来源:飞行二次元
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苏-57明年就要批量生产啦!折腾了这么多年终于要上线了,今年8月俄罗斯的T-50战斗机得到了苏-57的编号。这种最先进战斗机的试验设计工作将于2019年完成,交付部队也应该在那个时候开始。预生产批次将生产12架苏-57。
一直以来,T-50被毛子吹捧为“空中坦克”。但它的发动机布局遭到不少人的非议。
战斗机发动机布局设计,美国的主力战机偏向于窄间距双发,而俄罗斯的主力战机偏向于宽间距双发,例如美国空军主力战机F-15,F-18,F-22均为窄间距双发;而俄罗斯空军主力战机米格-29,苏-27系列,T-50均为宽间距双发?这样设计的原因是什么?
对双发飞机而言,其发动机间距对阻力影响很大。
在亚音速范围内,宽间距布置的阻力减小,有利于飞机高亚音速飞行(如F-14、苏-27)。
在超音速范围内,窄间距布置的阻力减小,有利于飞机超音速飞行(如F-15、F-22),而宽间距布置的阻力则增大,但间距增大到一定程度时阻力不再增加(如SR-71)。
从迎风面积上来看,迎风面积关系最大的是超音速激波阻力。现代超音速飞机都非常重视迎风面积的取值,再加上面积率的考虑,因此不论采用何种发动机布置其迎风面积都不会相差很大,这个是可以设计可以的。但迎风面积一定时,窄间距布局的飞机其横截面更接近于圆形,相对宽间距飞行摩擦阻力就要小。
在超音速状态下,发动机无间距阻力是最小的,譬如F-22那种布置。随着发动机间距增大,阻力增加,到大约0.5个发动机直径间距的时候,阻力最大,随后又开始下降,到1个发动机直径时阻力下降到接近无间距。
亚音速阻力只考虑摩擦阻力,无疑窄间距比宽间距的阻力小。
从隐形的角度来说宽窄有点不合适,那就从YF23和T50的发动机间距比较:
YF-23用的是F120涡喷-冲压变循环发动机,难道你觉得YF-23用这么复杂的发动机是为了好玩,而且YF-23为了实现高隐身能力,导致了机动能力下降,看那和机体融合在一起的菊花,就知道其对隐身的要求明显要高于F22,YF-23完全可以说是用美军当时最顶尖的技术堆砌出来的战机,F22则差了很多,不过过分最求高技术也是YF-23败北的根本原因。由于发动机离重心远,力矩变大,会导致滚转速率降低,从而影响战斗中的最基本的指向响应速度。换句话说就是机动性能中某些指标的降低,因此现在四代,包括歼20也选择了窄间距,但不能说窄的就比宽的好,因为这和整体飞机结构设计有更紧密的关系。
对于双发来说,宽间距布局有个好处,就是发动机不容易一锅端,像窄间距布局的F-18就出过左发爆炸,碎片溅入右发最后导致两个发动机全部失效的事故。
就F-14和苏-27来说,下吊的发动机舱就像两片巨大的翼刀,在大迎角时可以将气流兜入双发间的“隧道”内,形成升力体。
从跨、超音速阻力方面来考虑,宽间距布局的飞机横截面积较大,不利于按照跨音速面积律来设计飞机。要改善就得适当地拉长机身,有助于平滑飞机的纵向横截面积分布,减小跨、超音速阻力,比如YF-23A和PAK-FA、T-50。但机身加长,必然导致飞机纵向转动惯性增大,这对于提高飞机敏捷性和精确控制能力是不利的;相对的,窄间距的湿面积较小,对超音速飞行更有利,而且飞机布局更加紧凑,有利于提高飞机的敏捷性,如YF-22A的实际机身长度比YF-23A要短很多,俯仰轴转动惯量较小,配合其四尾翼设计和推力矢量控制系统,该机的俯仰轴的敏捷性要明显优于YF-23A。
不过无论宽间距还是窄间距,性能上并无优劣之分,只要能够达到设计目的,就是合适的布局。
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