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珠海航展上中国战机的这个动作,牛在哪?

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发表于 2018-11-7 14:49:55 | 显示全部楼层 |阅读模式

  昨天珠海航展上,最吸引眼球的,莫过于一架歼-10B推力矢量验证机,拖着长长的彩色烟雾,做出了“落叶飘”“眼镜蛇”等一连串飞行动作。

  其中,15分钟表演,3次眼镜蛇动作,堪称震撼。岛叔昨天点开了几个现场视频,极富视觉冲击的飞行画面搭配着现场观众的惊呼声,生怕错过每一个细节。

  不过,对于一些非军迷来说,这一切似乎有些让人摸不着头脑。在岛叔刷微博的时候,就看到了不少网友问,这个飞行表演究竟厉害在哪?

  厉害在哪?我们一点一点说。

  机动性

  飞行动作如此飘逸,离不开来发动机的功劳。这次立功的矢量发动机,有多牛?

  岛叔可以很淡定地告诉大家,在目前人类物理学和工程学能够落到实践的范围内,这基本上算是顶峰了。

  虽然理论很枯燥,但是岛叔还是要稍稍介绍下。按照空气动力学原理,飞机之所以能飞起来,主要是靠着机翼两侧的压力差,飞机往前飞的越快,压力差就越大,升力就会越大。

  不过,一个作战飞机要是只是傻乎乎使劲往前飞,显然是不够的。毕竟涡轮发动机再牛,能让飞机飞多快?赛得过屁股后头火箭发动机推动的导弹吗?更何况如果敌人太灵活,你都瞄不准人家,还怎么进行战斗?

  现实的飞行作战场景是,由于速度是矢量有叠加,即使飞机朝后发射导弹,那也很不容易对付从尾部靠近的敌人。于是乎,尾追几乎是永恒的优势方位。

  但是,如果飞机不是乖乖地往前飞,而是在空中上蹿下跳,这件事情就危险了。万一一个升力不足,可能就要摔到地上去……当然了,飞机不是直接摔到地上,而是先经过一个危险的螺旋。在这个过程中,经验老练的飞行员还有可能改出这个状态,新手就只有悲剧了。

  这个时候,如果飞机能够在正常的飞行中获得其他方向的力,那么除了很容易在空中实现上窜下跳的灵活动作之外,想从这种失速的状态中改出也要容易了很多。 这就是飞机提高机动性的重要所在。

  而提高机动性的关键,就在发动机。

  所谓四代机,“超机动性”、“超音速巡航”、“隐身能力”和“超强战术态势感知和执行能力”。隐身,不多说了,超强战术感知能力和执行能力是电子技术问题。超音速巡航和超强机动能力都得看发动机技术。

发动机

  发动机,无论从体积还是重量上来看,基本上是飞机最大的系统。

  发动机怎么才能提供足够大的推力?把发动机造的足够大呗。但是这么一来,系统重量也就上去了,性价比就差很多。发动机就是要尽可能以小的系统重量实现最大的推力,即最佳“推重比”。

  说起来容易,喷气发动机的涡轮叶片和轴承,可是要在上千度高温下,以每秒钟几十万转的情况下运转。这种工况下,发动机功率每提高百分之一,需要付出的代价都是成倍的。

  现在,美国的发动机已经被逼得用了“单晶叶片”。一般的金属是一大堆小晶体的集合,因此物理性能不咋样。如果能确保整个金属制件是一个有序的晶体,显然物理性能会极大提高。可是,制造的成本和制造难度也在成倍的增加。

  目前,我们新一代歼击机的发动机还暂时没法实现足够大的推力,让飞机能够在超音速情况下实现常态巡航,仍然需要依靠开加力实现。

  那么超机动能力呢?

  这个实际上就是主要是看矢量可变发动机的本事了。推力在物理学上是一个矢量,既有大小也有方向。推力的大小由发动机核心部分决定,但是实现推力方向的改变,就是看尾喷口调节改变方向的技术了。

  最先实现矢量发动机应用的是俄罗斯的苏30MKI,从这个编号来看,这是俄罗斯当年卖给印度的一批战斗机,我们中国买来的是苏30MKK,没有这个功能。在国际上好多人,因此得意了一阵子,看看吧,中国花钱买苏30战斗机,还是没有买到矢量发动机技术。

  不过印度买的这批战斗机表现还真不咋地,经常花样摔飞机,原因何在?还是矢量发动机技术不过关……

  想想看吧,一个能产生十几吨推力的气流以上千度的高温快速流过,你想调节它的方向,这个发动机的喷口材料该有多么强韧,调节喷口方向的机械装置得有多么强劲可靠?

  事情还没有完。即使发动机的喷口可以调节了,可是战斗机在以每小时上千公里的速度飞行时,怎么确保跟飞行员想要做出的机动状态一致?这需要一个强大的电传操作系统,系统计算机能够自动识别飞行员发出的动作指令和发动机矢量方向应该改变的角度,复杂啊……

  直到俄罗斯充分吸取了印度花式摔飞机的经验教训,造出了苏35战斗机后,他们的矢量发动机技术才算是最终过关。

  美国作为世界上的超级大国,科技实力毋庸置疑很先进,他们的F22战斗机上也是应用了矢量发动机技术,现在的低配版F35出于成本等因素的考虑,放弃了超音速巡航能力,可是仍然要应用矢量发动机技术。

  道理也不复杂,就是因为这个技术能让战斗机具有超机动能力,在空战中会有毋庸置疑的优势。

  昨天珠海航展上,歼十的矢量发动机技术验证机做出了“眼镜蛇”“落叶飘”的动作,就是在向世界展示,中国人如今能够制造出矢量发动机了,等着看吧,超音速巡航能力还能有多远吗?

突破

  如今,所谓的下一代战斗机的四大标准,我们现在也做到了三项,跟美国打算满世界推销的F35比,已经没有什么太大的差异。其实岛叔也好奇,我们的这些飞机成本会比美国便宜多少呢?

  滑稽的事情总是有,昨天许多台湾的朋友在网上就愤愤然了。

  所谓的经国号,他们用的是什么发动机?美国用在民用飞机上的……因为美国不想台湾自己造出来太牛的战斗机,于是坚决不向台湾提供像样的发动机。这样他们还要跑来说,昨天歼十战斗机表现出来的那些超机动能力,其实他们在30年前也能做得到,岛叔确实无话可说。

  差不多30年前吧,岛叔还没穿上军装那阵子,个别艺高人胆大的俄罗斯飞行员首创了超机动能力的鼻祖——普加乔夫眼镜蛇动作,这个动作在空战中能够利用突然减速,让原本占据尾追优势的对手一把跑过头,成了瞄准目标。

  可是这个动作除了依靠苏27战斗机的优异气动外形和相对强大的发动机推力,剩下的就是靠着战斗机飞行员的艺高人胆大和经验丰富了。 否则,还真就像前文说到的那样,因为没有足够的推力,好像秤砣一样摔到地上去了。

  西方国家,除了“认真严肃”地讨论这个动作好像没有什么用之后,也只有老老实实承认,除了美国的f16气动和发动机技术验证机之外,只有俄罗斯的苏27,系列战斗机才能真的做得到。好在F22和F35及时出现了,他们的矢量发动机技术应用,终于让超级大国板回了颜面。

  就是这么回事,今天我们的军工人员解决了上面所说的一切问题,让我们的歼十战斗机好像小燕子一样飞来给大家看。

  这足以证明,我国成功实现了推力矢量这一航空关键领域的创新突破。我们,站在了第一梯队。 


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发表于 2018-11-7 15:11:08 | 显示全部楼层
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发表于 2018-11-7 15:24:54 | 显示全部楼层
我就想知道这个发动机是纯自主开发的还是买的或者是有原型机抄的?从理论到实践都是自主的我真心自豪,抄的我就呵呵了,牛逼也是别人牛逼。别像有些所谓自主国产车一样,拿别人换代的车换个外壳就敢说是自主品牌的。

点评

新闻报道肯定有吹嘘的地方,不过航空发动机不像汽车,都是国际禁运的东西哪来给你抄,话说汽车发动机好像还没抄出啥水平吧,飞机发动机俺是不太相信了  发表于 3 天前
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发表于 2018-11-7 15:35:47 | 显示全部楼层
吓得老外一愣一愣的,都不敢相信中国有这等技术

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我也目瞪口呆  发表于 2018-11-7 15:52
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发表于 2018-11-7 17:02:05 | 显示全部楼层
苏35落叶飘超机动征服运20总师,可实战会让飞机变靶子?( C8 q8 g1 q- \% C* W

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贞观防务
百家号06-2412:552 X7 ~* m$ |2 R* M

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自从引入矢量发动机后,苏霍伊战机的机动性能再上一个台阶,成为“超机动”,苏-30SM、苏-35、苏-57等超机动战机在航展上的表演征服了不少人。这其中就包括在巴黎航展看过苏-35表演的运20总师唐长红,他认为,就机动性而言,这是他在历届航展当中所欣赏到的最强者,苏-35的这种机动能力将在一段时间内处于统治地位。

苏-30SM/35/57一个标志性的动作就是机头360度旋转的“落叶飘”机动,这个机动可谓超机动的精华,它的强指向性具有很强的战术意义。但也有观点认为飞机做“落叶飘”等于活靶子,那么事实真是如此么?今天,我们就来简单说说这事。


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“落叶飘”又称“可控平螺旋”,俄罗斯对这个动作的说法是“直升机”动作。即战机机腹朝下,直直落下,过程中自主控制偏航方向的特技动作。

这个动作的初始速度是零,是完全的失速后动作。而大部分耳熟能详的超机动如“眼镜蛇”、高攻角滚转等则通常是由低速过渡到失速的动作。在俄制战机的超机动表演中,“直升机”是被拿来当“收尾”的动作,也就是很多特技动作做完后速度降到0以后,就以“直升机”动作来收尾并且改出。从这安排就知道俄罗斯人对于超机动动作的战术运用已经很有概念:直升机动作确实是个非常好的收尾动作,它可攻可守。

战机的高机动是以能量为代价换来的,做完动作能量就会下降,而如果是超机动,则能量可能降到失速速度,速度几乎是零,战机会无以为继,就必须改出失速后状态。最直接得作法就是动作结束后以俯冲姿态加速,重新获得能量。例如Su-27的尾冲就是这样改出,这种改出方法有两大缺点:

1.需要高度才能改出,越低空越危险;

2.改出过程比较难应付后续威胁。

因此有人说失速后就会变成待宰羔羊。

△正在进行落叶飘超机动的苏-35
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直升机动作则是机腹朝下“飘落”,然后用矢量推力进行偏航,短时间内指向任意的水平方向。这与传统改出法相比有明显优势:

1.可以自行决定改出方向,例如远离敌机的方向,或是面对敌机进行后续战斗;

2.高度掉很慢,因此必要时可以不用非得马上改出。

所以直升机是一种可以用来应付后续威胁的积极收尾动作。但是,这时的飞机能量一样很小,不会变成待宰的靶吗?

先说一下什么叫做待宰的靶。那就是你看得到它,打得到它,而且它没有还手的机会,而这些条件却是很难满足的。


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直升机动作不会是第一个使用的超机动动作,因为空战刚发生时一定有充足的速度,这时硬要减速到0来做直升机动作,显然头脑有洞。会用到直升机动作,应该是激烈战斗已经完毕,甚至已经用上了其它超机动动作。当实战中战机已经走到这一步(活着进入直升机状态),通常表示与它发生格斗的敌机已经被清空了,如果真的还没有清空,直升机动作的指向通常比传统机动快很多,因此也来得及补一枪干掉对手。

而所谓的“靶机”理论指的是敌机位在远方的僚机可以用超视距作战的方式为友机报仇,而这时超机动战机就成了无缚鸡之力的靶机。会这样吗?再说一次,什么叫做待宰的靶。那就是你看得到它,打得到它,而且它没有还手的机会。

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而事实上,直升机动作下的战机速度几乎是0,所以对多普勒模式的雷达来说它相当于隐身目标,要嘛就是被当成杂波滤掉,要嘛就是距离很近才能发现。而俯视雷达、主动雷达导引头就是要用多普勒模式。换言之,敌机要以平视或仰视方式,并且不用多普勒模式,才比较好发现“直升机”动作下的战机。

而即使可以发现,也很难用主动雷达制导导弹去攻击,这是因为主动雷达导弹一定会用多普勒模式,而就算导引头到近距离还是可以锁定飞机,也由于飞机速度很慢,所以飞机与干扰弹的多普勒特征差距较小,反制成功的机率颇高。如果是半主动雷达模式,或许可以,不过现代美系战机已经很少用半主动雷达制导导弹了。

另一种有用的是红外制导,它与多普勒效应无关,所以理论上知道飞机在哪里,把导弹打出去,用红外导引头去锁,应该是可以。


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反过来说,在“直升机”动作中的战机可以很快地指向新的对手,这时它对敌方的探测并不受影响,武器也是各种导引方式都可以,因此反而有探测与火控能力上的优势。

这里要注意的是,导弹射程是导弹飞行距离与目标逼近距离的总和。发射初速是零时,初始能量低,会影响射程没错,但目标速度是0一样会降低射程。所以这时攻守双方的射程都会降低。而如前所述,攻方不能使用多普勒模式,因此攻击时应该会以仰射姿态,反过来说守方就容易有高度优势,这也会影响一些射程。

也就是,用同级武器时,攻守双方射程都会降低,攻方不会因为“能量高”而多出什么优势,而且守方可选用的武器较多,探测又不受限,威胁还是很强的。

甚至如果守方是俄制战机,攻方是美系战机,那俄系战机的武器射程偏远,反而还有射程优势。


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发表于 2018-11-7 17:10:39 | 显示全部楼层
有矢量发动机的有美,中,俄,欧盟,大家推重比都是不一样的,实现矢量的技术也是不一样的。抄,去哪抄啊
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发表于 2018-11-7 17:33:02 | 显示全部楼层
[灌水]俄罗斯舰载机至今无法实现挂弹起飞。
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coolface2 于 2012/1/7 0:37:06 发布在 凯迪社区> 猫眼看人
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[size=1.35em]据说毛子最近把他们唯一一艘宝贝航母派到叙利亚了,那航母叫什么:裤子捏佐夫将军号。吨位挺大的,能赶上法兰西的“戴高乐”。6 g$ [/ k, i9 |5 N
不过偶从网上找到的该航母的图片都有一个共同的特点:所有从该舰起飞的战斗鸡,都处于“赤手空拳”的状态,也就是没有挂弹。不知道俄国舰载机打算用什么打仗,机炮?????
( @# E7 F* v& A+ S2 W5 X, Q
) x) o  J5 X: B) C  R

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发表于 2018-11-7 17:34:32 | 显示全部楼层
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发表于 2018-11-7 18:07:02 | 显示全部楼层
写的好
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发表于 2018-11-7 19:37:03 | 显示全部楼层
矢量发动机有多牛逼?用一句话概括:装上矢量发动机,就算是一根铁棍子也能让它想咋飞就咋飞

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Insigne + 1 思想深刻,见多识广!

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