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f35动力和热管理系统—f35动力和热管理系统哪个好
来源:本站 时间:2024-07-20
别信动力足板砖飞上天!F35换装新发动机,仍解不了动力不足之苦

如果谈起航空技术的话,许多人都乐意谈一下发动机,所谓“动力足板砖飞上天”的说法,这过于片面的强调,光发动机强可不行,从现实来说,别信动力足板砖飞上天!许多人都说F35战机的F-135发动机非常先进,推力如此之大,同时又特意去回避效果问题,F35的最大速度只有1.6马赫,这是动力充足的表现吗?

F35

F-135推力对F35还显得推力不足,即便现在F35战机换装新发动机,推力比以前的更大,实际仍解不了动力不足之苦。如果看一下有关F35的速度统计的时候,自然知道它的最大速度不算高,在现代战机属于倒数的,不达到2马赫以上,不要说什么动力充足。

F35自从问世之后,确实曝光了许多问题,直到今天F35问题多依然遭到诟病,可是详细论起来的话,F35存在的许多问题只是影响到了出勤率,现在出勤率低不算啥,对于一款刚服役的战机来说,细节存在问题不算什么,属于正常的现象,这个可以随着时间推移,出勤率可以不断的提升。

F35与F16在气动设计上差别不小

相较之下,动力不足才是问题,因为这关系到战斗力,现在F35因动力不足不敢格斗才是大问题,许多人对于机动格斗的理解有限,如果仔细看一下空战格斗的理念,尤其是能量机动论,按其内容说:在空战中上下翻飞正像热力学中系统能量的增加和减少,在空中格斗中,使你战胜了敌机,是能量!可用的能量!

F135

什么叫:能量?速度、高度等都可以转化为能量,不是简单对比一下,发动机推力大小就可以决定谁的可用能量更多。单纯的强调发动机推力大,与能量机动论是不是矛盾了?上个世纪60年代的越南空战,米格17曾经对F4构成了相当大的威胁,其中的原因使用能量机动论即可以弄明月,故而后来的F16的研发就是严格按这一理念设计出来的。

这样的矢量发动机设计对空战机动无用

F35战机性能先进,但是不等于能量机动论无论,美军也一样发现了问题,在2015年的对抗演习中,F-35A在与F-16D的战斗中失利,原因为:速度太慢,机动性不足。如果根据有关数据推算,F-35对手交战的距离应为50-70公里,这时对手往往发现不了F-35,F-35却可以发现与捕获目标,依靠远程空对空导弹即可决胜。

理论上,可以视距外决胜,可惜现代远程空对空导弹的效率不一定理想,主要是现代电子战系统已经变得更加完善,让飞机可以躲避导弹。

发动机

现在F-35的主要弱点恰恰是动力不足,让它与对手玩近战等于“开玩笑”。F35的发动机推力是不小,但是自身重量大,实际机动性不算理想,这个问题还不是想解决就解决的,发动机的推力已经提到了一个前所未有的水平,已经是世界第一,还能怎么提高呢?

鹘鹰上舰能否打得过F35?我们先说说气动设计和动力系统

鹘鹰舰载版

前一篇文章我们谈到鹘鹰舰载版只是一个应急的过渡型号,充当主角的时间大概只有五年左右,随后主角就会换成第六代舰载机。鹘鹰舰载版的主要任务就是在六代舰载机上舰之前充当我国隐身舰载战斗机的主力。那么鹘鹰舰载版的对手是谁?鹘鹰舰载版可能的编号是歼35,既然是准备歼灭35的,那肯定对手就是F35没跑了,我们这里就把这两个型号仔细对比一下,看歼35能否有效歼灭F35。

鹘鹰的气动外型和F35是非常类似的

其实鹘鹰的气动外型和F35是非常类似的,特别是鹘鹰2.0版垂尾前后沿都改成后掠之后。这就很尴尬了,鹘鹰首飞时用的是参考并改进自俄罗斯RD93的WS13涡扇发动机,性能并不好,后来2.0版换成了WS13E。情况稍好了点。但是和F35动力完全没法比,WS13E加力推力最大只有9.5吨,推重比也只是9一级的,而F35的动力F135涡扇发动机是推比10一级的发动机。而且单台加力推力高达191.3千牛,也就是19.52吨推力,差距不是一般的大。但好在鹘鹰是双发设计,推重比上虽然有差距,但两台发动机加起来总推力基本是追平了,只是耗油量上可能有点吃亏。对舰载机来说,在可靠性上双发比单发多少还有些优势。但是这样在飞行性能上优势就不大了,鹘鹰想建立起足够的优势就变得很困难。但是为了有效对付F35就必须下大气力优化气动设计,否则无法建立起相对于F35的性能优势。

鹘鹰座舱后部优化结果

鹘鹰进气口优化的结果

机身后部优化结果

机身后体反弯优化设计

气动总体优化后的结果是10%左右的减阻收益

为了鹘鹰上舰,沈飞所下了很大功夫对鹘鹰的各个部位的气动设计进行了仔细的优化。对座舱、进气口、后机身、平尾等多处优化之后获得了全机10%左右的减阻收益。其实鹘鹰的气动设计过于保守,我们之前也猜测会不会改进一下双垂尾,改成像J20一样的全动垂尾。这样垂尾面积就可以大大减小,不但飞行阻力更小,而且控制翼面面积还更大。但非常可惜沈飞所没能再往前再走一步。非常保守地坚持了原来的设计,然后只是在原设计上进行优化。可能是考虑鹘鹰上舰,时间进度也是非常重要的考量,所以就没有花更多时间修改设计而是进行了优化。

F135动力性能强大 但无奈气动设计拖后腿

鹘鹰舰载版首飞使用的发动机可能还是比较成熟的WS13E,好在最终用在鹘鹰舰载版上的发动机可以升级到WS19涡扇发动机。WS19是推比10一级的发动机,甚至有改进到推重比11的潜力,而且加力推力能达到11吨,这样两台发动机加起来总推力就有22吨,比F35的19.5吨的推力还大出了两吨多。只是WS19发动机的研制进度有点拖后腿,能不能及时跟上鹘鹰舰载版试飞的步伐还不清楚。而且短时间内这个优势能不能建立起来还不好说,因为F35过几年会进行升级,F135发动机的最大推力有可能会提高到22吨左右。而我们的WS19发动机也必须加快步伐完成试飞,并进一步改进提升推力,WS19发动机改进一下有升级到12吨推力的潜力。鹘鹰原本的阻力系数就比F35更小一些,鹘鹰出口版最大飞行速度就比F35高,能达到1.8马赫,F35的最大飞行速度只有1.6马赫。而且鹘鹰为了上舰气动又做了一些优化,发动机也可以升级到WS19,所以鹘鹰舰载版很有可能具备超音速巡航能力。

鹘鹰出口版飞行速度最高可达1.8马赫

而F35就是升级了F135发动机也不可能实现超音速巡航,因为原来设计时就没考虑过超音速巡航。即便是实现1.6马赫的最大飞行速度也是有问题的。去年F35就爆出问题,飞1.6马赫不能持久,一分钟之后垂尾和平尾就会出现损伤,属于一级类型缺陷,也就是无法通过后续维修来消除的缺陷。而且已经生产出来500架F35都有这个毛病。F35飞行速度之所以只有1.6马赫,主要原因是为了照顾通用性。因为F22战斗机的造价非常高,美弟就想在F35身上把价格降下来,一个主要的办法就是F35的ABC三个型号通用机身部件,这样通过减少部件种类,增大产量就可以摊薄成本。想法是很好,但最终事与愿违。为了照顾F35B,F35的机身截面有点大。主要是因为F35B是垂直起落型号,其座舱后部多了一个升力风扇,为了塞下这个风扇,两边的进气道就要更加靠外。

为了缩小机身截面 机腹也出现了多块腹肌

这样一来机身截面就比较大,造成机身阻力比较大。机身腹部为了缩减截面也不得不弄得坑洼不平,不但对增加升力不利,对隐形也不利。而我们的鹘鹰就没有这个问题,从一开始在阻力系数上就有优势。而且机身腹部非常平坦,隐身效果好而且对提高升力有利。因为五代机普遍是升力体机身设计,机腹越平,空气流速越慢,机身上下压力差越大,升力就越大。

机身锯齿和发动机喷管之间的缝隙是为矢量喷管偏转预留的空间

综合以上分析,鹘鹰舰载版的气动设计占有一定优势,并且发动机如果升级到WS19后军用推力、加力推力还有一些优势。综合各个系统的情况,相对于F35战斗机,鹘鹰舰载版在飞行性能上能够取得足够的优势,很可能具备超巡能力,最大飞行速度也会超过F35。而且在鹘鹰上就已经开始使用矢量喷口,到了舰载版上采用矢量喷口更没有问题,所以鹘鹰舰载版的空中机动性能会比F35强大很多,至少目前还没有公开F35装备矢量喷管的计划。

 

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