近日,俄羅斯紅星臺播出了俄羅斯航空工業蘇-57戰鬥機專題片。值得注意的是,此次展示的改進型蘇-57M和此前亮相的蘇-57基礎款有了明顯變化。相關影片畫面可以發現,其左發上進行了更換,換裝了某新型二元向量推力發動機尾噴管,這也是蘇-57首次加裝“二元向量”噴口。
根據此前俄羅斯方面公佈的公開資料顯示,蘇-57在經過多次升級改造後,現有的技術型號為蘇-57S型,其使用的航發是AL-31F型發動機的深度技術改進型AL-41F型發動機。這款發動機配備有三元流體推力向量發動機噴口,採用傾斜安裝的模式,可以讓飛機做到在控制俯仰的同時控制偏航。由於蘇-57和蘇-35S採用了相同的推力向量發動機安裝方案,因此同樣採用了肘節式噴管設計。
而在這次技術升級後,蘇-57M配備的推力向量發動機噴口換成了類似美製F-22A的二元流體向量噴口,這可以說是一個非常大的改變。當然,其中也有一些細節差別。比如,F-22A噴口的水平線和機體水平線一致,而蘇-57M採用了類似蘇-35S的安裝方案,依然保持一定的傾斜度。
總體來說,不同的碰口模式有著不一樣的設計考量。蘇-57M捨棄了之前俄羅斯常用的三元流體,再次迴歸“二元流體”時代,這必然體現出設計團隊思路的轉換。縱觀當下的航發研究領域,實際投入使用的主要有兩種推力向量噴管,其代表機型就是俄製蘇-35S,以及美製F-22A,前者是有傾斜安裝角的單軸三元流體,後者是無傾斜安裝角的單軸二元流體。如此來看,蘇-57M選擇的是一種技術折衷方案,既放棄了單軸三元流體,又延續了俄製戰機帶傾斜安裝角的設計,這或許是一種平衡設計理念的體現。
因為三元流體推力向量發動機的缺陷是液壓作動負載較大,再加上發動機尾噴管紅外特徵、雷達特徵都比較明顯,這就導致隱身性削弱,而五代機最大的基本特徵之一就是隱身能力。之所以在二元流體基礎上採取單軸噴管,並設定一定的安裝角度,這可能是因為設計團隊希望延續此前蘇-35S和蘇-57S戰鬥機的設計優勢。因為二元流體單軸噴管結構相對簡單,設計也非常可靠,其最大的缺陷就是隻有一個偏轉軸向,等於只有半個推力向量控制。如果安裝沒有一定的傾斜角,就只能負責一個軸向上的偏轉。相對來說,蘇-35S和蘇-57S就同時兼顧俯仰和偏航控制。或許是基於這個原因,蘇-57M放棄了已經成熟的三元流體噴管,選擇二元流體噴管。
蘇-57M在噴口設計上的這一創新升級,也讓很多軍迷浮想聯翩。很多軍迷認為,殲-20如果要進一步提升機動能力,特別是提高俯仰能力或者滾轉能力,完全可以改用推力向量發動機,但從殲-20的設計來看,鴨翼與邊條翼產生的增升效應目前已經是五代機中的最強,再加上殲-20作戰速度區間以超音速為主,追求的是防區外作戰能力,因此才捨棄了推力向量發動機。
再進一步說,如果要換裝向量發動機,一方面要對機身進行調整,這就會影響到殲-20的隱身效能。另一方面,換裝推力向量發動機必然要犧牲一定推力,如此看來自然得不償失,我們也不必要跟風蘇-57。
當然,殲-20雖然沒有換裝推力向量發動機噴口的必要,咱們的另一款國產五代機殲-35卻可以考慮這一路線。畢竟,除了空軍使用之外,殲-35還會被用於新一代艦載機,而艦載機對於俯仰增升的要求比較高,完全可以透過換裝推力向量發動機噴口實現質的飛躍。再進一步延伸考慮,按照西方媒體的分析,我國已經著手推進六代機的研發。不出意外的話,第六代戰鬥機可能會標配向量噴口,或許我們將在首款國產六代機身上,真正迎來中國戰機的向量發動機時代。