近日,網絡上出現的圖像顯示,俄羅斯蘇 -57 戰鬥機配備了新型推力矢量發動機尾噴口。
這種外觀獨特的尾噴口設計旨在改善蘇 -57 的隐形性能,不過,這種新型尾噴口的前景尚未确定。目前,網絡上的視頻和照片顯示蘇 -57 的第二架原型機 T-50-5 的後部,該原型機于 2011 年 3 月首次試飛。随後,它被用來測試 AL-51F-1(也被稱爲 " 産品 30")渦扇發動機。該型發動機于 2017 年 12 月首次試飛—— T-50-2 隻安裝了一台 " 産品 30",旁邊還有一台标配的 AL-41F-1 渦扇發動機。
本文爲美國 " 戰争地帶(War Zone)" 網站評論文章,作者 Thomas Newdick,本人翻譯并編輯給大家分享。
T-50-2 原型機測試 AL-51F-1 渦扇發動機。
T-50-2 左側安裝的新型渦扇發動機最引人注目的地方是它的尾噴口,這是新型隐形發動機的标配發動機。改進後的蘇 -57M 戰鬥機,都會配備 AL-51F-1。截至到目前爲止,蘇 -57M 還沒有接到任何訂單。
T-50-2 的尾部特寫,注意 AL-51F1 的二維噴口(左)與 AL-41F-1 的尾噴口(右)明顯不同。
AL-51F-1 采用 " 全新 " 設計,旨在比 AL-41F-1 擁有更大的推力、更輕的重量和更低的使用成本。目前使用的 AL-41F-1 發動機的主要缺點就是它無法讓蘇 -57 實現超音速巡航——即在不使用加力燃燒室的前提下,持續以超過 1 馬赫的速度飛行。
2015 年,蘇 -35S 和蘇 -57 原型機在阿赫圖賓斯克飛行測試中心編隊飛行。
此時,值得一提的就是 AL-41F-1,這是蘇 -57 基本型的标配發動機。這種渦輪風扇發動機同樣以簡化版的形式,配備蘇 -35 多用途戰鬥機。AL-41F-1(也稱爲 " 産品 117")是通過對老式蘇 -27 和蘇 -30 系列戰鬥機使用的 AL-31F 發動機,進行現代化改進而投入批量生産的。
蘇 -57 的三維推力矢量尾噴口(上)與新型二維推力矢量尾噴口(下)的對比。
蘇 -57 和蘇 -35 使用的 AL-41F-1 配備軸對稱推力矢量尾噴口。這也被稱爲三維推力矢量尾噴口,可提供俯仰、轉向和滾轉控制效果。
在最初的設計中,AL-51F-1 保留了類似的三維推力矢量尾噴口,隻不過我們在新圖像中看到的是二維推力矢量尾噴口。如果采用不對稱安裝方式,它同樣可以實現俯仰控制,以及有限的滾轉控制。目前,尚不清楚尾噴口的傾斜安裝方式,是否旨在爲蘇 -57M 提供更強的控制能力。
F-22" 猛禽 " 的二維推力矢量尾噴口采用對稱安裝方式。
據《航空周刊(Aviation Week)》報道,負責 AL-51F-1 的阿爾希普 · 留裏卡設計局首席執行官葉夫根尼 · 馬爾丘科夫表示,蘇霍伊設計局在蘇 -57 計劃啓動時對使用二維推力矢量尾噴口并不感興趣,直到蘇 -57 和 AL-51F-1 試飛後,才訂購了二維推力矢量尾噴口。
馬爾丘科夫解釋說,由于蘇霍伊設計局 " 拒絕改變機身設計 "," 這就是我們設計出一個相當複雜的二維推力矢量尾噴口的原因。"
新型二維推力矢量尾噴口的設計。
這種二維推力矢量尾噴口有四個獨立控制的舵片,通過改變高溫噴氣的面積和方向來工作。據報道,這些舵面以一定角度安裝,其中兩個爲亞音速飛行設計,另外兩個爲超音速飛行設計。圖片還展示了矢量舵片的工作狀态,當與強制通過尾噴口附近的空氣結合時,将有助于冷卻高溫噴氣,并降低飛機的紅外信号。
2023 年夏,馬爾丘科夫證實,新型推力矢量尾噴口已經在地面試驗台上成功運行,并測試了加力狀态。他補充說,預計在 2023 年底之前進行首飛。目前,還沒有公開的記錄表明是否真的進行過飛行測試。
S-70" 獵人 " 無人機的尾噴口。
對于蘇 -57 而言,扁平的尾噴口将改善其後方隐形性能。蘇 -57 的原始設計隻是改善了正面的隐形性能,對側方和後方的關注則較少。同時,改進後的尾噴口将在一定程度上降低推力的輸出,但這顯然被認爲是值得的,因爲它帶來了更好的隐形性能,而這對于蘇 -57 這樣的先進戰鬥機而言是必要的性能。
值得注意的是,已經爲蘇霍伊 S-70" 獵人(Okhotnik)" 重型亞音速無人戰鬥機使用的 AL-41F-1 渦扇發動機研制了一種二維尾噴口。這種尾噴口旨在減少紅外和雷達信号,但它結構更簡單,沒有任何推力矢量能力。2021 年 10 月,S-70 安裝帶有圓形尾噴口的老式發動機進行了首次試飛。
關于 AL-51F-1 渦扇發動機二維推力矢量尾噴口的官方宣傳圖。
至于配備二維推力矢量尾噴口的 AL-51F-1 渦扇發動機,未來很大程度上将取決于蘇 -57M 隐形戰鬥機的進展。當蘇 -57 開始生産并裝備俄羅斯空天軍時,這種更先進的隐形戰鬥機的研制工作已經展開。由于蘇 -57 的采購合同隻有 76 架,現在還遠不能确定蘇 -57M 是否會取得進一步的進展。
蘇 -57 取得外銷成績之後,蘇 -57M 還會遠嗎?
2018 年 10 月,蘇霍伊公司獲得俄羅斯國防部合同,正式開始研制 " 深度現代化升級 " 的蘇 -57M。有報道稱,T-50M 原型機将于 2022 年中期開始試飛,并于 2024 年底開始批量生産。
顯然,這些計劃目标都未能實現。如果俄羅斯和海外用戶訂購更多的蘇 -57,那麽将有助于啓動蘇 -57M 計劃。屆時,我們可能還會看到批量生産的配備二維推力矢量尾噴口的 AL-51F-1 渦扇發動機。