为10年前冒黑烟雪耻!歼-35A飞出一串马赫环,发动机已不是短板

文摘   2024-11-16 16:55   山东  

今年的珠海航展已经从传统的航展升级为了中国武器装备展,中国军工单位以及解放军亮出了多款新型装备,例如红旗-19反导拦截弹、歼-35A隐身战机、歼-15T/D舰载机、车载无人狼群以及“九天”重型无人机等,这些新型装备的出现使得本届航展成为了历届中国航展亮点最多的一届。不过最受航空爱好者关注的还是首次亮相的歼-35A,这款战机是中国空军第二款隐身战机,与十年前在珠海亮相的FC-31“鹄鹰”战机相比有了惊人的提升,尤其是发动机的表现更是让人拍手叫绝。


歼-35A发动机拉出漂亮的马赫环


在航展开幕式当天以及后续几天的飞行表演中,歼-35A给了我们很大的惊喜,不但展示了优异的机动性能,而且还拉出一连串非常漂亮的马赫环,显示出了发动机澎湃的动力。这里说的马赫环,指的是导弹或飞机发动机尾部喷射出的一环环火焰,是超音速气流和压力差异引起的视觉现象。在飞行速度达到音速的十分之九,即马赫数Ma=0.9(约950公里/小时)时,局部气流的速度可能就达到音速,产生局部激波,进而就会出现马赫环,这种现象往往不需要飞行器超音速飞行状态下产生,只要发动机出口气流达到超音速就可以出现。




虽然马赫环并不是判定发动机先进性的一个重要指标,但是它的出现往往能反映出发动机加速性能突出,例如美军战斗机、轰炸机(B-1B)在飞行过程中经常会拉出漂亮的马赫环,而我们却只在歼-20以及歼-35A战机上看到了明显的马赫环,这似乎也能印证中美在航空发动机领域存在一定差距。不过与2014年亮相珠海航展的FC-31“鹄鹰”战机拉出浓烈黑烟相比,本届航展的歼-35A非但没有任何黑烟,而且还拉出了漂亮的马赫环,可谓是一雪前耻。




歼-35A的前身是沈飞自费研发的FC-31“鹄鹰”战机,定位是出口,与美国F-35战机竞争海外隐身战机市场。为了拓展海外市场,让更多的潜在客户认识FC-31战机,沈飞让FC-31参加了2014年在珠海举行的第十届中国航展,不过这次航展并没有让FC-31打开海外市场,其中很重要的原因是发动机的表现拖了后腿。在FC-31“鹄鹰”战机研制之初,我国并没有适合的小涵道比中等推力发动机,为了加快研制速度,只能采用了从俄罗斯引进的RD-93发动机,这款发动机的通病就是冒黑烟。


FC-31在2014年航展中拉出浓烈黑烟


前苏联在设计RD-93发动机之时采用了早期喷气式发动机广泛采用的离心式油喷技术以及结构较为简单的环形燃烧室,这种设计的最大优点是加工简单,成本低廉。离心式油喷技术工作原理较为简单,油料在高速旋转的离心力作用下变成细滴化或者雾状进入燃烧室,一般而言只要发动机不停车,就能稳定工作。

然而离心式油喷技术的最大弊端就是无法控制进油量,当飞行员突然开启加力时,发动机燃烧室的进油量就会猛增,油料就会出现燃烧不充分的现象,此时发动机就会冒出滚滚黑烟。这种现象与汽车在猛踩油门时,排气筒冒出黑烟原因基本一致,都是富油现象所致。也正是因为如此,我们经常可以看到各类米格-29战机在起飞时以及开启加力时都会冒出滚滚黑烟,而同样采用RD-93发动机的FC-31“鹄鹰”战机也不可避免的会出现这种现象。




没想到的是,仅仅10年后,脱胎于FC-31的歼-35A隐身战机就以崭新的姿态以及全新的身份(解放军空军战机)亮相珠海航展,这为歼-35战机的出口打下了坚实的基础。目前歼-35A装备的发动机型号为涡扇-21,这款发动机最大推力约为9吨,推重比为8.5,优于国外的M88-2、RD-93以及F404发动机,可为歼-35A提供较为充足的动力。



不过歼-35A最终装备的发动机是涡扇-19,这款发动机属于第四代发动机,最大推力约为10吨,推重比为10,综合性能与欧洲的EJ200发动机处于同一水平。未来几年内,歼-35A会陆续换装更为先进的新一代涡扇-19发动机,机动性能以及超音速巡航能力会有显著提升。




有了涡扇-21以及涡扇-19的助力,歼-35A的发动机已不是短板,市场前景一片光明。


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