苏-57顶楼加盖，硬上扁平喷嘴好吗？

日前，俄罗斯第一频道在节目中首次披露了苏-57战机“052号”原型机使用扁平喷嘴的画面，这是F-22之后再有战斗机使用扁平矢量喷嘴，因此引发了关注。

装有扁平喷嘴的苏-57是否已经实现飞行目前还不得而知，但在此之前，也是“052号”苏-57担负了“产品30”发动机的飞行试验任务。今天，北国防务就来简单说说有关苏-57新喷嘴的问题。

△苏-57真机安装二元扁平矢量喷嘴的画面首度曝光

首先要讨论的是苏-57新喷嘴的轮廓，其看来略微怪异，因为它的二元矢量扁平喷嘴不像F-22那样跟机体完全融合，反而有点突兀，非常像是硬加上去的。

可事实上，它还真是硬加上去的，“顶楼加盖”那种。

扁平喷嘴有推力损失和应力复杂的问题，除了隐身好之外，都没有轴对称喷嘴那么轻巧有效。研制苏-57时，俄罗斯留里卡设计局的二维喷嘴已经有进展，推力损失已经降到5-7%，而且正在向仅损失2-3%迈进。

△装备二元矢量喷嘴的F-22，其帮助F-22实现全向隐身

不过，扁平喷嘴主要优势是后机身隐身，但这在实际作战中不一定常用到，所以当时苏霍伊方面认为，优先使用轴对称喷嘴。

不过，在第二阶段苏57以及“产品30”发动机开始测试后，苏霍伊方面又跑去找留里卡要扁平喷嘴，而且，当时飞机已经在验收阶段，苏霍伊也不想改了，就要求不能改后机身轮廓。

也就是说，苏-57的发动机舱跟原来还是一样，那么喷嘴的基座就必须是圆形，所以留里卡设计局必须在很短的距离把喷嘴从圆形横截面改成扁平。这跟飞机设计时就把机身跟喷嘴一起设计的情况显然不同，因此也只能采取“顶楼加盖”的方式。

△“052号”苏-57左发早前使用“产品30”发动机的画面

综合此前的消息来看，这个喷嘴亚音速与超音速段可独立调整，可以做反推。而且有两种截然不同的模式：隐身模式时可以用调节片做出相当扭曲的通道，完全遮蔽发动机内部结构，隐身好但难免牺牲推力；机动模式则喷嘴直通，优化动力输出。

因为是“顶楼”加盖，苏-57的扁平喷嘴安装维持了原来的外倾角度，推力组合方式保持不变，飞控也可以不用更改。但也正因为如此，苏-57扁平喷嘴或许也能叫做二元矢量喷嘴，但F-22的喷嘴还是有本质区别。

△苏-57现有的矢量喷嘴采用外倾安装，通过二维组合实现三维效果，“顶楼加盖”的扁平喷嘴沿用了这一模式

苏-57的原来的发动机喷嘴本身其实也是二维活动，但两个发动机的喷嘴转轴不平行，而是外倾约30度，这样一来两个二维喷嘴就可以组合成三维矢量推力。这种设计的缺点是有些矢量推力会被抵消，优点则是构造更简单，不只是发动机喷嘴因为只要做二维而变简单，飞机上的发动机安装点的受力方向也因此变得简单。而且更大的优势是，可以适用于如今这个扁平喷嘴设计！

△第一频道的模拟动画显示扁平喷嘴可以三维转动，真实性未知

有趣的是，在第一频道发布苏-57扁平喷嘴的视频中出现了喷嘴的3D动画模拟画面，这个画面上的喷嘴却是三维活动的。因为只是模拟动画，无法判断其真实性，但即便新喷嘴是三维转动，沿用外倾安装也是可以解释的：

其一，如果按F-22那样的“正常”装法，喷嘴水平尺寸较大，要横向摆动就容易卡。卸装的话，横向摆动就有空间，而且可以降低雷达反射面积（苏-57扁平喷嘴如果“正常”安装，侧面就变成垂直面）。

△俄发动机公司早期披露的扁平喷嘴信息，如可实现反推

其二，另一个则是超音速效率。如果整个喷嘴可以一起活动，矢量控制跟喷嘴截面调节就是独立的，超音速可以用。那他如果只靠亚音速段跟超音速段的调节片，超音速能不能用呢？他这种方式可能会动到超音速段，但是喉部面积又有机会恒定，所以或许超音速还是可以用，只是效率没有轴对称那么好。但如果比照之前，让整个喷嘴都动，那超音速也可以用了。（文/杨政卫）

本文转载自公众微信号：北国军技

3月6日

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