详解歼10B、苏35矢量发动机大不同，论玩格斗歼10强太多

近日，《航空知识》杂志刊载，疑似歼-10B使用换装矢量发动机的高清图片首度披露后引发了外界关注。此前，我们已经说了歼-10B使用矢量发动机带来的影响。

不过很多人也注意到，如果不说，即便从这样的高清图片中我们也无法看出这是矢发。这与苏-35上明显的转动机构有所不同，那么苏-35与歼-10B的矢量喷嘴在技术上有什么区别呢？今天，我们再具体说说这事。

△歼-10B换装的若是矢量发动机，从外形无法看出

苏-35和歼-10B都是圆形截面喷嘴，从俄罗斯的角度看，苏-35的117S发动机属于“土星式”喷嘴，歼-10B的则属于“克里莫夫式”（即美国PYBBN式，苏-57的“30型”同样是用该技术），简单的说就是后者的从外形看不出来。

“土星式”式喷嘴比传统的多一段转向段，则会比较长，而“克里莫夫式”的真正活动构造在内部，外观尺寸不变。如果要确认是否为“克里莫夫式”喷嘴，要看喷嘴前后两段（收敛与扩散段）叶片的交界处，是否有允许转动的构造。

△上图：同时采用“土星式”式（右侧的“117型”）和“克里莫夫式”（左侧的“30型”）喷嘴的苏-57验证机，前者相对较长一些，后者不说的话外形很难看出其是否矢发；下图，“30型”发动机的矢量喷嘴特写

有人说“土星式”外观上的特征是整个喷嘴连动，“克里莫夫式”则是每个叶片有差动。其实这个描述不全然正确，用本质来看，“克里莫夫式”是只偏转喷嘴的超音速段（喷嘴后段的扩散段是超音速气流所以又叫超音速段），然后因为机构的设计，使得偏转时喷嘴叶片会呈现差动现象，看起来很像“藉由喷嘴叶片来改变矢量”。当然，“‘克里莫夫式’比较节省制动力”这一论点仍然正确。

“克里莫夫式”喷嘴的参考原型就是F-15Active上的PYBBN三维喷嘴。这种喷嘴活动范围±20度，速度大于45度/秒，相较于AL-31FP的±15度，30度/秒进步很多。而“克里莫夫式”喷嘴的活动速度增加到60度/秒。

△美国F-15Active的PYBBN喷嘴

F-15Active在1993年才首飞，PYBBN应该是美国试验的第一种性能与重量都符合需求的矢量喷嘴，它的喷嘴重量几乎不会增加，而在此之前的美国矢量喷嘴仅仅喷嘴机构就要增重约1000千克，为此机头还要额外配重，根本不具实用性。而“土星式”的整体是矢量喷嘴刚出来就只要增重100千克，量产型只增加70千克，已经实用化。

AL-31FP装上苏-37时与F-15Active首飞都是90年代初的事，因此可以说美俄约在同时完成实用型矢量喷嘴。但PYBBN的活动范围与速度确实又优于AL-31FP，有人就会据此认定美国技术较强，其实两种喷嘴是不同的发展思路。

△苏-37的“土星式”矢量喷嘴后来被用到出口的苏-30MKI系列和自用的苏-30SM上

PYBBN喷嘴可以有大活动范围与高速度，又很轻巧，是因为它只让超音速段活动，这样活动段的重量比较小，制动机构可以比较轻，活动范围与速度很容易可以做得很大。然而，也因为它是让超音速段活动，因此当喷嘴要用到超音速段时，活动喷嘴必须改变超音速气流的方向，这就会产生大量的能量损耗，也就是推力损耗。反观“土星式”的喷嘴是整个喷嘴一起活动，因此尽管喷嘴在活动，对发动机气流而言与普通固定式喷嘴几乎无异。

两者个差异就在超音速段，如果PYBBN喷嘴只需要在收敛模式运作，那矢量控制就不会影响推力。通常在飞行速度1.5~1.8马赫以下时，喷嘴可以只用收敛模式。而如果速度大于1.5~1.8马赫时，喷嘴必须启用收敛-扩散模式才能让推力优化，这时若偏转超音速段，就会造成推力损失。或许正因如此，才会有一种说法认为矢量推力只能在亚音速使用。然而，“土星式”的整体式喷嘴活动时不影响超音速气流，因此“土星式”喷嘴就没有超音速亚音速的问题。

△苏-35战机的117S发动机喷嘴特写

那么到底哪一种喷嘴好？这又是设计理念的问题，“土星式”的可以用到超音速，而在亚音速则不如“克里莫夫式”。如果超音速时矢量控制很重要，那就是“土星式”的好，如果亚音速时比较重要，那就是“克里莫夫式”的好。

通常在起降、缠斗、过失速机动时都是亚音速，而且有时候是要完全靠矢量推力来控制飞机，这时就是“克里莫夫式”的天下，而在超音速时，矢量推力不是必要的，但却可以优化气动效率。例如，通常超音速有攻角时升力中心会稍微在重心后方，而产生低头力矩，这时如果用矢量推力，可以在产生抬头力矩的同时，将推力往飞行方向送，相当于增加有用的推力，这时就要用到“土星式”喷嘴。