歼-31鹘鹰隐身战斗机能否使用WS-10B太行矢量发动机?

歼-31战斗机如今看来很有可能被选择为我国新一代的舰载第五代战斗机,毕竟歼-20作为舰载机还有很多不合适的地方,比如他的气动布局、尺寸、结构等,但是歼-31选择为第五代舰载战斗机,却面临着机体过小、航程不够等问题,这些问题都需要逐步解决。但是扩大机体,增加航程就必须要更换发动机,歼-31如今使用的RD-33和WS-13发动机推力不足,换成大推力的WS-10B发动机可以吗?答案是能,但是要大改飞机。

图为编号为31001的歼-31一号机。

歼-31战斗机是一种中型战斗机,虽然是先进的第五代战斗机,但是他的性能数据由于出口的需求,已经在珠海航展上予以公开了。该战斗机主要的特点是具备强大的超视距多目标交战能力和大离轴角全向攻击能力,并且具备优秀的隐身、气动和综合战场态势感知能力。机长17.3米,翼展11.5米,高4.8米,最大起飞重量为28吨,内油为7.2吨,在0.8马赫的巡航速度下,内油作战半径最大为1200公里(高-高-高飞行剖面),具备空中加油能力,加油后作战半径提高到1900公里。

图为歼-31战斗机的展板性能数据。

他的发动机最早是2台RD-33发动机,推力最大为8.1吨,军推5吨多;更换涡扇-13发动机后,最大推力是8.5吨,军用推力6吨多。在两台RD-33/WS-13发动机的帮助下,他具备最大1.8马赫的飞行速度,这一数据和F-35一致,但是作战半径和巡航速度都要高很多。他的最大实用升限为1.6万米,机动过载限制为+9g到-3g,和较为先进的第四代半战斗机一致,高于早期的四代战斗机。

他拥有全球所有五代机中,占据机腹面积比例最大的腹部弹仓,因此内部挂点多达6个,外部还有6个挂点,一共12个挂点,在执行对地袭击任务时,不考虑隐身突破的情况下,可以携带10枚精确制导弹药,外加2具副油箱。由此可见,作为一款中型战斗机,他比起美国F-35要稍强一些,主要性能都保持领先,比如机动过载限制、作战半径、挂载等,但是就是有一项不如F-35,那就是歼-31两台WS-13的最大推力之和为16吨多,但是F-35战斗机一台F-135发动机的推力就有18吨,差距很大。

图为歼-31最新出现的3号机。

未来,歼-31要想进一步增加侧弹仓,以此来增强战斗机的空战性能,就必须更换更大的发动机。为何非要有侧弹仓呢?上文我们看到,虽然他的腹部弹仓最多可以携带6枚空空导弹,但是腹部弹仓在高机动状态下是不能打开的。腹部弹仓投弹是一种自由落体式的投弹,空空导弹也是离开机体后才点火发射、飞向目标。试想,在激烈的格斗空战中,战斗机怎么可能随时有机会打开腹部弹仓来一个水平投弹?

何况,在高速飞行、大仰角飞行中,腹部弹仓一般不允许打开,他会突然的改变战斗机的内外气压,而打开的舱盖,就像是多了两个翼面一样,破坏战斗机的气动外形,这都是比较危险的。换言之,像美国的F-35、我国的歼-31这种没有侧弹仓的五代机,最好的空战方式其实是在远程交战中,依靠隐身和探测能力优势,率先锁定敌机,然后发射大射程的主动制导空空导弹,像远程标枪兵那样,射杀敌人。

图为歼-31的三号机,和1号机的主要辨别特征是垂尾的造型不同。

但是海军的舰载机必须要有能够执行多种任务的能力,要在性能上压过陆基战斗机一头,才能在有限的数量上取得质量优势。另外,海军舰载机还必须要有更大的内油航程,在低空突破的情况下,最好也有超过1000公里的作战半径,毕竟海军的舰载机不光是要制空,还需要远程精确打击,夺取制海权、支援地面作战。这两个作战任务都需要歼-31扩大机体,增加空间和内油。

放大机体、提高重量后,歼-31肯定全重超过30吨,步入了重型战斗机行列,那就必须要使用单发最大推力超过10吨的大推力发动机才能满足战斗机的作战所需,何况,作为五代机,本身就要在推重比上胜过四代机,发动机单发推力要超过13吨,才能实现压制传统四代机和四代半战斗机的飞行性能。

图为歼-31的CG模型,可见其机腹弹仓的面积很大。

我国有这样的发动机吗?有,那就是WS-10B发动机,单台推力为14吨,他是歼-20战斗机的主要动力,该发动机是在太行WS-10A发动机基础上改进而来,但是缩短了发动机的无故障时间和首翻时间、全寿命。不过,考虑到使用的是双发,WS-10B的600小时平均无故障时间也是可以接受的。

一旦换装了该发动机,增加了侧弹仓,扩大了内油,甚至对航电系统进行进一步的提升,换装我国全新的三面式有源相控阵雷达,那么歼-31也就不再是歼-31了,到时候他肯定会以全新的代号出现。目前,我国海军的003型电磁弹射航母已经快要建成了,预计未来3年左右时间肯定会加入现役,海军的第五代舰载机也必须要加快研发进程了,到那个时候,歼-31会用什么发动机,改成什么样,也就大白于天下了。

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这是一个常识性的错误,受到发动机推力制胜论的影响,认为发动机的推力越大,飞机的性能就越好,疏忽了一个核心问题是FC-31的设计定位是中型双发战斗机,而不是重型双发战斗机,发动机推力的增加,一定程度上意味着尺寸和重量的增加,双发中型机中推动力基本足够了,为何非要纠结于大推力发动机上呢?

涡扇-10B并不是矢量发动机,这又是一个常识性错误,歼-10B矢量验证机使用的矢量发动机并不是所谓的涡扇-10B发动机。未来矢量发动机将是现役三四代机改进升级的一个重要发展方向,但是并不意味着FC-31就能使用国产矢量发动机,毕竟目前国产矢量发动机是基于太行发动机发展的,对于FC-31来说太大了。

当前FC-31使用的是进口的俄制RD-33中推发动机,也就是米格-29使用的发动机,另外有消息称,国内中推发动机涡扇-13研发进度顺利,将成为当前FC-31的过渡性发动机。FC-31在设计上与美国的F-35战斗机基本一致,但其使用的我RD-33或者是涡扇-13发动机,在最大巡航速度以及升限等几项技战术指标上,已经比F-35要好,由此可见,当前的动力系统保证FC-31飞起来是没有任何问题的。

有很多信息显示,我国还在同步推进另一款性能更好的涡扇-19中推发动机的研制,毕竟涡扇-13是我国与俄罗斯联合研制的,其实就是RD-33的国产版本,其总推力约为8500公斤,而其最新的增推型号涡扇-13E的推力超过9吨,理论上能够赋予FC-31战斗机18吨以上的起飞推力,这个数据当前基本已经满足需求,同等的F-35使用一台发动机,其总推力当前也就是18吨左右,同时矢量喷管对于推力的损失也计算再内。

根据外界猜测,涡扇-19中推发动机的推重比有望超过10,总推力有望超过11吨,这就意味着什么,使用涡扇-19中推的FC-31战斗机的总推力有望达到22吨的水平,这远比F-35计划中的20吨得到显著提升,届时FC-31的整体作战性能将上一个全新的台阶。

倘若更换推力在13吨以上的大推力涡扇-10发动机,虽然纸面数字上推力得到提升,但同步带来的问题是发动机尺寸和重量的增加,意味着FC-31为了容纳涡扇-10发动机,整体机型尺寸必须要放大,当其空重增加之后,涡扇-10大推力的优势也就没有了,反而不利于提升FC-31战斗机的作战性能,只有不断的深入发展国产中推发动机才是王道。

未来,我国对于四代中推发动机的需求突破10吨级的基本要求,推重比介于10-12之间,方才对于国产战机的发展具有历史性的意义,否则中推换大推,实质上并没有多大的发展,还是停留在原地踏步,这不是国产发动机应该走的路子。