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舞動的夢

2018-12-19 11:22黃建國
中學科技 2018年12期
關鍵詞:附面層眼鏡蛇超音速

黃建國

在2018年的中國國際航空航天博覽會上,不時傳來歡呼聲和尖叫聲,觀眾正為空中輕盈的殲-10B做出的驚險眩目的表演喝彩。只見它飛身躍起,幾乎筆直地沖上云霄,接著飛行角度漸漸加大,“肚皮”快豎立起來了,宛如一條即將發起攻擊的眼鏡蛇。人們不禁激動歡呼:“‘眼鏡蛇機動!真是太了不起了!”

超機動飛行

“眼鏡蛇”機動體現了飛機具有超級靈活機動的飛行特性,也代表飛行員具有高超精湛的技藝。飛“眼鏡蛇”機動對飛機和飛行員要求極高。一般來說,戰斗機的飛行攻角約為30度。如果機頭飛行角大于這個值,一方面機身尾部的舵面效率會急速下降,飛機很難改變姿態,機動馬上變差;另一方面,飛機會迅速出現機頭下墜的飛機失速,極易導致機毀人亡。

為了讓飛機在作戰時更加靈活但又不會失速,我國研發人員采用了一種可以改變發動機推力方向的技術——矢量推力技術。一般來說,發動機是通過將高溫高壓氣體從固定的、直線形的尾噴管噴出,來產生飛機前進動力的,動力的方向不能改變。而殲-10B安裝的大推力太行發動機的尾噴管卻是柔性且可以偏轉的,它可以使發動機推力驅動飛機直沖藍天或做“眼鏡蛇”機動飛行。

尾噴管偏轉的矢量技術非常復雜。殲-10B整體式的尾噴管分前后兩段,飛機的發動機與尾噴管前段的傳動機構相連,傳動機構由多個小型的液壓作動器驅動,尾噴管后段可以不同角度轉動。尾噴管的偏轉既需要多種液壓作動器驅動不同運動機構同步或異步工作,又需要與飛機的飛行姿態、發動機功率及速度、武器發射等協調,統籌后再用計算機來控制,最終由飛行員操作。

這次航展上殲-10B的優異表現,顯示出國產新一代戰機發動機的矢量推力技術獲得了重大突破,它將更有效地提升殲-20及更先進戰機的超機動飛行性能。

先進的“三代半機”

從外形看去,殲-10B與殲-10飛機大體相同。三角形主翼和一對小小的鴨翼幾乎原封不動地予以保留。但細究起來,其他部分的改動還真不少。前機身截面變成了上圓下扁的卵形,這樣的形狀更有利于提升鴨翼的升力和增大飛機的飛行速角,機動性能更好。盡管機翼外形未變,但對機翼結構進行了優化,擴大了內部空間,增加了儲油量,還增添了一對電子艙掛架。更出色的是,原先的鋁質蒙皮改為輕盈結實的復合材料,既減輕了機體重量,又提高了機翼強度和韌性。

望向殲-10B的機頭,發動機原來醒目的矩形進氣口變了樣:除四角變作圓弧外,中央上方突出的一個半圓弧鼓包十分引人注目,它叫無附面層隔板超音速(DSI)進氣口,是當代航空高新技術的“珍品”。

它初見于F-35,現在殲-20上也已使用。原先的“三代機”采用的是機械式附面層隔板。當飛機進行亞音速、跨音速及超音速飛行時,需迅速調節這個隔板的位置與開度,來滿足進入發動機的最佳氣流流量,以確保發動機的良好性能及較高效率。然而,附面層隔板結構的定位、運動和驅動相當復雜,技術難度大,成本相當昂貴。殲-10B采用DSI進氣口后,氣動效果好,不僅提高了發動機推力,改善了超音速性能,而且由于取消了隔板等部件,減小了敏感的雷達波反射,有利于隱身,總重量還減輕了約120千克。

殲-10B還有一個亮點是在機頭裝配了有源相控陣雷達(AESA),取代了以往的機械式雷達。AESA擁有1000多個比小手指頭還小的陣列幅射模塊(單元),每個模塊均具有獨立發射和接收電磁波的功能。這么多單元匯聚成蜜蜂窩狀的AESA,能在極短時間內獲得廣闊區域內的大量信息,能清晰地顯示160—180千米內3平方米大小的目標,并直接由計算機計算、控制和跟蹤,指引我方導彈對目標發起攻擊。

與機械雷達相比,AESA體積小、重量輕、可靠性高,即使上百個單元失效,也不會影響雷達的整體性能。此外,它還有非凡的自適應調節能力,可以巧妙避開敵方電子干擾,而且因為自身雷達反射面積小,隱身性更好。

在與AESA相鄰的座艙右前方,殲-10B裝有一套非常先進的紅外搜索與跟蹤裝置(IRST)及激光測距儀。它飛行在戰區上空時只需啟動“火眼金睛”IRST,就能偵察到敵情并予以致命一擊。

走 出 國 門

作為一架在空中善戰又能對地攻擊的中型戰機,殲-10B掛載的武器十分強悍。它的機身、機翼下有12個武器掛架,總攜彈量可達7000千克,其中包括著名的國產新型空空導彈霹靂-12和配合AESA雷達制導、威力極猛的CM400超音速對地/反艦導彈。

殲-10B是我國空軍的一支新型“利箭”。它優異的性能使得它早已被一些國外軍方看好并求購。殲-20問世并投入部隊使用后,我國才解禁了殲-10B的對外出口。在激烈的國際武器競爭中,殲-10B已經展現出了它的無窮魅力。

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