在现代航空领域,战斗机的技术发展日新月异,而矢量喷口技术更是衡量一款先进战机性能的关键要素之一。俄罗斯方面近期的动作引起了广泛关注,其展示的机身编号为 052 的苏 - 57 原型机左侧发动机安装了新型隐身二元矢量喷口。这架原型机早在 2017 年 12 月便已首飞,右侧配备的是量产型苏 - 57 同款发动机 AL - 41F - 1。该新型喷口与美国 F - 22 战斗机矢量喷口有相似的隐形特征,由四片导流板组成,呈扁平状且带有尖锐棱角,理论上能有效降低雷达散射截面积(RCS),增强隐形性能。例如在一些雷达反射测试模拟场景中,这种设计结构的喷口相较于传统喷口,反射信号强度有明显降低。
然而,苏 - 57 的这款新型喷口又独具特色。它并非水平安装,而是逆时针转动了一定角度,如此一来,喷口的摆动方向沿着左上到右下的斜线移动。这一独特安装方式的优势在于,它能够为机身提供除俯仰力矩之外的水平力矩,从而实现俯仰控制、横滚控制以及偏航控制。就像在高难度的空中机动模拟演练中,这样的设计可以让战机做出更为复杂和精准的动作。不过,这种扭转安装也并非十全十美,它导致喷口无法与苏 - 57 的后机体完美融合,可能会对整体隐形效果产生一定的负面影响。从一些风洞实验数据来看,在特定角度下,这种不完美融合会使机体后部的气流稳定性受到干扰,进而略微增加雷达反射信号。
深入探究其设计,该喷口的四片导流板内部中空,边缘带有明显格栅。据推测,其很可能通过引入冷空气流动来降低喷口的红外特征,甚至能够通过喷出冷空气降低发动机喷出的炙热气体温度,同时减轻喷口重量。有数据表明,类似的中空结构设计在一些实验机型上可使喷口重量降低约 10% - 15%。并且,根据俄方公开资料分析,这四片导流板中有两片专为亚音速飞行准备,另外两片则服务于超音速飞行。
留里卡土星设计局的首席执行官叶夫根尼?马尔丘科夫透露,苏霍伊设计局在苏 - 57 项目启动时对扁平隐形喷口并不热衷,直至 AL - 51F - 1 发动机开始试飞后才订购了这款二维矢量喷口,由于苏霍伊拒绝改变机身结构,设计局只能打造出如此复杂的隐形推力矢量喷口。目前,该矢量喷口的效率和重量等关键信息依旧成谜,尽管其外观吸引众多军迷目光,甚至有俄罗斯军迷认为它能让苏 - 57 与 F - 22 相媲美,但它与苏 - 57 原有的圆形矢量喷口相比,究竟孰优孰劣,是否值得为其优点而承受缺点,都有待大量试飞给出答案,其能否成为 AL - 51F - 1 发动机的标准配置也还是未知数。
视线转向中国,歼 - 20A 已经开启装备涡扇 - 15 发动机的小批量生产进程,其进度领先于俄罗斯的 AL - 51F - 1 发动机。虽然歼 - 20 现阶段未装备推力矢量喷口,但这并不意味着它落后。歼 - 20 的作战理念侧重于超音速空战,对亚音速超级机动性的需求并非最为关键。
而且,歼 - 20 凭借出色的气动设计,在亚音速大仰角飞行性能方面表现不俗。例如在航展飞行表演中,歼 - 20 展示出的亚音速机动性虽不如苏 - 57 和 F - 22 的某些高难度动作那般惊艳,但在实际空战中至关重要的性能方面,如快速转向、能量保持等,完全能够与苏 - 57 和 F - 22 一较高下。
再看歼 - 35,由于采用常规布局,为满足机动性方面的严格要求,大概率会配备推力矢量喷口。从近年众多公开资料中可窥一斑。在 2022 年珠海航展上,一款具备隐形二元矢量喷口的发动机模型公开展示,彰显我国在相关技术领域的探索成果。同年的一份军工采购公告显示,中国航发四川燃气涡轮研究院采购二元矢量测试系统配套材料,表明相关研发工作正在紧锣密鼓地推进。
2023 年公开发表的一系列论文里,沈阳发动机研究所展示了对航空发动机二元矢量喷管控制系统的深入研究成果。到了 2024 年,沈阳航发所更是申请了多个关于二元矢量喷口的专栏,甚至提及与新型变循环发动机相配套。可以预见,在不久的将来,歼 - 35 将以崭新的姿态亮相,其推力矢量喷口技术的应用将成为我国航空实力不断攀升的有力见证。中国航空工业正处于成果“井喷”的黄金时期,未来必将在世界航空舞台上绽放更加耀眼的光芒,为我国的国防安全和航空事业发展书写更为辉煌的篇章。