忠肝義膽常同學(xué)問:
蘇美矢量發(fā)動(dòng)機(jī)的各自特點(diǎn),試驗(yàn)和應(yīng)用情況。
答:美國自上世紀(jì)70年代開始發(fā)展矢量噴管技術(shù)。一開始,美國研制的是軸對(duì)稱噴管,但因普惠公司提出二元推力矢量噴管具有更佳的可行性,于是轉(zhuǎn)而研究二元矢量噴管。1982年6月,首個(gè)二元矢量噴管在一臺(tái)F100發(fā)動(dòng)機(jī)上完成了臺(tái)架試驗(yàn)。1984年10月,普惠公司在F-15S/MTD上進(jìn)行了飛行試驗(yàn)。與不帶矢量噴管的F-15C比較,該機(jī)的最大升力系數(shù)增加了78%,起飛滑跑距離縮短了29%,著陸滑跑距離縮短了72%,滾轉(zhuǎn)速率提升了53%。這種噴管的矩形噴口使得機(jī)尾外廓扁平,有助于減少阻力。噴管調(diào)節(jié)板對(duì)隱身有所幫助。另外,美國通用電氣公司研究了軸對(duì)稱推力矢量噴管技術(shù)并在F-16 VISTA飛機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)。該機(jī)在80°攻角狀態(tài)下仍能穩(wěn)定飛行。從應(yīng)用的角度來看,美國更加青睞于二元推力矢量噴管,F(xiàn)-117A、B-2和F-22上均裝備該種噴管。
蘇聯(lián)在上世紀(jì)80年代初開始研究推力矢量技術(shù)。雖然起步較晚,但發(fā)展迅速。1985年,留里卡設(shè)計(jì)局掌握了二元矢量噴管技術(shù)。4年后,該設(shè)計(jì)局又掌握了軸對(duì)稱噴管技術(shù)。1989年,他們?cè)谝患芴K-27UB戰(zhàn)斗機(jī)的左側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝了二元矢量噴管,同時(shí)在一架蘇-27LMK戰(zhàn)斗機(jī)的右側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝了軸對(duì)稱矢量噴管。通過比較,留里卡設(shè)計(jì)局認(rèn)為軸對(duì)稱矢量噴管的綜合性能更好,于是把研究重點(diǎn)放在了這種噴管上。1989年3月21日,第一架帶有矢量噴管的蘇-27M戰(zhàn)斗機(jī)首飛。1995年7月,帶有兩個(gè)可以分別轉(zhuǎn)向的矢量噴管的蘇-37戰(zhàn)斗機(jī)首飛。在1996年的范保羅航展上,該機(jī)大出風(fēng)頭。軸對(duì)稱矢量噴管向機(jī)尾后部伸出的部分較長,能提供較大力矩,但對(duì)噴管的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和密封性都提出了較高要求。不過,這種噴管可以使原本不具備矢量推力的發(fā)動(dòng)機(jī)快速改裝為矢量發(fā)動(dòng)機(jī),使其被包括美俄在內(nèi)很多航空大國所關(guān)注。
伊謝爾倫的李永鑫 問:
為什么二戰(zhàn)時(shí)幾乎所有戰(zhàn)機(jī)都把螺旋槳裝在前面呢?螺旋槳朝后不就省出機(jī)頭空間裝武器了么?
答:螺旋槳后置的布局的確能為機(jī)頭省出寶貴的空間,這種設(shè)計(jì)在多個(gè)型號(hào)上有過實(shí)踐。但后置的螺旋槳有5個(gè)劣勢(shì)。
1.配平不便:二戰(zhàn)飛機(jī)的穩(wěn)定性主要靠飛機(jī)重心處在氣動(dòng)中心前面來保證。而戰(zhàn)斗機(jī)上重量最大的部件便是發(fā)動(dòng)機(jī),于是發(fā)動(dòng)機(jī)很自然地便放到了機(jī)頭。硬要把發(fā)動(dòng)機(jī)后置的話,飛機(jī)的主升力面也得后置,為在俯仰方向上實(shí)現(xiàn)平衡,飛機(jī)需要設(shè)計(jì)為鴨式布局,這對(duì)于尚未掌握靜不穩(wěn)定技術(shù)的二戰(zhàn)飛機(jī)而言,是有些冒險(xiǎn)的。
2.效率下降:處于機(jī)頭的螺旋槳,迎接到的是不受飛機(jī)其他部位影響的遠(yuǎn)前方來流,而后置的螺旋槳位于機(jī)尾,接受的卻是被機(jī)身打散的亂流,其空氣動(dòng)力效率會(huì)有所下降。
3.起降危險(xiǎn):螺旋槳直徑大多會(huì)大于機(jī)身直徑。螺旋槳前置的戰(zhàn)機(jī)能夠以昂首挺胸的姿態(tài)避免槳葉觸地。而后置的螺旋槳?jiǎng)t必須要用很高的起落架把機(jī)身架高,并嚴(yán)格限制飛機(jī)的起降姿態(tài)。
4.散熱困難:二戰(zhàn)戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)多采用風(fēng)冷的方式進(jìn)行冷卻(即使是液冷也需要用空氣來冷卻散熱片),后置的螺旋槳無法把槳葉氣流吹在發(fā)動(dòng)機(jī)上,遠(yuǎn)不如前置螺旋槳那樣方便。
5.跳傘麻煩:螺旋槳后置后,從駕駛艙跳出來的飛行員有被螺旋槳打中的危險(xiǎn)。因此后置螺旋槳的飛機(jī)有在跳傘前用炸藥炸飛螺旋槳的設(shè)計(jì)。但在高空爆炸的炸藥本身對(duì)飛行員也是一種威脅。