歼20换装国产发动机，矢量喷口何时装配？

原创2021-09-29 13:50·军武次位面

【军武次位面】作者：乐乐

9月28日，官方正式公布了歼-20隐身战斗机，换装国产新型发动机的消息，顿时引起舆论热议。事实上，早在今年一月份的招飞宣传片上，就已经出现了歼-20换装新发动机的影像资料，而此次官方的正式确认，无疑是彻底定性。目前舆论比较关注的是，这款尾喷口与2018年珠海航展上歼-10矢量技术验证机尾喷管有些相似的发动机，是否意味着歼-20隐身战斗机正式搭载了矢量喷管。如果是，那么歼-20的战斗力将会有翻天覆地的变化。

▲航展上现身的歼-20

在美国当年针对F-22隐身战斗机提出的4S标准中，有一个就是超机动性，这一项性能恰恰与矢量喷管息息相关。而倘若想比较生动地理解这两者的关系，就需要引入另一个经典动作，也就是“眼镜蛇机动”。在1989年6月的巴黎航展上，苏联空军的苏-27战斗机，第一次在全世界的目光下表演了“眼镜蛇机动”，也就是飞机机头在平飞状态下高高仰起，一直仰到90度直角，然后继续后仰，最终达到110至120度，然后战斗机再慢慢压低机头，减小到零度，恢复水平飞行，整个过程持续两到三秒，而飞机基本保持在同一水平高度上，如同眼镜蛇的攻击动作，同时又非常震撼，观赏性也很强，所以被称为“眼镜蛇机动”。但事实上，“眼镜蛇机动”只能称之为失速动作，而不是超机动性。

▲苏-27首开“眼镜蛇机动”先河

苏-27在进行“眼镜蛇机动”时，战斗机实际上是处于失去控制的状态，整个操作过程中，飞行员不允许干预，要把操作杆牢牢稳住，特别是横侧的方向一定不能动，凭借优秀的气动设计，飞机会自动将状态调整到正轨。而超机动性，其实是将这种不可控的失速机动变成可控。也就是说，具有超机动性的战斗机可以凭借矢量喷管进行更高程度的控制，从而将原本只有表演意义的“眼镜蛇机动”，转化为有实战价值的战术动作，这就是矢量喷管最明显，或者说对超机动性最典型的贡献。当然，矢量喷管的作用并不仅仅在于此，凭借矢量喷管带来的力矩，飞行员可以控制增加飞机升力，减小阻力，从而缩短滑跑距离，或者利用矢量推力反推以增加阻力，减少着陆时滑跑距离。此外，任何飞机本质上都是通过大大小小的舵面，在运动中改变飞机姿态，从而带来相应的机动性。而增加了矢量喷管之后，则是在舵面之外，增加一个可以直接操纵的力矩，对于飞机机动性能的影响非常明显。尤其是在超音速状态下，由于战斗机的气动焦点会发生显著变化，改变战斗机的升力区间，增加飞行阻力，这时就可以通过矢量喷管进行微调，解决超音速飞行的配平问题，当然，矢量喷管还有指向控制能力，这也是外界最为熟知的能力。

▲但苏-27“眼镜蛇机动”的实战意义确实不大

就目前而言，全世界真正拥有矢量喷管，具有超级动性的战斗机有一个半。所谓的一个，指的是美国F-22隐身战斗机，而半个则是俄罗斯的苏-35多用途战斗机。其中，前者是真正从设计开始，就将矢量喷管融入发动机设计之中，两者融为一体，真正在软硬件领域达到了不分彼此的地步，因此，截止到目前为止，F-22仍然是全球机动性最强的战斗机。顺便说一句，F-35虽然也有矢量喷管，但由于F-35B对垂直起降性能的特殊要求，其设计比较独特，就目前来说，一般不认为其对机动性有较大贡献，因此不计算在内。

▲尾喷口偏转的F-35

而俄罗斯苏-35的矢量喷管技术，要追溯到当初印度与俄罗斯共同开发的苏-30MKI战斗机，本质上是在战斗机原有发动机的基础上，加装矢量喷管的方式。这直接导致增加了数百公斤的重量，对战斗机的重心有非常明显的负面影响，再加上对战斗机的操纵性能提升相对有限，因此无论是苏-30MKI，还是俄罗斯自用的苏-30SM，以及在两者基础上衍生的其他外贸型号，一般并不认为具有超机动性，只是具备一定的矢量机动能力。而苏-35是在相应技术基础上，进行了较大程度改进。飞控程序全面更新，其矢量喷管的稳定性和有效性都得到很大提高，但由于本质上仍然是在现有战斗机基础上改装，性能有限，因此被称为是半个。

▲苏-35的矢量喷管作用有限

而在理论发展领域，美国虽然在F-22上用的是二元矢量喷管，但美国通用电气和普惠公司先后在验证机上完成了三元矢量喷管（比二元多一个偏航力矩，属于第二代）的技术积累，已经掌握了相应的技术难点，唯一有点尴尬的是，目前美国空军并没有适合装备三元矢量喷管的机型。相比之下，俄罗斯凭借苏-30MKK、苏-30SM、苏-35等机型的积累，获得了很多设计和使用经验。在苏-57隐身战斗机上的矢量喷管设计也比较新颖，基本上达到了三元矢量喷管的水准，但俄罗斯航空工业近年来发展颓势比较明显，整个苏-57项目已经是一拖再拖，在这种情况下，矢量喷管作为子系统能否真正应用，仍然是一个比较难说的事情。

▲苏-57是俄罗斯航空工业问题的根源

中国是三个国家矢量喷管应用领域经验最少的国家，目前仅在歼-10B技术矢量验证机上进行过相应试验，但从2016年和2018年，中航工业展出的相应图片、视频及部件来看，对于三元矢量喷管的理论掌握，也达到了较高水准。从时间上推算，歼-20也同样是从设计之初就确定应用矢量喷管技术，因此，假如此次换装的新型发动机真的装备矢量喷管，那么对歼-20的影响是不言而喻的。由于目前F-22使用的F-119发动机性能明显高于歼-20使用的涡扇-10，因此，F-22的机动性能是明显强于歼-20的。但假如歼-20能应用矢量喷管，那么不说已经超越F-22，或与之旗鼓相当，最起码与其差距已经很小。而如果没有应用，那只能说中国航空工业需要加紧努力了，毕竟歼-10B矢量技术验证机都出现三年了。

▲F-22的威胁是不言而喻的

在隐身战斗机上应用矢量喷管，是只有中国、美国和俄罗斯才能参与的游戏，其他国家只有在旁边干瞪眼的资格。就目前来看，美国有最优秀的矢量喷管技术和最丰富的使用经验，但由于F-35隐身战斗机的独特设计和F-22的局限性，使得美国并不能真正将技术转化为实力。而俄罗斯同样积累了相应经验，技术水平也不低，但苏-57获得的资源严重不足，短期内也无法进入实用状态。反而是技术水平和使用经验最差的中国，在歼-20上真正应用矢量喷管的可能性最大。但这种假优势是比较虚的，随时可能由于外界失去，只有尽早应用，才能变成真正的优势，而且越早应用，歼-20就越强，祖国的领空也就越安全。