2017年10月18日,俄羅斯國家技術集團官網報導莫斯科市長參觀“禮炮”發動機工廠的新聞,照片中出現一種前所未見的矢量噴嘴。俄羅斯網絡盛傳這便是傳說中的蘇-57第二階段發動機——“30型”,但官方新聞上并沒有明確說。
那么,這個前所未見的噴嘴是不是用于“30型”的呢?今天,北國防務(微信ID:sinorusdef)特約撰稿人楊政衛就來說說這事。

首先,從披露的圖片來看,這個噴嘴是圓形截面,葉片內面有耐熱陶瓷涂層,而且尾端有鋸齒構造。這種鋸齒構造在現役俄制戰機的噴嘴中是沒有的,因此可以確定這是一種新型噴嘴。而且以這個噴嘴、后面的發動機、以及與人的相對大小來看,這是AL-31F大小的發動機與噴嘴。那么,一個用于AL-31F大小的矢量噴嘴,又有前所未見的鋸齒設計,除非是AL-31F的改型有用到,否則是“30型”的可能性就不能排除了。而有用到“禮炮”生產的AL-31F的戰機又可能有此需要的,只有中國的殲-10、蘇-27/殲-11家族,甚至是殲-20。
第二點,這個噴嘴是“克里莫夫式”。克里莫夫式矢量噴嘴是藉由每個葉片的活動來實現三維轉向,米格-29OVT的噴嘴就是克里莫夫式,轉動速度高達每秒60度。當時。這種層次就已算是第五代噴嘴。而在早期第二階段五代發動機的分工中,噴嘴部分正是由克里莫夫設計局負責。
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只是“30型”是“土星”設計局負責的,而且現在還在研發測試階段,這個發動機應該會出現在“土星”的工廠,也就是烏法發動機生產聯合體(UMPO),怎么會出現在“禮炮”的工廠呢?
2000年代初,“禮炮”本來自立門戶要與“土星”競爭五代發動機主導權,他們與中央發動機研究院(TsIAM)以及克里莫夫設計局合作,發展出AL-31F-M系列,上面的矢量噴嘴就是克里莫夫式。后來在俄羅斯政府介入下,雙方以合作替代競爭,變成負責各半的局面。也因此如果“30型”出現在“禮炮”的廠房,并非完全不可能,但是確實也有違研發常理。

當然也可能是刻意展現給市長看,表示“本公司有在做第五代發動機”,畢竟莫斯科市長管轄范圍很大,幾乎主要軍工業都在莫斯科市內(莫斯科市的版圖大概就是一個省或一個州),在軍工業發展上關于土地、基礎建設這些,都需要市政府的支持,之前T-50-7地面試驗機也是有邀市長參觀。這次莫斯科市長之行,正是與俄技集團高層進行相關的談判。
既然談到矢量噴嘴,就再來談一下“土星式”與“克里莫夫式”的差異。克里莫夫這種噴嘴藉由驅動每個葉片去實現轉向,可以輕易地實現三維轉向。而土星式的是整個噴嘴一起活動,這種設計比較簡單,例如矢量控制期間基本上不會影響噴嘴內通道的截面形狀,因此對推進能力的影響就跟沒有矢量控制時幾乎一樣。而如果要三維轉向,土星式的可以用兩段式設計。

不過,實際運用上土星式噴嘴都是只有二維轉向,這與其應用端是蘇-27有關。蘇-27有尾椎,因此如果真的用三維矢量噴嘴,活動時就要想辦法避開尾椎,這并不困難,例如前面提到的AL-31F-M1也可以用矢量噴嘴,它曾搭配克里莫夫式噴嘴在蘇-27上試驗。只是不知道是土星方面,還是蘇霍伊方面想到了一種變通方法:二維仿三維。
也就是發動機噴嘴本身只能二維活動,但兩個發動機的噴嘴轉軸不要平行,而是外旋約30度,這樣一來兩個二維噴嘴就可以組合成三維矢量推力。這種設計的缺點是有些矢量推力會被抵銷,優點則是構造更簡單,不只是發動機噴嘴因為只要做二維而變簡單,飛機上的發動機安裝點的受力方向也因此變得簡單。而且更大的優勢是,可以適用于矩形噴嘴!