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殲-20心臟突變!中美發(fā)動機(jī)代差驚現(xiàn)“自適應(yīng)”破局!

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簡單來說,這項(xiàng)技術(shù)就是讓飛機(jī)能根據(jù)實(shí)時(shí)飛行工況,包括速度、高度、大氣密度,自動調(diào)整以達(dá)成最優(yōu)效率,本質(zhì)是系統(tǒng)工程對細(xì)節(jié)的精準(zhǔn)把控。



對比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)就能看出優(yōu)勢,比如傳統(tǒng)殲-20的油液壓系統(tǒng)存在數(shù)百上千公斤的死重,而五代機(jī)整機(jī)供電僅100多千瓦,這套系統(tǒng)卻要占用兆瓦級發(fā)電量,本質(zhì)是引擎軸馬力分配不合理,給發(fā)電的少、給油液壓的多。

這種老設(shè)計(jì)不僅耗費(fèi)大量系統(tǒng)死重和能源死重,液壓系統(tǒng)的性能上限甚至難以應(yīng)對殲10矢量機(jī)型的大過載。

F-22采用這類傳統(tǒng)設(shè)計(jì),核心是受八九十年代的思路和技術(shù)限制。當(dāng)時(shí)飛機(jī)缺乏成熟的電控管理設(shè)計(jì),研發(fā)重點(diǎn)集中在發(fā)動機(jī)、雷達(dá)、隱身和機(jī)動性上。

西方雖然早提出信息化概念,但如今的發(fā)展高度遠(yuǎn)不及我們重新定義的信息化體系化標(biāo)準(zhǔn),其信息化發(fā)展就算沒停滯,也明顯缺乏后續(xù)重視。

這種技術(shù)發(fā)展的滯后性,在另一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)——DSI進(jìn)氣道上,表現(xiàn)得更為突出。



DSI進(jìn)氣道并非新鮮概念,格魯曼早在50年代就曾在F-11和十字軍戰(zhàn)機(jī)上探索過,但受限于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)模擬風(fēng)洞技術(shù)的不完善,這項(xiàng)技術(shù)只能停留在“有概念”的階段,無法實(shí)用化。核心問題在于DSI進(jìn)氣道的固定不可調(diào)性,導(dǎo)致它只能在特定馬赫數(shù)區(qū)間內(nèi)優(yōu)化。

即便到了90年代中期,DSI型F-16也仍處于技術(shù)測試階段。國內(nèi)近期有言論稱DSI進(jìn)氣道無法實(shí)現(xiàn)高超音速,最大速度僅1.6馬赫,這其實(shí)是對西方90年代研究成果的片面引用,忽略了技術(shù)的后續(xù)發(fā)展。

早在十多年前,殲-20方案就有過2.6馬赫的理論設(shè)計(jì),只是這個(gè)理論設(shè)計(jì)需要承擔(dān)飛機(jī)報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)。



很多西方提出的研究方向,后續(xù)發(fā)展都陷入滯后,正如俄羅斯所說,我們實(shí)現(xiàn)了技術(shù)的再發(fā)展,形成了與原版不同的中國脈絡(luò),而且我們的發(fā)展速度更快、質(zhì)量更好。

以DSI進(jìn)氣道為例,西方研究了70年仍未完全掌握,如今最先進(jìn)的F35,其DSI進(jìn)氣道仍只能在特定速度區(qū)間優(yōu)化,核心原因是科研實(shí)力不足,缺乏風(fēng)洞設(shè)備和海量計(jì)算實(shí)驗(yàn)樣本。

而我們對DSI技術(shù)的研究僅20余年,卻已完成三次技術(shù)迭代,如今已成為我軍戰(zhàn)機(jī)的標(biāo)志性技術(shù)。這種迭代速度的差距尤為關(guān)鍵,西方是30年換一代,我們是10年換三代,這種速度在全球范圍內(nèi)都無對手。

我國的DSI技術(shù)研究起點(diǎn)清晰,最早源于航空學(xué)報(bào)刊登的南京航空航天大學(xué)項(xiàng)目。2004年,該項(xiàng)目獲得空軍五年預(yù)研資助,開展F-35 DSI進(jìn)氣道逆向研究,正是這次研究讓我們掌握了F-35的核心設(shè)計(jì)。此前國內(nèi)雖有“棒式進(jìn)氣道”相關(guān)研究,但缺乏對比參照,這次逆向研究完成了關(guān)鍵的交互驗(yàn)證,這也是俄羅斯認(rèn)為日韓可向我們獲取F-35內(nèi)置彈艙數(shù)據(jù)的原因。

我們的第一代DSI技術(shù)成果率先應(yīng)用在梟龍戰(zhàn)機(jī)上,從軍方回憶錄能看出技術(shù)推進(jìn)的速度:2003、2004年間,梟龍01、02、03號機(jī)短短幾個(gè)月內(nèi)相繼出現(xiàn),而04號機(jī)因搭載多項(xiàng)新技術(shù)和外形改進(jìn),研發(fā)周期更長。



2006年,采用DSI技術(shù)的梟龍04號機(jī)正式亮相,可見我國戰(zhàn)機(jī)技術(shù)發(fā)展是環(huán)環(huán)相扣的體系化進(jìn)程,任何環(huán)節(jié)的缺失都可能導(dǎo)致關(guān)鍵信息斷層。

DSI技術(shù)的核心優(yōu)勢在于解決附面層亂流問題。高速氣流與機(jī)體摩擦?xí)a(chǎn)生紊亂氣流,就像船體破浪時(shí)的浪花,這種亂流會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)喘振、啞火甚至損壞葉片。

傳統(tǒng)加萊特進(jìn)氣道及帶開縫的附面層隔板,本質(zhì)是通過復(fù)雜笨重的結(jié)構(gòu)切除亂流,不僅增加飛行阻力,還是強(qiáng)烈的雷達(dá)反射源,這是西方在技術(shù)不足下的妥協(xié)。

而我們的DSI技術(shù)不斷升級,第一代有附面層亂流打孔陣列,與F-35同代;第二代已取消吸孔設(shè)計(jì),讓西方困惑不已;第三代更是突破固定設(shè)計(jì)的局限,解決了進(jìn)氣匹配問題。網(wǎng)傳DSI無法適應(yīng)高速飛行的言論,是源于殲36采用加萊特進(jìn)氣道的片面解讀,屬于先入為主的錯(cuò)誤判斷。

我們的技術(shù)突破核心在于柔性可變蒙皮,這是楊總師提出的關(guān)鍵技術(shù),也是西方難以理解的領(lǐng)域。殲-20的DSI鼓包就具備柔性可調(diào)節(jié)外形,后續(xù)采用DSI技術(shù)的殲-36更是直觀展現(xiàn)了這一技術(shù):雙翼的氣動減速板是無縫柔性可變蒙皮,尾噴下護(hù)板可上下俯仰,實(shí)現(xiàn)了三元矢量功能。

這種技術(shù)融合與升級,正是我們超越西方原版技術(shù)的關(guān)鍵——同樣的技術(shù),西方是手動,我們是自動;西方是固定,我們是柔性可變。

F-22和YF-23的矢量與下護(hù)板技術(shù),在我們這里實(shí)現(xiàn)了融合升級,三臺發(fā)動機(jī)尾噴都采用YF-23的下護(hù)板遮蔽,且護(hù)板具備柔性可調(diào)功能。

這類技術(shù)的實(shí)現(xiàn),離不開大量的模擬計(jì)算和上機(jī)測試。殲36一號機(jī)先用加萊特進(jìn)氣道展開測試,正是為了積累數(shù)據(jù)。也正是這些自下而上的技術(shù)突破,讓殲36三發(fā)機(jī)型能在全域速度、高度下達(dá)成最優(yōu)飛行效率。

這種突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì),標(biāo)志著全球戰(zhàn)機(jī)技術(shù)進(jìn)入“向中國看齊”的時(shí)代?;赝麣?20的研發(fā)歷程,2000年前后立項(xiàng)時(shí),我們面臨著第二島鏈的壓力和有限的研發(fā)實(shí)力,殲-20是當(dāng)時(shí)抗衡F-22、F-35的最優(yōu)選擇。

而2014~2016年進(jìn)入技術(shù)裂變期后,我們對智能化、全電技術(shù)的認(rèn)知突飛猛進(jìn),在殲-20緊張入列的同時(shí),開啟了真正符合未來需求的戰(zhàn)機(jī)研發(fā),如今我們已經(jīng)明確了兩款新一代戰(zhàn)機(jī)的發(fā)展方向。

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