为什么俄罗斯人爱用轴对称发动机喷管,原因是搞不掂二元喷管

1990年代,为了配合俄罗斯隐身战斗机项目要求,留里卡发动机企业开始专注发展二元喷管型的AL系列发动机,还研究了轴对称喷管的对比性能。

1989年代号BLUE 08的苏-27UB实验机,换装二元喷管进行测试。实验证实该型喷管提供预期的推力矢量控制性能,但会损失14%到17%的推力。

总设计师切普金表示这一设计也有缺点,会增加飞机尺寸重量,即使喷管尽可能加长,气流也不会完全按照设计流动,因此推力仍然会损失。JSF用的F-119发动机改型,在增加旁通比及改用圆截面喷管后,最大推力就由156千牛升至181千牛。

切普金说二元喷管的另一缺点是重量问题,从上述苏-27UB实验机喷管及S-32模型喷管可看出,留里卡设计的二元喷管体积庞大,复杂程度比传统喷管更甚。切普金表示二元喷管的应力较为复杂,用金属结构制造该型喷管,重量将比传统喷管重约500公斤。要解决这问题,目前可使用碳-碳复合材料作喷管。碳-碳复材在燃点之前热性能良好,像目前一些火箭、导弹的矢量喷管就是涂上陶瓷层的碳-碳复材制造的。但火箭发动机工作时间仅数十秒,而战机发动机一次大修间格约1000小时,要将碳-碳复材用在战机喷管上,就必须确保在长时间使用中都正常工作。

最终,留里卡转向研制轴对称喷管,二元喷管型为备选。1991年,使用轴对称喷管的AL-41F完成基本设计。同年,俄罗斯隐身战斗机计划经费开始缩减,不久几乎完全冻结,留里卡设计局不得不自筹资金继续发展。


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