刀口：试解密歼-20的矢量喷管

近日网上有一幅编号2101的歼-20清晰大图。

 

歼-20虽然有面积很大的全动鸭翼和全动垂尾，机动性要比三代机强得多，但是作为四代机的歼-20要战胜F-22，就必须具备持续的“超音速机动“能力，如果仅仅全靠鸭翼和尾翼产生的气动力，在持续机动时飞机的动能就会迅速减少（偏转的翼面产生大阻力），所以，矢量喷管是四代机所必须具备的。

此前网上总有人说中国的发动机推力不足，歼-20是采用俄罗斯的发动机。后来航展上清晰标出117S的推力只有14吨，仅与太行发动机相当，于是不再提推力大小，改说我们还没有矢量喷管，甚至拿苏-35军贸谈判来说事，言下之意还是得进口117S发动机。如果将上图放大，会看到歼-20的发动机喷管与 117S的喷管，无论是最末端，还是喷管的内外两侧都是不同的(下图）。

还有一种观点是：因为苏-35的发动机喷管很长（两节），而歼-20的喷管只有一节，与机身连接处的缝隙很小，无法偏转。事实真的如此吗？中国的矢量喷管为什么一定是俄罗斯那样的呢？我们就不能有“中国特色”吗？那也太小看中国的研制团队了。

其实中国很早就开始研制矢量技术，下图是2003年刘大响在一次学术报告会上的发言，他说到606和624所研制的矢量喷管都已经上了台架，运转得非常成功。大家应该还记得此前的一期谈到，在李华明院士的资料中，我们的矢量喷管的部件是累计工作216小时无磨损，寿命比国外的同类产品要长几倍。我们有什么理由还去进口俄罗斯的呢？

下面这幅江主席视察研究部门时，亲自操作矢量喷管的照片一定是在2004年之前拍摄的，照片中的扩张片，与中国航空研究院的内部展的图片上是一样的（箭头所指），这也与刘大响的上述发言是相吻合的。

我们先来看苏-35的尾喷口是如何实现矢量偏转的，下图是苏35在航展上的表演，我们会发现右喷管箭头所指的这个位置是向左偏转的，那么这个位置是在什么地方呢？它就是拼图（下）里的“2”所标的位置，而“1”所标的是一个“可偏转的环”，也就是说，苏-35发动机喷管的偏转动作是由“1”和“2”这两部分共同完成的。中国设计的是在控制环之后只有一节，从117S的控制环(“1”)看，它转动时所需的空间很小，同理编号2101的歼-20上，发动机与机身蒙皮连接处的缝隙不大，但仍然不影响喷口的偏转。

下面拼图（上）是凤凰台介绍中国矢量喷管的新闻视频，左截图上的操控台有中文标识，与拼图下是吻合的，视频中用了几个俄罗斯117S的镜头，但中国研制的矢量喷管的扩张片与俄罗斯的不同。

看下面拼图，因为结构和原理不同，所以整个装置的长度也大大缩短了，这就是为什么八股里讲到我们的重量比国外同类产品轻得多。

那么“结构不同”的具体表现在哪儿呢？看上下面两个拼图：图中的A9矢量控制环是关键，它由间隔120°的三个动作筒驱动做全方位（360°）偏转，A9矢量控制环又通过拉杆、支座、扩张片来实现发动机喷管的矢量偏转。具体原理请仔细看图中的文章再慢慢理解，简单地说就是这个A9矢量控制环之后便是扩张片。这个控制环的长度很短，偏转角不大，所以我们从上图所看到的2101机的发动机，与机身蒙皮之间的缝隙很小。

我们的这个设计的巧妙之处是：(1)虽然A9矢量控制环偏转角不大，但是通过拉杆和支座，使得尾喷口的偏转角度得到了放大，而且A8收敛调节环也参与矢量偏转的动作，(2)A8环是在A9矢量控制环的内圈，这样整个结构就显得很紧凑。这也是我们的矢量装置比俄罗斯的短和轻的原因，根据资料我们的偏转角是正负20度，俄罗斯的仅有正负15度。中国的矢量喷口不仅设计轻巧、重量轻，偏转角更大，寿命还长得多，如果还认为要去进口俄罗斯的，真不知道是什么逻辑思维，除非是在装睡。

中国的矢量喷口技术研究，不仅设计巧妙，材料和加工工艺也做了深入的研究。（下两图）

 

 

为歼-20研制的涡扇十五是推重比十的发动机，2006年已经正式立项（下图），2011年的一篇黎明表彰员工的八股里，曾提及四代发动机提前交付试验，我们有理由相信歼20已经用上了涡扇十五，否则之前的试飞工作又要重新来一遍？

注意看下面拼图里的几款发动机，加力室的火焰稳定器的结构是不同的，也就是说，这款新型发动机既不是太行，更不是三姨夫，而它的喷口扩张片的外观与早期架歼-20是相同。综上所述，歼-20已经用上了涡扇-15，而且是比俄罗斯更先进的矢量喷口。至于有些人坚持说是毛发，那就让他们自娱自乐好了。