簡單來說,這項技術就是讓飛機能根據實時飛行工況,包括速度、高度、大氣密度,自動調整以達成最優效率,本質是系統工程對細節的精準把控。
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對比傳統設計就能看出優勢,比如傳統殲-20的油液壓系統存在數百上千公斤的死重,而五代機整機供電僅100多千瓦,這套系統卻要占用兆瓦級發電量,本質是引擎軸馬力分配不合理,給發電的少、給油液壓的多。
這種老設計不僅耗費大量系統死重和能源死重,液壓系統的性能上限甚至難以應對殲10矢量機型的大過載。
F-22采用這類傳統設計,核心是受八九十年代的思路和技術限制。當時飛機缺乏成熟的電控管理設計,研發重點集中在發動機、雷達、隱身和機動性上。
西方雖然早提出信息化概念,但如今的發展高度遠不及我們重新定義的信息化體系化標準,其信息化發展就算沒停滯,也明顯缺乏后續重視。
這種技術發展的滯后性,在另一項關鍵技術——DSI進氣道上,表現得更為突出。
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DSI進氣道并非新鮮概念,格魯曼早在50年代就曾在F-11和十字軍戰機上探索過,但受限于當時計算機模擬風洞技術的不完善,這項技術只能停留在“有概念”的階段,無法實用化。核心問題在于DSI進氣道的固定不可調性,導致它只能在特定馬赫數區間內優化。
即便到了90年代中期,DSI型F-16也仍處于技術測試階段。國內近期有言論稱DSI進氣道無法實現高超音速,最大速度僅1.6馬赫,這其實是對西方90年代研究成果的片面引用,忽略了技術的后續發展。
早在十多年前,殲-20方案就有過2.6馬赫的理論設計,只是這個理論設計需要承擔飛機報廢的風險。
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很多西方提出的研究方向,后續發展都陷入滯后,正如俄羅斯所說,我們實現了技術的再發展,形成了與原版不同的中國脈絡,而且我們的發展速度更快、質量更好。
以DSI進氣道為例,西方研究了70年仍未完全掌握,如今最先進的F35,其DSI進氣道仍只能在特定速度區間優化,核心原因是科研實力不足,缺乏風洞設備和海量計算實驗樣本。
而我們對DSI技術的研究僅20余年,卻已完成三次技術迭代,如今已成為我軍戰機的標志性技術。這種迭代速度的差距尤為關鍵,西方是30年換一代,我們是10年換三代,這種速度在全球范圍內都無對手。
我國的DSI技術研究起點清晰,最早源于航空學報刊登的南京航空航天大學項目。2004年,該項目獲得空軍五年預研資助,開展F-35 DSI進氣道逆向研究,正是這次研究讓我們掌握了F-35的核心設計。此前國內雖有“棒式進氣道”相關研究,但缺乏對比參照,這次逆向研究完成了關鍵的交互驗證,這也是俄羅斯認為日韓可向我們獲取F-35內置彈艙數據的原因。
我們的第一代DSI技術成果率先應用在梟龍戰機上,從軍方回憶錄能看出技術推進的速度:2003、2004年間,梟龍01、02、03號機短短幾個月內相繼出現,而04號機因搭載多項新技術和外形改進,研發周期更長。
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2006年,采用DSI技術的梟龍04號機正式亮相,可見我國戰機技術發展是環環相扣的體系化進程,任何環節的缺失都可能導致關鍵信息斷層。
DSI技術的核心優勢在于解決附面層亂流問題。高速氣流與機體摩擦會產生紊亂氣流,就像船體破浪時的浪花,這種亂流會導致發動機喘振、啞火甚至損壞葉片。
傳統加萊特進氣道及帶開縫的附面層隔板,本質是通過復雜笨重的結構切除亂流,不僅增加飛行阻力,還是強烈的雷達反射源,這是西方在技術不足下的妥協。
而我們的DSI技術不斷升級,第一代有附面層亂流打孔陣列,與F-35同代;第二代已取消吸孔設計,讓西方困惑不已;第三代更是突破固定設計的局限,解決了進氣匹配問題。網傳DSI無法適應高速飛行的言論,是源于殲36采用加萊特進氣道的片面解讀,屬于先入為主的錯誤判斷。
我們的技術突破核心在于柔性可變蒙皮,這是楊總師提出的關鍵技術,也是西方難以理解的領域。殲-20的DSI鼓包就具備柔性可調節外形,后續采用DSI技術的殲-36更是直觀展現了這一技術:雙翼的氣動減速板是無縫柔性可變蒙皮,尾噴下護板可上下俯仰,實現了三元矢量功能。
這種技術融合與升級,正是我們超越西方原版技術的關鍵——同樣的技術,西方是手動,我們是自動;西方是固定,我們是柔性可變。
F-22和YF-23的矢量與下護板技術,在我們這里實現了融合升級,三臺發動機尾噴都采用YF-23的下護板遮蔽,且護板具備柔性可調功能。
這類技術的實現,離不開大量的模擬計算和上機測試。殲36一號機先用加萊特進氣道展開測試,正是為了積累數據。也正是這些自下而上的技術突破,讓殲36三發機型能在全域速度、高度下達成最優飛行效率。
這種突破傳統的設計,標志著全球戰機技術進入“向中國看齊”的時代。回望殲-20的研發歷程,2000年前后立項時,我們面臨著第二島鏈的壓力和有限的研發實力,殲-20是當時抗衡F-22、F-35的最優選擇。
而2014~2016年進入技術裂變期后,我們對智能化、全電技術的認知突飛猛進,在殲-20緊張入列的同時,開啟了真正符合未來需求的戰機研發,如今我們已經明確了兩款新一代戰機的發展方向。
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