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珠海航展上中國戰機的這個動作,牛在哪?

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發表于 2018-11-7 14:49:55 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

  昨天珠海航展上,最吸引眼球的,莫過于一架殲-10B推力矢量驗證機,拖著長長的彩色煙霧,做出了“落葉飄”“眼鏡蛇”等一連串飛行動作。

  其中,15分鐘表演,3次眼鏡蛇動作,堪稱震撼。島叔昨天點開了幾個現場視頻,極富視覺沖擊的飛行畫面搭配著現場觀眾的驚呼聲,生怕錯過每一個細節。

  不過,對于一些非軍迷來說,這一切似乎有些讓人摸不著頭腦。在島叔刷微博的時候,就看到了不少網友問,這個飛行表演究竟厲害在哪?

  厲害在哪?我們一點一點說。

  機動性

  飛行動作如此飄逸,離不開來發動機的功勞。這次立功的矢量發動機,有多牛?

  島叔可以很淡定地告訴大家,在目前人類物理學和工程學能夠落到實踐的范圍內,這基本上算是頂峰了。

  雖然理論很枯燥,但是島叔還是要稍稍介紹下。按照空氣動力學原理,飛機之所以能飛起來,主要是靠著機翼兩側的壓力差,飛機往前飛的越快,壓力差就越大,升力就會越大。

  不過,一個作戰飛機要是只是傻乎乎使勁往前飛,顯然是不夠的。畢竟渦輪發動機再牛,能讓飛機飛多快?賽得過屁股后頭火箭發動機推動的導彈嗎?更何況如果敵人太靈活,你都瞄不準人家,還怎么進行戰斗?

  現實的飛行作戰場景是,由于速度是矢量有疊加,即使飛機朝后發射導彈,那也很不容易對付從尾部靠近的敵人。于是乎,尾追幾乎是永恒的優勢方位。

  但是,如果飛機不是乖乖地往前飛,而是在空中上躥下跳,這件事情就危險了。萬一一個升力不足,可能就要摔到地上去……當然了,飛機不是直接摔到地上,而是先經過一個危險的螺旋。在這個過程中,經驗老練的飛行員還有可能改出這個狀態,新手就只有悲劇了。

  這個時候,如果飛機能夠在正常的飛行中獲得其他方向的力,那么除了很容易在空中實現上竄下跳的靈活動作之外,想從這種失速的狀態中改出也要容易了很多。 這就是飛機提高機動性的重要所在。

  而提高機動性的關鍵,就在發動機。

  所謂四代機,“超機動性”、“超音速巡航”、“隱身能力”和“超強戰術態勢感知和執行能力”。隱身,不多說了,超強戰術感知能力和執行能力是電子技術問題。超音速巡航和超強機動能力都得看發動機技術。

發動機

  發動機,無論從體積還是重量上來看,基本上是飛機最大的系統。

  發動機怎么才能提供足夠大的推力?把發動機造的足夠大唄。但是這么一來,系統重量也就上去了,性價比就差很多。發動機就是要盡可能以小的系統重量實現最大的推力,即最佳“推重比”。

  說起來容易,噴氣發動機的渦輪葉片和軸承,可是要在上千度高溫下,以每秒鐘幾十萬轉的情況下運轉。這種工況下,發動機功率每提高百分之一,需要付出的代價都是成倍的。

  現在,美國的發動機已經被逼得用了“單晶葉片”。一般的金屬是一大堆小晶體的集合,因此物理性能不咋樣。如果能確保整個金屬制件是一個有序的晶體,顯然物理性能會極大提高。可是,制造的成本和制造難度也在成倍的增加。

  目前,我們新一代殲擊機的發動機還暫時沒法實現足夠大的推力,讓飛機能夠在超音速情況下實現常態巡航,仍然需要依靠開加力實現。

  那么超機動能力呢?

  這個實際上就是主要是看矢量可變發動機的本事了。推力在物理學上是一個矢量,既有大小也有方向。推力的大小由發動機核心部分決定,但是實現推力方向的改變,就是看尾噴口調節改變方向的技術了。

  最先實現矢量發動機應用的是俄羅斯的蘇30MKI,從這個編號來看,這是俄羅斯當年賣給印度的一批戰斗機,我們中國買來的是蘇30MKK,沒有這個功能。在國際上好多人,因此得意了一陣子,看看吧,中國花錢買蘇30戰斗機,還是沒有買到矢量發動機技術。

  不過印度買的這批戰斗機表現還真不咋地,經常花樣摔飛機,原因何在?還是矢量發動機技術不過關……

  想想看吧,一個能產生十幾噸推力的氣流以上千度的高溫快速流過,你想調節它的方向,這個發動機的噴口材料該有多么強韌,調節噴口方向的機械裝置得有多么強勁可靠?

  事情還沒有完。即使發動機的噴口可以調節了,可是戰斗機在以每小時上千公里的速度飛行時,怎么確保跟飛行員想要做出的機動狀態一致?這需要一個強大的電傳操作系統,系統計算機能夠自動識別飛行員發出的動作指令和發動機矢量方向應該改變的角度,復雜啊……

  直到俄羅斯充分吸取了印度花式摔飛機的經驗教訓,造出了蘇35戰斗機后,他們的矢量發動機技術才算是最終過關。

  美國作為世界上的超級大國,科技實力毋庸置疑很先進,他們的F22戰斗機上也是應用了矢量發動機技術,現在的低配版F35出于成本等因素的考慮,放棄了超音速巡航能力,可是仍然要應用矢量發動機技術。

  道理也不復雜,就是因為這個技術能讓戰斗機具有超機動能力,在空戰中會有毋庸置疑的優勢。

  昨天珠海航展上,殲十的矢量發動機技術驗證機做出了“眼鏡蛇”“落葉飄”的動作,就是在向世界展示,中國人如今能夠制造出矢量發動機了,等著看吧,超音速巡航能力還能有多遠嗎?

突破

  如今,所謂的下一代戰斗機的四大標準,我們現在也做到了三項,跟美國打算滿世界推銷的F35比,已經沒有什么太大的差異。其實島叔也好奇,我們的這些飛機成本會比美國便宜多少呢?

  滑稽的事情總是有,昨天許多臺灣的朋友在網上就憤憤然了。

  所謂的經國號,他們用的是什么發動機?美國用在民用飛機上的……因為美國不想臺灣自己造出來太牛的戰斗機,于是堅決不向臺灣提供像樣的發動機。這樣他們還要跑來說,昨天殲十戰斗機表現出來的那些超機動能力,其實他們在30年前也能做得到,島叔確實無話可說。

  差不多30年前吧,島叔還沒穿上軍裝那陣子,個別藝高人膽大的俄羅斯飛行員首創了超機動能力的鼻祖——普加喬夫眼鏡蛇動作,這個動作在空戰中能夠利用突然減速,讓原本占據尾追優勢的對手一把跑過頭,成了瞄準目標。

  可是這個動作除了依靠蘇27戰斗機的優異氣動外形和相對強大的發動機推力,剩下的就是靠著戰斗機飛行員的藝高人膽大和經驗豐富了。 否則,還真就像前文說到的那樣,因為沒有足夠的推力,好像秤砣一樣摔到地上去了。

  西方國家,除了“認真嚴肅”地討論這個動作好像沒有什么用之后,也只有老老實實承認,除了美國的f16氣動和發動機技術驗證機之外,只有俄羅斯的蘇27,系列戰斗機才能真的做得到。好在F22和F35及時出現了,他們的矢量發動機技術應用,終于讓超級大國板回了顏面。

  就是這么回事,今天我們的軍工人員解決了上面所說的一切問題,讓我們的殲十戰斗機好像小燕子一樣飛來給大家看。

  這足以證明,我國成功實現了推力矢量這一航空關鍵領域的創新突破。我們,站在了第一梯隊。 

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2#
發表于 2018-11-7 15:11:08 | 只看該作者
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3#
發表于 2018-11-7 15:24:54 | 只看該作者
我就想知道這個發動機是純自主開發的還是買的或者是有原型機抄的?從理論到實踐都是自主的我真心自豪,抄的我就呵呵了,牛逼也是別人牛逼。別像有些所謂自主國產車一樣,拿別人換代的車換個外殼就敢說是自主品牌的。

點評

新聞報道肯定有吹噓的地方,不過航空發動機不像汽車,都是國際禁運的東西哪來給你抄,話說汽車發動機好像還沒抄出啥水平吧,飛機發動機俺是不太相信了  發表于 2018-11-12 15:45
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4#
發表于 2018-11-7 15:35:47 | 只看該作者
嚇得老外一愣一愣的,都不敢相信中國有這等技術

點評

我也目瞪口呆  發表于 2018-11-7 15:52
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5#
發表于 2018-11-7 17:02:05 | 只看該作者
蘇35落葉飄超機動征服運20總師,可實戰會讓飛機變靶子?
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貞觀防務
百家號06-2412:55
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自從引入矢量發動機后,蘇霍伊戰機的機動性能再上一個臺階,成為“超機動”,蘇-30SM、蘇-35、蘇-57等超機動戰機在航展上的表演征服了不少人。這其中就包括在巴黎航展看過蘇-35表演的運20總師唐長紅,他認為,就機動性而言,這是他在歷屆航展當中所欣賞到的最強者,蘇-35的這種機動能力將在一段時間內處于統治地位。

蘇-30SM/35/57一個標志性的動作就是機頭360度旋轉的“落葉飄”機動,這個機動可謂超機動的精華,它的強指向性具有很強的戰術意義。但也有觀點認為飛機做“落葉飄”等于活靶子,那么事實真是如此么?今天,我們就來簡單說說這事。


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“落葉飄”又稱“可控平螺旋”,俄羅斯對這個動作的說法是“直升機”動作。即戰機機腹朝下,直直落下,過程中自主控制偏航方向的特技動作。

這個動作的初始速度是零,是完全的失速后動作。而大部分耳熟能詳的超機動如“眼鏡蛇”、高攻角滾轉等則通常是由低速過渡到失速的動作。在俄制戰機的超機動表演中,“直升機”是被拿來當“收尾”的動作,也就是很多特技動作做完后速度降到0以后,就以“直升機”動作來收尾并且改出。從這安排就知道俄羅斯人對于超機動動作的戰術運用已經很有概念:直升機動作確實是個非常好的收尾動作,它可攻可守。

戰機的高機動是以能量為代價換來的,做完動作能量就會下降,而如果是超機動,則能量可能降到失速速度,速度幾乎是零,戰機會無以為繼,就必須改出失速后狀態。最直接得作法就是動作結束后以俯沖姿態加速,重新獲得能量。例如Su-27的尾沖就是這樣改出,這種改出方法有兩大缺點:

1.需要高度才能改出,越低空越危險;

2.改出過程比較難應付后續威脅。

因此有人說失速后就會變成待宰羔羊。

△正在進行落葉飄超機動的蘇-35

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直升機動作則是機腹朝下“飄落”,然后用矢量推力進行偏航,短時間內指向任意的水平方向。這與傳統改出法相比有明顯優勢:

1.可以自行決定改出方向,例如遠離敵機的方向,或是面對敵機進行后續戰斗;

2.高度掉很慢,因此必要時可以不用非得馬上改出。

所以直升機是一種可以用來應付后續威脅的積極收尾動作。但是,這時的飛機能量一樣很小,不會變成待宰的靶嗎?

先說一下什么叫做待宰的靶。那就是你看得到它,打得到它,而且它沒有還手的機會,而這些條件卻是很難滿足的。

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直升機動作不會是第一個使用的超機動動作,因為空戰剛發生時一定有充足的速度,這時硬要減速到0來做直升機動作,顯然頭腦有洞。會用到直升機動作,應該是激烈戰斗已經完畢,甚至已經用上了其它超機動動作。當實戰中戰機已經走到這一步(活著進入直升機狀態),通常表示與它發生格斗的敵機已經被清空了,如果真的還沒有清空,直升機動作的指向通常比傳統機動快很多,因此也來得及補一槍干掉對手。

而所謂的“靶機”理論指的是敵機位在遠方的僚機可以用超視距作戰的方式為友機報仇,而這時超機動戰機就成了無縛雞之力的靶機。會這樣嗎?再說一次,什么叫做待宰的靶。那就是你看得到它,打得到它,而且它沒有還手的機會。


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而事實上,直升機動作下的戰機速度幾乎是0,所以對多普勒模式的雷達來說它相當于隱身目標,要嘛就是被當成雜波濾掉,要嘛就是距離很近才能發現。而俯視雷達、主動雷達導引頭就是要用多普勒模式。換言之,敵機要以平視或仰視方式,并且不用多普勒模式,才比較好發現“直升機”動作下的戰機。

而即使可以發現,也很難用主動雷達制導導彈去攻擊,這是因為主動雷達導彈一定會用多普勒模式,而就算導引頭到近距離還是可以鎖定飛機,也由于飛機速度很慢,所以飛機與干擾彈的多普勒特征差距較小,反制成功的機率頗高。如果是半主動雷達模式,或許可以,不過現代美系戰機已經很少用半主動雷達制導導彈了。

另一種有用的是紅外制導,它與多普勒效應無關,所以理論上知道飛機在哪里,把導彈打出去,用紅外導引頭去鎖,應該是可以。

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反過來說,在“直升機”動作中的戰機可以很快地指向新的對手,這時它對敵方的探測并不受影響,武器也是各種導引方式都可以,因此反而有探測與火控能力上的優勢。

這里要注意的是,導彈射程是導彈飛行距離與目標逼近距離的總和。發射初速是零時,初始能量低,會影響射程沒錯,但目標速度是0一樣會降低射程。所以這時攻守雙方的射程都會降低。而如前所述,攻方不能使用多普勒模式,因此攻擊時應該會以仰射姿態,反過來說守方就容易有高度優勢,這也會影響一些射程。

也就是,用同級武器時,攻守雙方射程都會降低,攻方不會因為“能量高”而多出什么優勢,而且守方可選用的武器較多,探測又不受限,威脅還是很強的。

甚至如果守方是俄制戰機,攻方是美系戰機,那俄系戰機的武器射程偏遠,反而還有射程優勢。


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6#
發表于 2018-11-7 17:10:39 | 只看該作者
有矢量發動機的有美,中,俄,歐盟,大家推重比都是不一樣的,實現矢量的技術也是不一樣的。抄,去哪抄啊
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發表于 2018-11-7 17:33:02 | 只看該作者
[灌水]俄羅斯艦載機至今無法實現掛彈起飛。
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coolface2 于 2012/1/7 0:37:06 發布在 凱迪社區> 貓眼看人
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[size=1.35em]據說毛子最近把他們唯一一艘寶貝航母派到敘利亞了,那航母叫什么:褲子捏佐夫將軍號。噸位挺大的,能趕上法蘭西的“戴高樂”。3 \( K! m. Z' Y9 g7 w9 Z8 W8 y
不過偶從網上找到的該航母的圖片都有一個共同的特點:所有從該艦起飛的戰斗雞,都處于“赤手空拳”的狀態,也就是沒有掛彈。不知道俄國艦載機打算用什么打仗,機炮?????5 A. H7 B- Y( ^& ~7 x& J' I. V

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8#
發表于 2018-11-7 17:34:32 | 只看該作者
   目瞪狗呆 。
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9#
發表于 2018-11-7 18:07:02 | 只看該作者
寫的好
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10#
發表于 2018-11-7 19:37:03 | 只看該作者
矢量發動機有多牛逼?用一句話概括:裝上矢量發動機,就算是一根鐵棍子也能讓它想咋飛就咋飛

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Insigne + 1 思想深刻,見多識廣!

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