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歼-36为何要用三发动机?几年前的论文称:油电混合增程技术
发布日期:2025-02-04 19:52    点击次数:151

歼-36为什么要用三发动机?几年前的论文揭密:油电混合增程技术

在航空历史上,三台发动机的战斗机十分稀少。增加一台发动机会要求在有限的机身空间内进行更复杂的布局设计,包括进气道、燃油管线和电气线路等都需要重新规划,稍有不慎就可能导致一系列问题。虽然美国和英国等国家曾对此进行探索,但最终均以失败告终。那么,我们的六代战斗机为何选择三发动机布局呢?

【2019年发布的相关研究】

实际上,早在2019年,我国某空气动力研究所的研究人员就发表了一篇题为《带鼓包的背负式大S弯进气道流场特性及参数影响规律》的论文,分析了三发动机的利弊。

当时的人们并没有给予足够的重视,尽管这种背负式进气道看起来颇具科幻感,但实际上只有在对机动性要求较低的轰炸机和无人机上才会使用。对于需求高灵活性的战斗机而言,一般不会采纳这一方案。直到我国产的六代机“歼36”亮相,人们才意识到,原来我们早已进行相关研究。

“歼36”的机翼下装备了两个使用嘉莱特进气口的进气道,背部则配备了一个采用DSI进气口的弯曲大S型背负式进气道,这不正是几年前论文中提到的情况吗?

从这个角度,可以清楚地观察到机翼下的嘉莱特进气道。

一架飞机为何需要采用两种不同类型的进气道呢?大概是为了兼顾飞行速度与航程。这有点类似于地面行驶的油电混合增程车型。

在高速行驶时,油车能有效节省燃油,但在市区低速行驶时则较为耗油,同时其使用和维护成本也偏高。电动车在市区低速运行时能够减少电量消耗,且其使用和维护费用较低,不过当以高速行驶时,则会增加电能消耗,并缩短续航里程。因此,人们创造了油电混合动力系统,以便根据不同的道路状况灵活切换动力来源。

“歼36”很可能也遵循了这种理念。目前尚无明确标准定义六代机,但超音速巡航是五代机都具备的功能,六代机必然少不了。

众所周知,美军的F-22在不开加力的情况下,可以以1.5马赫的速度巡航30分钟,但一旦开启加力,油耗就会大幅增加。这表明航速与航程之间是反比关系:航速越快,油耗越高,导致航程缩短。三发动机能否解决这个问题呢?

根据前文所述,DSI进气道和嘉莱特进气道各自具有不同的优缺点。嘉莱特进气道的优势在于工艺简单且高速性能出色,速度上限可达到3.5马赫,但其劣势则是重量较大、结构复杂,并且油耗较高。

DSI进气道的优势在于轻便、隐形性能优秀以及燃油效率高,而缺点则是工艺复杂,若没有先进的风洞技术就难以应用。目前,仅有中美两国的战斗机使用了DSI技术。此外,其最优速度范围为2-2.2马赫,低于嘉莱特进气道。

由此可见,歼-36的设计理念似乎是:在1.5马赫的速度区间内采用背负式发动机,达到持续超音速巡航,而非像F-22那样在不开加力的情况下只能巡航30分钟,一旦开启加力,其续航能力至少会减半。

在需要高速飞行时,切换到位于机翼下的嘉莱特进气道,以保持较高的速度范围。在全新的变循环发动机问世之前,这看起来是最佳解决方案。

美国在六代机的研发上已经历时十年,但进展一直不大,这主要是因为变循环发动机的问题。如果使用当前的发动机技术,F-22和F-35存在的短腿问题仍会在六代机中出现。

美国人不灵活,不考虑采用三发动机的“油电混合增程技术”,因此在一个阶段上停滞不前,导致整体进展受到影响。

我们的策略是首先攻克飞机的研发。比如,歼-20最开始搭载的是AL-31F发动机,之后更换为WS-10C,再后来又升级为WS-15。当最新款发动机问世时,这整个项目也就可以完美结束。而根据美国的开发模式,即便发动机已完成,还需经历十年或八年的整合过程,到那时我们的歼-36可能早已投入使用。



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