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只有美国战机喷红色尾焰,中俄都是蓝色?标新立异还是暗藏玄机?

2023-04-14 17:00| 来源: 网络整理| 查看: 265

美国的军事装备一直是领先全球,在许多装备领域都有很多代表作,尤其是战斗机更是如此。

但是细心的朋友似乎发现中俄战机与美国战机有一点不同,那就是我国的歼-20是喷出蓝色尾焰,俄罗斯也差不多,但美国是红色的,那它们谁更先进?又是何种原因造成了中俄与美国战机之间的尾焰不同呢?

不同的火焰代表着什么?

想搞清楚这个问题,就要弄明白战机尾焰不同颜色代表着什么。

稍有物理常识的人都知道,火焰分为内焰和外焰,外焰比内焰温度高,这是因为外焰能够与空气充分接触,燃烧充分,所以温度高,而内焰中存在大量燃烧颗粒,没有燃烧充分,在高温下发出橙红色的光(黑体辐射)。

火焰温度越高,温度越偏蓝青色直至无色,温度越低越偏红色。这就如同我们家用燃气灶一样,我们常说的“炉火纯青”也是一样的道理。

战机尾焰也是如此,中俄的战机尾焰呈现蓝色,说明温度较高,燃烧充分;而美国战机尾焰呈现红色,燃烧不充分。

那么这是否说明中俄战机发动机要比美国的先进呢?

其实不然,美国战机燃烧不充分,实际上正是他们发动机动力强劲的体现。

何出此言呢?

在战机上有一个叫“加力燃烧室”的空间,作用是在战机动力不足的时候,将燃油运送到那儿进行二次燃烧,这个空间大约位于发动机的尾部。

而在发动机工作时,美战机发动机可以在不启动它的情况下,就完成包括超音速巡航在内的各种机动。而中俄战机发动机由于推力不足,要开启加力燃烧室进行机动。

美国在当今世界发动机领域处于领先地位,F135涡轮扇发动机代表了当今世界的最高水平

你或许会问,这有什么不同?不一样可以达到相同的速度吗?

是没错,但这会大大影响发动机的寿命。

战机开启加力燃烧室,将会对战机带来严重的伤害,极大的增加发动机的疲劳度,这就如同枪械寿命一样,原本设计上只容许持续射击一分钟就要对枪管进行冷却,但是假如你超负荷工作,那么势必影响枪身寿命。

发动机也是一样,中俄由于目前使用的发动机推力不足,无法在不开加力的情况下做到超音速巡航和部分超机动,故而必须以开启加力燃烧室这种损耗发动机寿命的方式进行弥补。

而美战机发动机由于动力强劲,则不需要使用这种损耗的方式。

超音速巡航对战机的重大意义

那么,超音速巡航是什么?为什么会作为评判发动机动力的重要指标?

这就是要搞清楚第五代战机的概念。谈到第五代战机,其中名气最大的当属美国空军的第五代战斗机F-22。作为一款早在2005年便服役的全球首架第五代战斗机,在当时的环境下,它整整领先了世界各国一个时代,那么F22是如何做到这一点的呢?

F22隐形战机的服役开启了全球第五代战机服役的序幕

这是因为作为世界上首款服役的第五代隐形战斗机,F22开创了第五代战机独有的4S标准,也就是英文的Stealth(隐形);Super

Sonic Cruise(超音速巡航能力);Super Maneuverability(超机动能力);Superior Avionics

for Battle Awareness and Effectiveness(超级信息优势),可以说为世界战斗机的发展带来了革命性变化。

当然,作为上三常的中俄也不甘落后,分别推出了自己的第五代隐形战斗机,也就是J-20和SU-57。

J-20、su-57的服役,让F-22独霸全球天空的时代一去不复还

而超音速巡航就是第五代战斗机其中一个重要指标,所谓超音速巡航,是指战机在不开启加力燃烧室(后燃器)的情况下,能够以1.5马赫的飞行速度持续飞行半小时以上。超音速巡航对提升战斗机的战斗力极为重要。当一架战机具备超音速巡航能力时,它便具备了以下能力:

更快抵达战区,要知道战机稍纵即逝,战争更是分秒必争。当战争来临时,更快的到达战场将意味着最大限度的获得战场的主动权,最大概率的捕捉到有利战机。

高速摆脱威胁,具备超音速巡航的战机,可以更快的到达战场,在地方防控预警系统尚未有充分反映时打完就跑,极大的提高了战机和飞行员的战场生存率。

增强攻击和防守范围,速度的变快意味着能在单位时间内有着更远的航程,一架具备超音速巡航的第五代战机,其攻击和防御面积将大大超过传统的第三、第四代战斗机,效费比更高。

天下武功,唯快不破,战机也是一样

可见,一款好的发动机对战机性能的提升有多么重要。

中国发动机真的就完全比不上美国发动机吗?

以美俄三国发动机为例,俄SU-57第五代隐身战斗机目前使用的AL-4lF涡扇发动机,全寿命3600小时。

而美F-22使用的F119涡扇发动机全寿命达8000小时,而基于该发动机核心机改进而来的、主要装备于F-35隐身战机上的F135涡轮扇发动机,全寿命更是超过1.2万小时,推力超过18吨,是当今全球发动机的最高水平。

F119与F135两型发动机的耐久性能都十分优异,处于世界领先水平

事实上美战机发动机也会喷出蓝色火焰,但是由于温度越高,红外线特征越明显,很容易被地方雷达红外探测设备探测到,所以美国在F119涡扇发动机上安装了降低红外探测的二元矢量喷口和抑制发动机温度的动能转化器,这样就做到了降低发动机尾焰温度,从而达到缩短被地方雷达侦测发现的距离。

故而,依靠发动机尾焰颜色,也不是判断发动机先进与否的唯一标准。

“裸机”F119涡扇发动机测试时的照片,可见发动机尾焰为蓝色

当然不得不承认的是,美国人的战机发动机处于当今世界领先水平,可谓一骑绝尘。

这是因为他们在航空发动机领域深耕半个多世纪,无论是是材料、经验、工艺都有着深厚的功力。从第三代F110涡扇发动机起,已经迭代发展出三代先进发动机。

不过我们也不用气馁,我国自行研制的第三代太行WS-10涡扇发动机也已经迭代发展出三种型号,其中最新的WS-10B全寿命超过3000小时,是J-16的核心动力,也是J-20的临时动力,该型的最新改进型WS-10C据说采用矢量喷口,性能处于世界领先水平。

太行最新改进型WS-10C曾在2022年珠海航展展出,据悉已经全面换装部队

而在研的第五代WS-15峨眉发动机,是我国最先进的三维矢量涡扇发动机,最大推力18.5吨,足以比肩美国的F135涡扇发动机,全寿命有望达到8000小时。

该型发动机将于近几年装机试飞,离服役已然不远,到时候我国的战机性能又会有一个大的提高。

涡扇15“峨眉”发动机是我国追赶世界先进水平的典型代表

涡扇15“峨眉”发动机是我国追赶世界先进水平的典型代表

J-20目前装备的是WS-10B太行发动机,注意尾喷口采用隐身锯齿状

当然,我们依然要看到差距,美国F135涡扇发动机的改型推力已经超过22吨,而最新在研的XA100号称世界上第一款三涵道自适应循环发动机,是世界首款六代发动机。

当然,就如同火焰分为内焰和外焰一样,国产发动机发展之路也必须循序渐进,脚踏实地。相信在不久的将来,我国的发动机也会迸发出象征强劲动力的红色火焰。

强劲的“中国心”已经不再遥远



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