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F-22用F-119-PW-100发动机的性能推断
2008-10-5 9:32:34阅读次数: 44

F-22F-119-PW-100发动机的性能推断

           F-119-PW-100 的性能是美国空军高度保守的秘密。在Jane'sPrattWhitney公司的公开网址上除了最大加力推力35000的参数外,其它一律不得而知。

        不过对于美国这样的国家来说,高度保密的东西一般说来是因为它没有什么优势可言。

    大家记得在七八十年代F-100 的性能是公开大吹特吹的。F-16 上的AN/APG-66F-15 上的AN/APG-63F-14 上的AN/AWG-9F-18 上的AN/APG-65的探测,跟踪距离是见诸各杂志的。那时美国以为它保险地拥有对苏联20 年的技术差距,所以发动机,雷达上的性能介绍都毫无保留。

        但是八十年代末前苏公开化后公开的发动机如 D-30D-90AL-31,雷达如N001Zhuk 系列使美国意识到美俄技术差距根本没那么大。很多地方如AL-31 的涡轮进口温度,耗油率指标,N001探测距离等比美国同类产品要高,就逐渐地也学会了保密。各位谁见过公开的AN/APG-68-70-71-73-77的性能数据?

     首先涵道比。根据文献(1)F-119-PW-100 的涵道比是0.2。与Jane's报导的0.48 大不相同。我们认为0.2 比较可信。这和超音速巡航对发动机的要求一致。

        超音速巡航一般要求小涵道比发动机或者干脆涡喷发动机。小涵道比发动机非加力油耗较高,但加力油耗较低,这一点可以清楚的从PW-1120 PW-1129 的比较中看出。

        这也与 F-22所要求的非加力超音速巡航一致,因为如果涵道比大,在相同的总推力下非加力推力就得减小。而这与非加力超音速巡航相抵触。所以其涵道比应该小于F-100-PW-129A 0.36。而0.2 我想是个非常适合的数字。这个数字也与公布的 F-119 的剖视图接近。

 

        2。非加力推力。

 

        我估计在 115 125千牛之间。道理比较简单。涵道比为0.36 F-100-PW-129A来说其最大干推力尚能达到98 千牛,涵道比为0.2 F-119 的最大干推力就应该为 110千牛,因为两者的最大加力推力一样,同为 156千牛。这是因为核心机的单位流量推力大大于外涵道的。另外文献(1)提到 F-119 的核心机流量是F-100-PW-100 的两倍左右。这样的话最大干推力就应为120千牛左右。还有,F-22 不开加力,而仅仅使用最大干推力就能飞M1.6,这一点也说明其推力应至少到 115千牛量级。

        3。油耗。

 

        作为小涵道比发动机,最大非加力油耗应该比同等技术的涵道比0.7 1左右的涡扇机高,而加力油耗较低。对比与 F-119技术最接近的F-100-PW-129,参考PW-1120 的加力油耗,并考虑到F-119 涡轮进口温度会适当提高,我们估计非加力油耗0.75-0.8Kg/小时Kg 力,而加力油耗1.8Kg/小时Kg 力。这个数字0.75-0.8Kg/小时Kg AL-31 0.67 高出 15%,部分解释了为何F-22机内载油多 SU-2720%,作战半径却少100公里。

 

        4。涡轮前温。

 

         由于F-119F-100-PW-220 等新近采用了单晶叶片和气膜冷却,估计应为 1700-1750K

        5。最大流量 

        以核心机流量两倍于F-100-PW-100 的核心机为基准,参考两者涵道比,最大流量为 145Kg/秒,这与 156千牛的最大加力推力匹配很好,同时加深了我们对前面几组数据推测的信心。

 

        6。重量。

        这是一个答案出乎人意料的问题。表面上看,F-119采用了级数很少的压气机,涡轮,采用了合金 C钛压气机静子,喷管,并且风扇,压气机采用了整体式的叶片-盘结构,减轻了重量,所以重量应该不大。但是该机有一个我认为败笔的喷管设计,既不能两维运动,也大大增加重量,还导致推力损失。F-100-PW-129A 的重量是1860公斤,F-119核心机在其基础上因为减少的压气机涡轮级数会减重40%,但加大的约 25%的流量会加重25%,整体盘-叶设计减重5%,合计核心机减重约 20%,也就是说若非因为喷管,整机应该减重约13%,使F-119推重比从 F-100-PW-129A 8.56提高到 9.8 10,正好是欧洲采用同等技术的EJ-200 的推重比。但是这个累赘的 “二元”喷管设计将增加重量估计140-200Kg,使F-119 的重量恢复到约1800-1860Kg,推重比降为8.6-8.7

 

                              JAS-39 的风格

 

           世界上能自行研制歼击机的国家并不多,有数的几个国家中以色列、日本都是抄袭别人的作品;国产的歼八Ⅱ也是刚刚褪去了“米格”的影子。特别是第四代战斗机中除美俄外只有法国和瑞典分别研制了阵风和鹰鹫。尤其是瑞典以一个中小国家的技术和产业基础在不伤害国民经济的情况下研制出如此出色的战斗机,实在是难能可贵。

        JAS-39 鹰鹫设计理念不同于 F-22和苏-37,它是可以随时执行多种军事任务的基础上既可以独立作战,亦可多机编组,还可以与其它机型混合编队。所以对于地面上的 JAS-39来说经过几分钟的改装调试就可以出动执行巡逻、侦察、截击、对地攻击等不同任务,颇象是十项全能运动员,而空战只是它诸多强项中最突出的一个。

        JAS-39 机体小巧灵活,目视格斗时颇占先机,为了进一步突出这一优势JAS-39选用了世界独创的全动式鸭翼,从而创造了非凡的机动性能,由于起飞时全动鸭翼可提供辅助升力;降落时又可以充当减速板,所以JAS-39 的短距起降性能也非常出色。

        制造战斗机有三大困难,电子系统就是其一,JAS-39拥有三台机载电脑,分别支持一部直角显示屏,三部显示屏为驾驶员提供了全部信息,通过内部驱接系统,当其中一台失效时另外两台可以代替失效显示屏显示信息,丝毫不影响作战。

        JAS-39 的重量约为F-22 50%、造价约为F-22 25%,而综合作战能力却为F-22 60%,即使把后勤保障等需求计算在内,其性能价格比亦十分可观。虽然 JAS-39 载弹量不大,作战半径也有些不足,但是对于领土面积与瑞典相似的国家来讲选择 JAS-39远比 F-16和米格-29 合适。

 

                            MLRS 多管火箭系统

 

           M270 多管火箭炮系统 (缩写为MLRS)是由美国陆军牵头,美、英、法、德、意多国参与研制的一种压制武器,主要用以填补身管火炮和战术导弹之间的火力空白,1983年正式交付美军,现已作为制式武器装备北约部队。由于MLRS 具备众多优异性能,所以它堪称为当今世界上最先进的火箭炮。

        整个MLRS都装在履带式底盘上,具有良好的机动性。利用极完善的计算机化火控系统,MLRS 最适宜于运用 “打了就跑”的灵活战术。铝合金装甲车体为乘员提供了防核、生、化的 “三防”功能。MLRS 的乘员仅有3 人,其操作高度自动化,再装填方便快捷,据称在紧急情况下 1人即可完成大部分任务。

        每门M270 多管火箭炮装有两组共 12发火箭弹以海湾战中所用的M77式双用途子母弹为例,该弹口径227 毫米,长397 ,重310 千克,射程达32 千米。每发火箭母弹内装M77 式反装甲杀伤子弹644枚,配用遥控装置电子引信,可在目标上空762 处抛射出M77 式子弹。每枚子弹重023 千克,具有穿透 100毫米厚装甲钢板和杀伤人员的双重能力。

        多管火箭炮系统的弹药种类繁多,除了前述的M77 式双用途子弹母弹外,还有布雷弹 (一次齐射可撒布AT2反坦克地雷336枚,形成长 1000400 的雷场),以及 “萨达姆”(SADARM)末端制导弹药和二元化学弹。相信在不久的将来,这个弹药家族还会增加更多成员。

        其实,MLRS 不单是火箭发射车,它还可以发射导弹——— “陆军战术导弹系统”(ATACMS)。这是一种短程地对地弹道导弹,射程150千米,每枚导弹携带956 M74 式子弹药。MLRS 只要稍加改装就可以用2枚导弹代替 12枚火箭弹,藉此大幅度提升射程及准确度。

        在海湾战争中,共有201MLRS 投入使用 (美军189辆,英军 12辆),共发射9660 M77 火箭,这些火箭共对伊拉克目标射出约622万枚致命的次弹药。一位英军MLRS 炮兵连 (拥有12辆发射车)连长称这种发射系统是 “方格终结者”,因为,MLRS 有能力将标准军用地图上的一个方格地区 1平方公里)内的有生力量完全摧毁。

        在海湾战争初期,MLRS 主要被用于攻击向联军部队开炮的伊拉克火炮,也就是执行反炮击任务。一旦伊拉克火炮开火,美军部署在前沿的Q37 炮火追踪雷达即可迅速地把敌军的发炮位置解算出来,当敌人第一发炮弹尚未落地之际,其位置资料已在美军数据网络中传至MLRS 系统的火控系统里,几秒钟之后,报复的火箭弹就会划破天空,准确地向敌人飞去。

        战争末段,MLRS 则被经常用于杀伤溃逃的伊军人员或车队,当美军侦察飞机发现目标后,就会立即将资料向联军指挥中心报告。只需一分钟不到的时间,MLRS 发射的火箭弹就会在毫无掩护的伊车人员或车队上空抛洒出大量子弹药。一门多管火箭炮一次齐射耗时约50 秒即可以将总共 7728枚子弹洒向目标区域,覆盖面积 60000 平方米 (相当于6个足球场大小),火力极其可观。难怪死里逃生的伊拉克士兵将MLRS 的火力空袭形容为铺天盖地的 “钢铁雨”。



 
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