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舞动的梦

2018-12-19黄建国

中学科技 2018年12期
关键词:附面层眼镜蛇超音速

黄建国

在2018年的中国国际航空航天博览会上,不时传来欢呼声和尖叫声,观众正为空中轻盈的歼-10B做出的惊险眩目的表演喝彩。只见它飞身跃起,几乎笔直地冲上云霄,接着飞行角度渐渐加大,“肚皮”快竖立起来了,宛如一条即将发起攻击的眼镜蛇。人们不禁激动欢呼:“‘眼镜蛇机动!真是太了不起了!”

超机动飞行

“眼镜蛇”机动体现了飞机具有超级灵活机动的飞行特性,也代表飞行员具有高超精湛的技艺。飞“眼镜蛇”机动对飞机和飞行员要求极高。一般来说,战斗机的飞行攻角约为30度。如果机头飞行角大于这个值,一方面机身尾部的舵面效率会急速下降,飞机很难改变姿态,机动马上变差;另一方面,飞机会迅速出现机头下坠的飞机失速,极易导致机毁人亡。

为了让飞机在作战时更加灵活但又不会失速,我国研发人员采用了一种可以改变发动机推力方向的技术——矢量推力技术。一般来说,发动机是通过将高温高压气体从固定的、直线形的尾喷管喷出,来产生飞机前进动力的,动力的方向不能改变。而歼-10B安装的大推力太行发动机的尾喷管却是柔性且可以偏转的,它可以使发动机推力驱动飞机直冲蓝天或做“眼镜蛇”机动飞行。

尾喷管偏转的矢量技术非常复杂。歼-10B整体式的尾喷管分前后两段,飞机的发动机与尾喷管前段的传动机构相连,传动机构由多个小型的液压作动器驱动,尾喷管后段可以不同角度转动。尾喷管的偏转既需要多种液压作动器驱动不同运动机构同步或异步工作,又需要与飞机的飞行姿态、发动机功率及速度、武器发射等协调,统筹后再用计算机来控制,最终由飞行员操作。

这次航展上歼-10B的优异表现,显示出国产新一代战机发动机的矢量推力技术获得了重大突破,它将更有效地提升歼-20及更先进战机的超机动飞行性能。

先进的“三代半机”

从外形看去,歼-10B与歼-10飞机大体相同。三角形主翼和一对小小的鸭翼几乎原封不动地予以保留。但细究起来,其他部分的改动还真不少。前机身截面变成了上圆下扁的卵形,这样的形状更有利于提升鸭翼的升力和增大飞机的飞行速角,机动性能更好。尽管机翼外形未变,但对机翼结构进行了优化,扩大了内部空间,增加了储油量,还增添了一对电子舱挂架。更出色的是,原先的铝质蒙皮改为轻盈结实的复合材料,既减轻了机体重量,又提高了机翼强度和韧性。

望向歼-10B的机头,发动机原来醒目的矩形进气口变了样:除四角变作圆弧外,中央上方突出的一个半圆弧鼓包十分引人注目,它叫无附面层隔板超音速(DSI)进气口,是当代航空高新技术的“珍品”。

它初见于F-35,现在歼-20上也已使用。原先的“三代机”采用的是机械式附面层隔板。当飞机进行亚音速、跨音速及超音速飞行时,需迅速调节这个隔板的位置与开度,来满足进入发动机的最佳气流流量,以确保发动机的良好性能及较高效率。然而,附面层隔板结构的定位、运动和驱动相当复杂,技术难度大,成本相当昂贵。歼-10B采用DSI进气口后,气动效果好,不仅提高了发动机推力,改善了超音速性能,而且由于取消了隔板等部件,减小了敏感的雷达波反射,有利于隐身,总重量还减轻了约120千克。

歼-10B还有一个亮点是在机头装配了有源相控阵雷达(AESA),取代了以往的机械式雷达。AESA拥有1000多个比小手指头还小的阵列幅射模块(单元),每个模块均具有独立发射和接收电磁波的功能。这么多单元汇聚成蜜蜂窝状的AESA,能在极短时间内获得广阔区域内的大量信息,能清晰地显示160—180千米内3平方米大小的目标,并直接由计算机计算、控制和跟踪,指引我方导弹对目标发起攻击。

与机械雷达相比,AESA体积小、重量轻、可靠性高,即使上百个单元失效,也不会影响雷达的整体性能。此外,它还有非凡的自适应调节能力,可以巧妙避開敌方电子干扰,而且因为自身雷达反射面积小,隐身性更好。

在与AESA相邻的座舱右前方,歼-10B装有一套非常先进的红外搜索与跟踪装置(IRST)及激光测距仪。它飞行在战区上空时只需启动“火眼金睛”IRST,就能侦察到敌情并予以致命一击。

走 出 国 门

作为一架在空中善战又能对地攻击的中型战机,歼-10B挂载的武器十分强悍。它的机身、机翼下有12个武器挂架,总携弹量可达7000千克,其中包括著名的国产新型空空导弹霹雳-12和配合AESA雷达制导、威力极猛的CM400超音速对地/反舰导弹。

歼-10B是我国空军的一支新型“利箭”。它优异的性能使得它早已被一些国外军方看好并求购。歼-20问世并投入部队使用后,我国才解禁了歼-10B的对外出口。在激烈的国际武器竞争中,歼-10B已经展现出了它的无穷魅力。

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