【军武次位面】作者：乐乐
作为全球唯一真正在量产的重型隐身战机，歼-20一直被视为中国空军崛起的标志，但受制于早年薄弱的技术积累，动力还有不小的缺憾。即使在几个月前曾传出第四代涡扇-15上机的消息，但矢量推力装置的缺席，还是让歼-20在超机动性上，与F-22A、苏-57存在一些差距。虽然说歼-20的大航程、优秀航电特性，使得这一问题并不突出，但依然很让人期待最终的解决方案。
▲歼-20的机动性问题并不是很明显
矢量推力听起来是个挺厉害的东西，事实上它也确实很厉害。所谓矢量推力，就是将原本“直来直去”的发动机尾流，变成可控的偏转喷气流，从而增加战机的操纵性，特别是失速状态下的操纵性。80年代末，当时的西德和美国联手发展了著名的X-31技术验证机，来验证推力矢量控制和过失速机动。经过一段时间的试验后，X-31能以超过当时任何常规飞机的机动性完成极限飞行。其最大可操纵迎角达76度，而普通战斗机则只有28度左右。最后与美国海军F/A-18的对抗演练中，X-31更是以78胜、8负、8平的战绩，吸引了美国空军高度注意。之后，以X-31项目积累的数据为基础，美军新一代F-22A隐身战机，成为全球第一款真正应用矢量推力技术，以超机动性实现性能跨越的战斗机。
▲X-31超高操纵迎角特性在当时极为震撼
当然，矢量推力技术的收益虽然惊人，但其需要的代价也不低。X-31搭载的F404-GE-400发动机尾端，安装了三片推力导向片（可以进行正负10度范围内的偏转），并搭配数字控制系统，以实现更高水平的操纵性能。其中三片导向片的基材是超耐高温材料，可以在1500摄氏度的环境中长期稳定工作，而配套的数字控制系统开发难度也很惊人。到目前为止，全球仅有美俄被认为真正掌握且利用了这一套技术，其中前者除了应用到F-22A上，还以其为基础，在F-35B身上实现了垂直起降战机质的飞跃。而俄罗斯则以早年出口印度的苏-30MKI为起点，逐渐积累数据和使用经验（最早期苏-30MKI矢量喷口寿命只有不到50小时），又经过苏-30SM和苏-35S的大规模生产检验，最终在苏-57身上达到顶点。
▲F-35B的尾喷口设计非常独特
制作工艺存在明显短板的苏-57隐身性能不过关，航电更是众所周知的弱点，最依仗的就是其深厚的矢量推力技术积累。俄军希望在地面雷达和S-500等远程防空系统的支持下，苏-57能以超机动性将对手拉入自己擅长的近距格斗，并战而胜之。当然，这是在占据本土优势的防守作战中，进攻并不是苏-57的强项（对手装备有隐身战机时）。在美俄开始将矢量推力技术实用时，中航工业还在想尽办法完善歼-10，无力去搞这种高端项目。歼-20首飞后，航发技术的薄弱也限制了矢量推力技术的发展，直到涡扇-10B基本成熟时，才将一架歼-10B改装为TVC推力矢量验证机，并在2018年珠海航展上，完成了精彩的飞行表演。
▲歼-10BTVC推力矢量验证机惊天一飞不知让多少人落泪
根据后续官方展出的资料，歼-10BTVC推力矢量验证机，搭载的是国产涡扇-10A全向推力矢量型，这与俄军苏-57属于同一技术方向。不过，在2022年珠海航展上，又出现了以涡扇-10为基础，发展的二元推力矢量型，这是F-22A所应用的技术。从理论上来说，全向推力矢量技术不受偏转方向限制，潜力更大，但一个很要命的问题是，其隐身增益明显低于更简单的二元推力设计。后者虽然只能进行俯仰偏转，但其矩形喷口却能使冷空气和高温尾流充分融合，降低战机的红外特征，同时对减弱战机后体阻力和后侧向雷达反射截面积，也有显著效果。如果再考虑到，二元推力设计产生的垂直飞机轴线附加力矩，结合先进的气动设计和飞控系统，同样能拥有可观的超机动性，未来歼-20究竟使用哪种构型还很难说。
▲苏-57的全向推力矢量路线未必就适合歼-20
相比之下，另一种矢量推力的应用则没有争议——歼-16、歼-10C甚至是歼-15，未来换装矢量推力发动机。这些国产战机换装涡扇-10矢量型的技术门槛不大，收益也很明显，特别是其服役时间普遍不长，剩余寿命久，在中期大修时升级发动机能显著改善其机动性，即使达不到歼-20的水平，也能大幅提供操纵品质。像美国在90年代初，就曾改出一架F-15S/MTD矢量验证机，实际验证发现，其滑跑距离较普通F-15缩短了38%（最短仅有146米），降落滑跑距离则因为反向推力的使用，缩短了63%（最短仅有416米）。只不过后来因为冷战结束后大环境缓和，以及F-22A和F-35的问世，则没有大批应用。
▲歼-10C未来有加装矢量推力装置的可能
国内面对的环境和局势与美国空军截然不同，大规模改装的意义重大，只不过在已服役的战机上进行这种改装，目前只能使用全向推力矢量技术。这主要是因为其气动布局已经固定，无法满足二元推力矢量装备的安装需求。总的来说，矢量推力技术对现代空战至关重要，国内在这一领域的突破，为国产战机的改装和升级，提供了技术基础，甚至可以按照最优效果挑挑拣拣，这是以前所不能想象的。现阶段歼-20基本型虽然服役数量不少，但其更强大的演变改进型号——双座型、涡扇-15升级型、完整矢量推力型，都已经在发展或筹备中，未来形成的繁盛歼-20家族，也将成为空军手中最强的空中国防力量。
