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首次曝光!俄羅斯紀錄片展示裝配二元向量噴管發動機的蘇-57

2024-12-19 20:50:41

12月15日是俄羅斯設計局和米格設計局成立85週年紀念日。俄羅斯第一頻道在該日期前後推出了名為《天空之主》的紀錄片,紀念這兩傢俱有傳奇色彩的航空設計局。

帶有二元向量噴管的蘇-57第二架原型機

12月9日,俄羅斯第一頻道釋出了《天空之主》預告片,片中出現了俄羅斯五代機蘇-57第二架原型機(編號052)。畫面中,該機左側發動機艙換裝了二元向量噴管的“產品30”(也稱AL-51F-1)發動機,這是“產品30”發動機首次曝光安裝二元向量噴管。目前沒有官方釋出關於該機進行飛行測試的新聞。

蘇-57二號原型機

據美國軍事網站“戰區”12月10日報道,蘇-57戰鬥機配備二元向量噴管的目的是進一步增強其隱身效能。

蘇-57第二架原型機於2011年3月首飛,隨後該機用來測試“產品30”發動機。2017年12月,該機安裝“產品30”發動機完成首飛,但飛機上只安裝一臺“產品30”發動機,另一臺仍安裝“產品117”(也稱AL-41F-1)發動機。“戰區”分析稱,“產品30”發動機更新尾噴管“具有試驗性意義,但其未來發展仍無法確定”。

蘇-57二號原型機的二元向量噴管

蘇-57二號原型機左發動機艙換裝了“產品30”發動機後,最引人注目的便是外形“扁平”呈矩形狀的噴管。這種設計被稱為矩形二元向量噴管,美國五代機F-22“猛禽”使用的F119發動機也採用了這種“扁平”狀的噴管,此類設計旨在減少雷達訊號,同時具有降低紅外訊號的優勢。

“戰區”推測,安裝矩形二元向量噴管的“產品30”發動機未來有望安裝在改進型蘇-57M上。不過目前該機型未接到任何訂單。

“產品117”發動機

初始型蘇-57以及蘇-35所安裝的“產品117”發動機採用軸對稱型推力向量噴管,可提供俯仰、偏航和滾轉控制,也稱三元推力向量噴管。俄媒預告片畫面中出現的二元向量噴管,僅能提供俯仰控制以及有限的滾轉控制。但在預告片畫面中,蘇-57二號原型機尾部噴管呈傾斜安裝,目前尚不明確是否為提供額外的方向控制而故意設計的。

“產品117”發動機是俄羅斯對早期蘇-27和蘇-30系列戰鬥機使用的AL-31F發動機進行現代化改造而誕生的。該發動機作為初始型蘇-57的發動機,也安裝在蘇-35多用途戰鬥機上。但是多家海外媒體都曾報道稱,“產品117”發動機無法為蘇-57提供超聲速巡航能力,即在不使用加力燃燒室的情況下持續以超過1馬赫的速度飛行。

“產品30”發動機

相比之下,“產品30”發動機採用了“全新設計”,有更大的推力、更輕的重量和更低的運營成本。“產品30”發動機設計之初也保留了類似的三元推力向量噴管,可以實現噴管的全向運動。但2023年7月,《航空週刊》的一篇報道提到了,負責研發“產品30”發動機的俄羅斯留裡卡發動機設計局執行長葉夫根尼·馬爾丘科夫曾表示蘇霍伊公司在蘇-57專案啟動時對使用扁平噴管並不感興趣,在蘇-57和“產品30”發動機試飛後,蘇霍伊公司確認了對扁平噴管“產品30”的訂單。

留裡卡發動機設計局相關宣傳冊的圖片

據留裡卡發動機設計局宣傳冊圖片顯示,“產品30”發動機的二元向量噴管擁有4塊獨立的燃氣導流板,透過修改空氣出口橫截面積和推力向量來工作。這些燃氣導流板以一定角度安裝,其中兩個燃氣導流板專門控制亞聲速飛行,兩個燃氣導流板專門控制超聲速飛行。宣傳冊圖片中還顯示,當發動機排氣時,4塊燃氣導流板張開,有助於空氣流通,快速冷卻高溫尾焰,從而降低飛機紅外特徵。

馬爾丘科夫表示:“由於蘇霍伊拒絕改變蘇-57機身,因此我們才設計出一個結構相當複雜的扁平噴管。”他還證實,“產品30”發動機新噴口已在地面試驗檯上成功執行,包括加力燃燒。根據《航空週刊》的那篇報道,馬爾丘科夫當時曾表示扁平噴管的“產品30”預計將於2023年底前裝載在飛機上進行試飛。

蘇-57和蘇-35S編隊飛行

對於蘇-57來說,扁平噴嘴有助於提升其後方隱身效能,蘇-57在初始設計時著重優化了正面隱身效能,但對側面和後方隱身效能關注較少。儘管採用二元向量噴管會導致一定程度的發動機推力下降,但綜合考慮其帶來的隱身性改進,顯然蘇霍伊認為此舉是值得的。

採用低可探測性設計的S-70“獵人”無人機

值得注意的是,俄羅斯還為其S-70“獵人”重型亞聲速無人戰鬥機使用的“產品117”發動機設計了一款二元扁平噴管。其原理旨在減少紅外和雷達訊號,但結構要簡單得多,且不具備向量控制能力。S-70“獵人”無人機最初採用臨時發動機飛行,配備標準圓形噴嘴,但改進後的噴嘴外形更接近美國X-45A驗證機,該飛機於2021年12月首次透過模型方式展示。

俄羅斯希望S-70“獵人”採用低可探測性設計,從而與蘇-57協同作戰化身為“忠誠僚機”。在目前這種熱戰趨勢下,這種協同戰略顯然十分有意義。同時,對於尋求隱身戰機和深度穿透能力的國家來說,蘇-57與S-70的組合也可能成為一個有吸引力的購買選項。

亮相第十五屆中國航展的蘇-57

對配備二元向量噴管的“產品30”發動機未來將如何發展,“戰區”評論稱,這一點很大程度上取決於蘇-57M未來的市場發展。目前蘇-57已經正式量產並服役,升級型蘇-57M的研製工作也在推進中,但俄羅斯空天軍目前僅對蘇-57授予了76架的初始型號合同,未來蘇-57M能否獲得客戶的青睞,依然是未知數。

蘇霍伊公司曾釋出訊息稱,蘇-57M原型機將於2022年中期開始飛行測試,並於2024年底開始批次生產。但截至目前,這些工作的進展情況並沒有獲得披露,很可能是沒有如期實現。如果俄羅斯軍方或海外客戶能下單更多蘇-57,必然將有助於蘇-57M開啟銷路,屆時,我們可能才會看到“產品30”發動機二元向量版本的量產產品。

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