增加較大,所以90年代以後,將精力轉向軸對稱推力矢量噴口。有消息稱,我國與俄羅斯開展相關領域技術合作與研究,當時俄方極力推薦他們的關節式偏轉推力矢量噴管方案,但是中方技術人員對俄方推力矢量噴管進行分析之後認為,關節式偏轉推力矢量噴口尺寸和重量偏大,當時俄羅斯相關產品也沒有達到成熟狀態,經過慎重考慮,決定還是採用擴散段轉動推力矢量方案。

為何放棄二元推力矢量噴管

中國為何選擇了軸對稱噴管(圓形的,也叫三元矢量噴管),是因為這種噴管可以上下左右偏轉一定的角度,即360度偏轉;而且軸對稱噴管比表面積最小,阻力最小,重量也最小,結構最簡單,可靠性最高。相比之下,美國F-22的二元矢量噴管只能上下偏轉,而且單臺發動機的增重就超過200公斤。

另外,美國設計師在設計F-22時,本來以為採用矢量噴管後可以減小氣動舵面的面積,進而減輕飛機重量。但最終的結果,並沒有達到預期的目的。


美國F-22因為沒有采用全動垂尾技術,水平尾翼為了追求隱身,也和機翼在同一個平面上,這樣就導致在大迎角的時候,機身亂流嚴重,機身和機翼對垂尾和平尾的屏蔽作用很明顯,所以不得不加大了垂尾和平尾的面積,結果是非但沒有更好的減重,還增加了飛機的重量。

同為軸對稱矢量推力噴管,為何中國的比俄羅斯的更先進

中國採用的擴散段轉動推力矢量和俄羅斯的關節式偏轉推力矢量都屬於軸對稱推力矢量,但兩者存在很大的區別。

擴散段轉動推力矢量的作動機構在噴口附近,推力損失小、重量增加較少,密封冷卻難度相對較低,可以方便改裝在現有發動機和飛機上面,但是缺點就是設計難度較大、機構結構比較複雜,對於材料工藝等方面要求較高。

相比之下,關節式偏轉推力矢量就是在噴口發動機增加一個球面段,通過操縱這個球面段來控制發動機噴口指向,它的優點就是結構比較簡單,原來發動機結構基本上不做太多變化,但是缺點就是發動機增加一個球面段,整體長度迅速增加,可以看到重量大幅度上升,並且這裡靠近燃料室,對於冷卻密封要求非常高。

如果細究的話,兩者還有更大的區別。關節式的偏轉,損耗液壓系統的能量相對小一些,但是它直接損失發動機的推力,損失15%甚至更多,因為它的偏轉位置比較生硬,流動損失很大。我們國家的噴管之所以重量增加的很少,因為利用了原來的收斂擴散噴管本身的液壓調節系統,在此基礎上做了一些增強設計而已,所以說重量增加的很少。而且偏轉位置過渡很圓滑,推力損失很小。但是液壓作動系統的功率要求比較高,這也需要發動機發電的時候給出來的能量大一些。但這個能量損耗遠遠小於生硬偏轉造成的流動損失。

如果我國成功在殲-10B飛行試驗檯上成功驗證了射流氣動矢量噴管,未來不僅可應用到殲-20和二代艦載戰鬥機等四代機上,同時還減輕渦扇-10C、渦扇-15和渦扇-19發動機重量,對於現役的第三代戰鬥機和正在研製的三代改進型戰鬥機(如殲-15B、殲-15S電子戰飛機、殲-11D、殲-16電子戰飛機)或FC-31外貿型輕型戰鬥機,也可在不大幅增加發動機重量的前提下,改裝矢量噴管。



沙漠之湖


一看就趕不上S35的,人家身小半徑轉彎與落葉飄多厲害


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買24架蘇35帶的200臺發動機幹嘛用?


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