中国的六代机,会采用单发还是双发?

如题所述

随着歼20现在的基本设计已经成熟完善,六代机的探索工作也随之展开。比较有意思的一个话题是,中国的六代机,会采用单发还是双发?

基于截止到三代机技术水平的传统设计理论来说,同等设计水平下,单发飞机在结构重量和阻力等方面拥有设计效率上的优势——这和圆形在几何学上的特点有关,比如同样大的面积,圆形的周长是最小的。

F-35花费巨资搞新发动机也要用单发,主要就是基于这一理由,以在限定的重量以内,满足载弹量和航程等关键指标。当然最后工程结果上看,F35的单发选择是不是真的划算目前存在很大的争议。

发动机本身的研制成本、由于单发推力限制引起的大量减重带来的昂贵代价,都使得美国不少专家认为当初选择双发或许会更好一些。不过这涉及到一个体制问题:

F35最初就是JSF联合隐身攻击机计划的产物,最初定位于廉价隐身攻击机——为了省钱而强推新型号,这是美国国会一贯来的爱好。双发的想法,就JSF项目来说,一开始就不可能被国会通过,因为这将使新的重型战机在性能和价格上,都无法与F22拉开定位差距。

事实上,飞机设计时,单台发动机的推力永远是不够的。于是成本限制宽松、追求最好性能的战机,更倾向于采用双发设计。双倍的动力,不仅弥补了双发布局在设计效率上的劣势;而且可靠性和生存能力上比单发飞机要好很多。

这种优势不完全来源于直观的结论——坏了一台还有另一台;很重要的一个环节是,双发飞机上,发动机更不容易坏,而且就算是开始坏,从出现故障到完全丧失推力,过程也要比单发飞机更慢。

这种可靠性优势,当然是源于两台发动机分担全机的负荷会更轻松一些。除了最直接的喷气推力以外,战斗机要正常工作,它还需要从发动机上分担出大量的功率。

比如从压气机段引出大流量的压缩空气,用于维持座舱气压、给分子筛提供氧气和氮气;要带动液压泵旋转,使液压系统能驱动平尾、鸭翼等气动面的偏转,让飞机具备可操纵性;要带动发电机,满足包括电传和雷达在内的全机设备正常工作。

而这些负荷,是个现代战斗机都得有,而且其大小和单双发没有直接关系——比如F35的发电功率,比F22还大。双发飞机可以用两台发动机分担,单发飞机就没办法了——这是歼10上,发动机可靠性低于苏27系的重要原因之一。

图:F22发动机喷口的流线隐藏在尾撑的轮廓内流畅收缩,直到只剩一个尖端,高速阻力非常低

图:注意F22机身侧向的两头尖轮廓,特别是发动机段的机身强烈收缩设计

随着飞机气动技术的进步,双发飞机的机身又表现出了一种特殊的优势:它的形状更扁平,可以更好的把机身做成一个巨大的机翼形状;这种升力体设计,使双发布局能在机身上获得更高的升力和更小的阻力,实现了气动效率上的弥补甚至是反超。

特别是对于持续高速飞行能力和隐身要求较高的话,这方面双发布局在推力和机身的外形上,都更容易获得更高的性能。而这两个,正是六代机目前公认最为重要的核心能力。从这个角度看,中国六代机最终的设计,有极大概率是双发布局。

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考