王亚男

2018年珠海航展上，装备TVC（推力矢量喷口）的歼10B进行了首次公开飞行表演，其中最为技惊四座的，当属曾经独属于俄制苏-27系列的“眼镜蛇”机动动作。当歼10B以较高的速度进入小坡度拉升并迅速调整机头仰角，30度、50度、70度、90度，直到接近110度时，人们才突然发现中国国产战斗机正在试图完成一个令人称奇的高水平机动动作。而这样的机动动作按照歼10固有的气动构型和操纵控制性，是相当难完成的。

看似简单水平高

要知道在很低的空速和大迎角状态下，普通战斗机传统的气动控制面的操纵效率会严重降低，即便飞机能够把仰角飞到最大，但此时静止不安定性所产生的控制有效性降低问题将显著出现，飞行员将难以将飞机仰角恢复到正常水平——特别是在高度较低的情况下，不能迅速从大仰角状态下改初将意味着极大的危险。

俄制苏-27能够完成眼镜蛇，其固有气动构型起到了很大作用，至少从110度仰角逐渐恢复到90度以下z前，飞行员并不能指望气动控制面帮太大的忙。但今天完成这个“眼镜蛇”动作的歼10B却有着不同于普通歼10的独门绝技，那就是那台能够进行偏转的TVC喷口。通过改变TVC喷口的指向，飞机可以获得传统气动控制面之外的额外控制力，而且是不受限于飞机姿态的主动控制力。即便在飞机处于过失速状态时，飞行员仍能够通过丁VC获得稳定可靠的有效俯仰或偏航控制，这等于为飞机进入过失速状态完成机动并顺利改初提供了超额保障。通过上下偏转TVC喷口，飞行员就能获得额外的俯仰控制力，这对于过失速机动极为重要。有了它，飞行员就敢于放手机动，做出普通战斗机难以企及的机动动作，把战斗机的敏捷性发挥到极致。

当TVC版歼10B的机头在空中跳出那个优美的蛇头摆动动作时，干万不要忘记，还有另一个独特的设计在暗暗助力，那就是歼10B全新的蚌式进气口设计，这种进气口通过一个精心规划的“鼓包”实现了对进气的预先调整，有效地去除附面层，在与前掠下缘的唇口配合下，能有效地提升战斗机在各种姿态特别是大迎角姿态下的进气效率。换个通俗的说法，就是保证发动机在更大的姿态范围内都能维持足够的“力道”，而不至于因为进气不畅导致“胸闷气短”，在最需要它发力的时候“疲软无力”。

TVC版歼10B能漂亮地完成“眼镜蛇”，已经证明它的发动机进气系统经受住了极端姿态下的严峻考验，这绝对令人振奋！说起来，TVC喷口的设计制造相当复杂，之所以航空强国纷纷竭力研究并应用这一技术，根本原因就在于此。

给力的国产第三代发动机

再来说说歼10日的发动机。虽然迄今为止没有任何消息宣布这台发动机的相关细节，但是依据中国航空装备科研的惯例不难推断，这台表现优异的航空发动机应该是国产的太行系列涡轮风扇发动机的TVC版。太行发动机，也叫涡扇10系列发动机，是国产第三代大型军用航空涡轮风扇发动机。太行发动机于1978年预研，1987年立项，2005年12月完成设计定型审查考核，历时27年，中间历尽艰辛。太行发动机是中国第一台具有自主知识产权的高性能、大推力、加力式涡轮风扇发动机，它结束了国产先进涡扇发动机的空白。太行采用全自动数字化控制系统，额定推力8吨，最大推力可达12吨甚至更高。太行，号称“天下之脊”，中国第一台大推力涡轮喷气发动机取名太行，其意义不言自明。

从飞机在珠海现场的精彩过失速飞行表演动作判断，这台太行TVC发动机应该是数年前就已经开始研发，在表演前做过充分的测试，科研人员已经取得了足够的数据，对这类过失速机动动作有着充分的自信，否则决不会让一架测试机在公众表演时实施这类过失速机动——主战装备的测试机进入公众表演，这本身已经开了珠海航展的先河。不少人以为，“凭借”太行最大12吨级的推力，再加上这个可以偏转的轴对称矢量喷管，就能够让歼10日完成这些令人目眩的动作。那样想真是太简单了。

飞-发一体化控制技术

让一台发动机的喷管能活动，这个问题本身不算难。难的是在增加了活动部件后，整台发动机的重量和体积不允许有明显增大，发动机的推力指标不能受到显著影响，发动机的可靠性也不能因为这种改装工作被降低。这还不算完，更难的问题还在后面。就算前面这些问题都解决了，那还有一个至为关键的难题。在专家们口中，这叫做飞机-发动机一体化控制技术，简称“飞-发一体化控制技术”。简单些说，就是让发动机要乖乖地听飞行员的操纵指令，而且要听懂，并做出最为迅速的响应。

在歼10B战斗机里，飞行员的控制指令是通过操纵杆、幽门杆和脚踏板来输入的，那么发动机就要从这些输入信号中分析出飞行员究竟是要做什么，并把飞行员的操纵目的转化成自己的动作语言，根据飞行员的输入对喷管的偏转方向和角度做出调整，同时也响应调整自己的推力大小。要让发动机做到这一点，那必须依靠先进的飞-发一体化控制手段，这涉及到大量的飞行控制软件程序的编制，而且飞机在过失速状态的控制方法，往往是非常規的，完全不同于正常飞行的飞机，要教会发动机在一个难以预测的姿态范围内乖乖地而且聪明地帮助飞行员安全高效灵活地控制飞机，这对于科研人员是极大的挑战。但无论如何，中国的科研人员和工程技术人员们已经取得了阶段性胜利。