俄罗斯竟然留了一手，苏-57隐身战斗机刚从珠海航展回国，就对外公布换装“产品30”发动机，配备了二元矢量喷管。俄罗斯国营电视台“第一频道”，对外展示了换装AL-51-F1涡扇发动机（“产品30”）的苏-57战斗机。这台AL-51-F1涡扇发动机配备了一款前所未有的二元矢量喷管。



按照早年计划，苏-57在第一阶段内，会使用由土星科研设计局研制的AL-41-F1发动机，该型发动机最大加力推力达147千牛，且采用有俯仰式轴对称矢量喷管。相较在AL-41-F1上所采用的俯仰式轴对称矢量喷管，苏057深度改进型将采用AL-51-F1发动机，上面配备了独特的二元矢量喷管，将会对苏-57的隐身性能有所提升。

俯仰式轴对称矢量喷管也被称为“留里卡式”喷管，即出自留里卡设计局之手。“留里卡式”喷管相当于是“整体运动”，是指一个喷口运动幅度为上下15度，移动速度约30度/秒。使得AL-41-F1备三维活动能力，且这种喷管最大的特征就是构造简单，能够快速实用化，但缺陷也很明显，那就是对苏-57的后向隐身能力造成了致命影响。



尽管已经意识到这一问题，但俄军工联合体只能听之任之，原因在于二元矢量喷管当时尚处在研制中，距离实用化还有一大段路要走。

当然还有一种说法更有趣。那就是据留里卡-土星科研生产联合体的研究发现（上世纪80年代），当时还被称为YF-22所采用的扁平喷口，会使发动机推力减少14%～17%，待相关技术进步后，动力损耗也会降至5%～7%左右。换句话说，苏-57采用“留里卡式”喷管的另一个原因，也与不想受此拖累有关，但这明显就是利用二元矢量喷管先天缺陷在进行找补，属于是托词。



据悉，苏-57第二阶段，将会装备由俄罗斯联合发动机制造集团承制的“产品30”。按照俄罗斯说法称，这型发动机不仅采用了全新结构，而且还大量使用了新技术、新工艺、新材料。最大加力推力超过176千牛，相比第一阶段发动机推力提高近20%，推力质量比达10∶1以上，同时耗油率和全生命周期成本也得到大幅降低。

在此基础上，“产品30”还应用了近期亮相的二元矢量喷管，其用意非常简单，那就是提高苏-57的糟糕的后向隐身性能，使之相对较高的红外特征信号能够得到有效控制。从这个角度来看，俄军工联合体此举，与当年的洛·马公司的做法是一个路子，不过问题在于，仅靠二元矢量喷管就想让苏-57实现“咸鱼翻身”，目前来说还远远不够，充其量算作是补课而已。



当配备二元矢量喷管发动机的苏-57现身后，有国内网友提问，为啥歼-20不会采用此类技术呢？

有人就给出说法，称我国在推力矢量技术方面，与美俄相比仍有不足，这种说法有一定的道理性，但我国已经通过自身努力取得了相应突破。公开资料显示，我国对矢量喷管的研究工作始于上世纪80年代，例如在“七五”期间，国内科研院所便结合某“进发匹配课题”进行了矢量喷管地面试验。



紧接着在“八五”期间，611所又进行了推力矢量对战斗机性能影响分析和吹风试验工作。在此之后，相关研究更是如火如荼般展开，由此取得了一批有价值的研究成果。当然最经典的，莫过于在第12届珠海航展上，配装先进的轴对称推力矢量发动机的歼-10B验证机，向与会各界先后展示了包括“眼镜蛇”、“大迎角360弗滚转”、“榔头”、“赫伯斯特”、“落叶飘”等5种，国际公认的典型过失速机动飞行。

由此便标志着我国在推力矢量战斗机设计技术上，攻克了长期以来的技术瓶颈，达到了工程应用的水平，从而为后续开展一系列的战术使用，甚至是先进平台概念的研发，奠定了坚实的技术基础

歼-20总师杨伟也在早年间的采访中表示说，首先是我国已经拥有了推力矢量发动机，其次是当某型战机有所需求时，那么推力矢量发动机便会迅速投入运用。



综上所述，歼-20现阶段对二元矢量喷管说“不”的原因，在于其还没有相关需求，即在隐身性能及机动性能上，不需要借助二元矢量喷管来达到目标。反过来讲，歼-20已将隐身设计做到了极致，把更多的精力放到了态势感知能力层面，所以就没有这个必要。此外进一步讲，未来当歼-20对二元矢量喷管发出召唤时，那么其现身的速度，绝不会像如今的苏-57这般拖拖拉拉。



苏-57重大改进！加入美国F-22的“二元矢量”大军，中国歼-20什么时候跟进？



第十五届中国航展结束了，苏-57战斗机又火了一把。昨天，俄罗斯红星台播出了俄罗斯航空工业苏-57型战斗机专题片，除了在专题片里闪现的阿怡，最引人注意的，当然是苏-57型战斗机的改进型苏-57M，以及苏-57M型战斗机已经在左发上进行了更换的某新型二元矢量推力发动机尾喷管。



我们都知道，作为苏-57型战斗机当前技术状态的苏-57S型，使用的是AL-31F型发动机的深度技术改进型AL-41F型发动机。该型发动机的一个子型号AL-41F-S1型同时也是苏-35S型战斗机的发动机，配备有三元流体推力矢量发动机喷口。喷口采用倾斜安装的模式，倾斜角度33度，飞机启动后使用液压进行驱动，可以同时向一个方向或者向反方向偏转，虽然该喷管只能做到单轴向控制，但由于有一定的安装倾斜角，可以做到在控制俯仰的同时控制偏航。



在苏-57型战斗机上，采用了和苏-35S型战斗机相同的推力矢量发动机安装方案，也就是AL-41F发动机的三元流体单轴向推力矢量喷口。安装角度虽然没有公开，但是应该和苏-35S战斗机比较类似，采用肘节式喷管设计，喷管三部分分为发动机加力燃烧室尾部，带有肘节换向器的喷管喉道，以及带有液压作动器连接的发动机尾喷管本身。

F-22战机的F119-PW-100 发动机





但是，从此次俄罗斯红星台公开的信息看，苏-57型战斗机改进型苏-57M战斗机，它配备的推力矢量发动机喷口却换了，换成了类似于F-22A型战斗机的二元流体矢量喷口，喷口部分的扰流板看起来跟F-22A战斗机十分相似，却又有所区别。我们都知道F-22A型战斗机采用的推力矢量喷口，其喷口的水平线和机体的水平线是保持一致的，也就是没有倾斜度。而苏-57M型战斗机安装的二元流体矢量喷口，却采用了类似于苏-35S和苏-57S型战斗机的安装方案，具备一定的倾斜度。



那么，这种设计的考量是什么，苏-57M战斗机为何舍弃了之前俄罗斯常用的三元流体、又回到了二元流体的路子上、这一设计的优势在哪里，咱们的歼-20型战斗机未来是否有可能会采用类似俄罗斯的这种推力矢量发动机喷口呢？



苏-57的设计考量

从设计考量上来说，其实目前这几种推力矢量发动机喷口，各有各的优势，也各有各的劣势。目前的几种喷口模式：

日本“心神”验证集





第一种是使用燃气舵的推力矢量喷口，这种喷口形式日本曾经在自己的“心神”技术验证机上试验过，但是很快就没有了下文。主要因素是因为这种喷口虽然结构比较简单，工程实现起来容易，但是偏转控制精度差，且安装后对飞机的推力损失比较大，因此很快就没人使用了；

第二种比较符合我们印象里对推力矢量喷口认知的，其实是多轴向控制的三元流体推力矢量喷管。这种喷口形式等于是将推力矢量控制单元集成到了发动机的尾喷管上，具备全向控制能力，之前诸如我们的歼-10B-OVT就采用了这种推力矢量喷口，俄罗斯在AL-51F发动机上也试验过这种推力矢量喷口。但这种喷口结构更为复杂，成本最高，对可靠性要求较高，因此目前看投入工程实践相对比较困难。

矢量版歼-10B





在这两种推力矢量喷管都没有什么太多的技术应用后，目前实际投入使用的也就是两种推力矢量喷管：其一是苏-35S战斗机具备一定倾斜安装角的单轴三元流体，其二是F-22A战斗机无倾斜安装角的单轴二元流体，而现在苏-57M战斗机居然来了一个技术折中，变成了带倾斜安装角的单轴二元流体，这就挺有意思了。为什么苏-57M战斗机放弃了单轴三元流体，却又延续了带倾斜安装角的设计，这种设计的考量是什么？



目前大家的猜测，大概是俄罗斯航空工业想尽力规避三元流体和单轴矢量的缺陷，相比二元流体推力矢量发动机，三元流体推力矢量发动机的缺陷是液压作动负载较大，同时发动机尾喷管无论是红外特征还是雷达特征都比较明显。因此对于低可探测性要求比较高的第五代战斗机来说，低可探测性能基本上就是扣细节，尽管目前使用三元流体喷管的第五代战斗机基本都在喷管内安装了红外屏蔽器，但是红外屏蔽器的作用看起来还是不如二元流体喷管，因此俄罗斯在苏-57M战斗机上，还是放弃了已经成熟的三元流体喷管，选择二元流体喷管。



既然选择了二元流体，还是单轴喷管，为何俄罗斯又在喷管上设置了一定的安装角度？很显然这是延续了苏-35S和苏-57S战斗机的设计，二元流体单轴喷管的好处是有效均衡了较为简单的结构，较为可靠的设计，较为良好的效果之间的关系，但是其最大的问题则是只有一个偏转轴向，比如F-22A战斗机只有一个俯仰轴，偏航轴上的矢量控制是没有的，等于是只有半个推力矢量控制。

其实三元流体单轴喷管的问题也是一样的，如果安装没有一定的倾斜角的话，那么只能负责一个轴向上的偏转，所以苏-57M的推力矢量喷管设置了一定的倾斜角，其设计考量应该是和苏-35S，苏-57S是完全一样的，同时兼顾到俯仰和偏航控制。其意图，应当是考虑到苏-57战斗机延续了苏-27S战斗机的中央升力体设计之后，滚转性能相对较弱的缺陷，通过增强矢量发动机的偏航控制能力来提高苏-57M战斗机的滚转性能，参考苏-35S和苏-57S，这种设计基本就是基操，看着有点怪但是绝对管用。



当然了，从此次红星台公开的苏-57M战斗机的画面看，出镜的还是苏-57型战斗机的那架052号原型机，两台发动机中也只有一台更换了二元单轴推力矢量喷口，另外一台还是使用的老发动机，再参考俄罗斯正在试飞的AL-51F发动机也就是产品30。这只能证明俄罗斯航空工业正在对不同构型的推力矢量发动机喷口进行测试，从中选型出一个最为合适的技术构型出来，具体选择哪个目前还不清楚，只能说二元单轴推力矢量构型目前来看概率相对比较大。



歼-20何时上矢量？

那边俄罗斯测试推力矢量发动机测试的热火朝天，咱们的歼-20型战斗机呢？只能说大概率是没有了吧，说到底都是技术上的取舍。



如果我们认为歼-20战斗机需要提高其俯仰能力或者滚转能力，那就上推力矢量发动机，但是从歼-20战斗机的设计来看，歼-20型战斗机使用的鸭翼+边条翼产生的增升效应应当是五代机中最强的。再加上又没有中央升力体设计带来的滚转性能一般的问题，且歼-20战斗机的主要作战速度区间应当是超音速区间，所以应当是决策装了矢量之后对于性能的提升也没有想象中的那么大。

歼-20试飞员谈起歼-20二元矢量





同时装上矢量之后还要牵涉到两个问题：其一是牵涉到后机身的调整，从苏-57M战斗机改装之后的后机身气动外形看，在推力矢量发动机尾喷管附近的过渡明显生硬，看着不那么科学的样子。再看F-22A战斗机的后机身外形那叫一个丝滑，因此增加推力矢量发动机尾喷管不是光加上一个喷管就能解决问题的，有可能整个气动外形都要进行大改；其二是牵涉到推力矢量发动机本身，推力矢量发动机也是有一定的推力损失的，看咱们的歼-20战斗机能不能接受这种推力损失，如果能接受的话那就装，接受不了这种推力损失的话，那就不装机。



所以，歼-20战斗机到现在为止，都没有看到推力矢量发动机装机，这倒不是我们没这种技术，要说推力矢量发动机喷口，咱各个构型都有，2018年珠海航展上歼-10B-OVT展示过，2022年的中国航展上中国航发展出过类似于F-119的二元单轴推力矢量发动机喷口，还是装在FWS-10“太行”发动机上的，采用了复合材料结构设计，这证明相关技术咱们都有储备，只不过经过技术取舍之后，没有安装而已。

不过，虽然歼-20战斗机没有安装推力矢量发动机喷口，也并不意味着咱们的五代机上都不会安装此类喷口了，毕竟我们还有另外一种第五代战斗机歼-35A呢嘛，作为舰载机构型使用的情况下该型飞机对于俯仰增升的要求还是比较高的，因此，歼-35A战斗机能不能安装推力矢量发动机喷口倒是可以期待下。



最后，别忘了无论是歼-20还是歼-35，本质上来说都已经是上一代机型了，一眨眼连歼-20战斗机首飞都13年了，所以说咱们现在还是赶紧把第五代战斗机给忘掉，马上赶到战场的，应该是第六代战斗机了，第六代战斗机必然标配矢量喷口，咱们就说这么多吧。