近日,網路上出現的影象顯示,俄羅斯蘇-57戰鬥機配備了新型推力向量發動機尾噴口。
這種外觀獨特的尾噴口設計旨在改善蘇-57的隱形效能,不過,這種新型尾噴口的前景尚未確定。目前,網路上的影片和照片顯示蘇-57的第二架原型機T-50-5的後部,該原型機於2011年3月首次試飛。隨後,它被用來測試AL-51F-1(也被稱為“產品30”)渦扇發動機。該型發動機於2017年12月首次試飛——T-50-2只安裝了一臺“產品30”,旁邊還有一臺標配的AL-41F-1渦扇發動機。
本文為美國“戰爭地帶(War Zone)”網站評論文章,作者Thomas Newdick,本人翻譯並編輯給大家分享。
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,這是新型隱形發動機的標配發動機。改進後的蘇-57M戰鬥機,都會配備AL-51F-1。截至到目前為止,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採用“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基本型的標配發動機。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(也稱為“產品117”)是透過對老式蘇-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次生產的。
蘇-57的三維推力向量尾噴口(上)與新型二維推力向量尾噴口(下)的對比。
蘇-57和蘇-35使用的AL-41F-1配備軸對稱推力向量尾噴口。這也被稱為三維推力向量尾噴口,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向量尾噴口,只不過我們在新影象中看到的是二維推力向量尾噴口。如果採用不對稱安裝方式,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,是否旨在為蘇-57M提供更強的控制能力。
F-22“猛禽”的二維推力向量尾噴口採用對稱安裝方式。
據《航空週刊(Aviation Week)》報道,負責AL-51F-1的阿爾希普·留裡卡設計局執行長葉夫根尼·馬爾丘科夫表示,設計局在蘇-57計劃啟動時對使用二維推力向量尾噴口並不感興趣,直到蘇-57和AL-51F-1試飛後,才訂購了二維推力向量尾噴口。
馬爾丘科夫解釋說,由於蘇霍伊設計局“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向量尾噴口的原因。”
新型二維推力向量尾噴口的設計。
這種二維推力向量尾噴口有四個獨立控制的舵片,透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,其中兩個為亞音速飛行設計,另外兩個為超音速飛行設計。圖片還展示了向量舵片的工作狀態,當與強制透過尾噴口附近的空氣結合時,將有助於冷卻高溫噴氣,並降低飛機的紅外訊號。
2023年夏,馬爾丘科夫證實,新型推力向量尾噴口已經在地面試驗檯上成功執行,並測試了加力狀態。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。
對於蘇-57而言,扁平的尾噴口將改善其後方隱形效能。蘇-57的原始設計只是改善了正面的隱形效能,對側方和後方的關注則較少。同時,改進後的尾噴口將在一定程度上降低推力的輸出,但這顯然被認為是值得的,因為它帶來了更好的隱形效能,而這對於蘇-57這樣的先進戰鬥機而言是必要的效能。
值得注意的是,已經為蘇霍伊S-70“獵人(Okhotnik)”重型亞音速無人戰鬥機使用的AL-41F-1渦扇發動機研製了一種二維尾噴口。這種尾噴口旨在減少紅外和雷達訊號,但它結構更簡單,沒有任何推力向量能力。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。
關於AL-51F-1渦扇發動機二維推力向量尾噴口的官方宣傳圖。
至於配備二維推力向量尾噴口的AL-51F-1渦扇發動機,未來很大程度上將取決於蘇-57M隱形戰鬥機的進展。當蘇-57開始生產並裝備俄羅斯空天軍時,這種更先進的隱形戰鬥機的研製工作已經展開。由於蘇-57的採購合同只有76架,現在還遠不能確定蘇-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,正式開始研製“深度現代化升級”的蘇-57M。有報道稱,T-50M原型機將於2022年中期開始試飛,並於2024年底開始批次生產。
顯然,這些計劃目標都未能實現。如果俄羅斯和海外使用者訂購更多的蘇-57,那麼將有助於啟動蘇-57M計劃。屆時,我們可能還會看到批次生產的配備二維推力向量尾噴口的AL-51F-1渦扇發動機。