歼20刚服役时装备的是矢量推力发动机吗？

J20发动机尾喷口和机身锯齿之间的间隙上下并不一样宽

J20在试飞后期和服役时装备的发动机型号其实很早就官宣过。2011年年底央视七台在新闻里就说过，J20试飞使用的是WS10B发动机。并且航空工业官方公众号也官宣过J20在试飞阶段就已经装备矢量推力发动机。央视当年新闻视频链接我们放在本文末尾。

J20在试飞后期就已经开始装备矢量推力发动机

我们在2019年的文章里也谈过这个问题，认为J20服役时发动机尾喷口就是矢量喷口。但是无奈至今仍然有很多人坚持认为J20使用的是AL31FN发动机。那我们今天就再说说这个话题。

其实尾喷口和机身锯齿之间的间隙两侧不一样宽的照片非常多

题图的照片上我们可以明显地看到，J20发动机尾喷口和机身锯齿之间的间隙上下并不一样宽。这个就是J20发动机尾喷口采用矢量喷口的一个非常直接的证据。正所谓眼见为实，但是很多人就是坚持认为这个尾喷口长得和AL31FN一模一样。那我们就来分析一下，为什么通过对这个缝隙分析，就可以知道尾喷口是否是矢量喷口。

真正的AL31FN在机身上安装是不会出现很大缝隙的

从上图可以看到真正的AL31FN在机身上安装不会出现很大缝隙的。有人可能会说喷管可能处于扩散状态下，如果喷管处于收敛状态下会不会有缝隙呢？答案是也不会有。

即使喷管收敛状态下和机身之间也不会有缝隙

即使喷管收敛状态下和机身之间也不会有缝隙，留下这个缝隙容易让外部灰尘进入机身内部，就是水汽进入也是不允许的，因为容易造成内部零件腐蚀。所以在维护飞机的时候会对机身内的空气除湿。而我们在J20的身上就能够明显地看到在机身锯齿和尾喷口之间有缝隙。而且这个缝隙不管喷管收敛还是扩散都存在。并且在径向各方向上缝隙的宽度是等宽的。

只要喷口不偏转 无论喷管收敛还是扩散在径向各方向上缝隙的宽度是等宽的

上图中J20的一个喷管是收敛的，另一个是扩散的，但是无论喷管收敛还是扩散，在径向各方向上缝隙的宽度是等宽的。只是扩散状态下缝隙要比收敛状态下略小，不注意观察可能不会注意到。这是因为喷管扩散状态下弹性元件有所扩张，弹性元件就是尾喷口外调节片前面的那一排有弹性的密封片。

这张图应对于前一张照片中右侧喷管的工作状态

上面这张结构简图对应于前一张照片中右侧喷管的工作状态，此时矢量喷口没有偏转，所以机身锯齿和尾喷口之间在径向各方向上的缝隙宽度是一样的。也就是图上黄色圆圈内的缝隙和下面红色圆圈内的缝隙一样宽的。

这张图对应于前一张照片中左侧喷管的工作状态

这张这张结构简图对应于前一张照片中左侧喷管的工作状态，此时矢量喷口没有偏转，但喷管处于收敛状态。所以机身锯齿和尾喷口之间在径向各方向上的缝隙宽度是一样的。也就是图上黄色圆圈内的缝隙和下面红色圆圈内的缝隙一样宽。从前面两张结构简图可以看到，只要尾喷口不偏转，无论喷管处于收敛还是扩散状态下，尾喷口和机身锯齿之间的间隙在径向各个方向上都是一样的。从结构简图上看两个尾喷口和机身锯齿间的缝隙似乎有比较大变化，。但实际上从机身后方往前看，我们只会看到两个尾喷口和机身锯齿之间的缝隙没有太大区别。

如果尾喷口偏转 机身锯齿和尾喷口之间的缝隙在径向上就不一样宽了

如果在尾喷口偏转状态下，机身锯齿和尾喷口之间的缝隙在径向上就不一样宽了。如上图中黄色圆圈和红色圆圈内所示。于是我们就能看到J20的喷管处于偏转的状态下。

这张照片显示的是喷口下偏的情况

上面这张照片类似前一张结构简图上的状态，只不过照片上尾喷口是下偏，而结构简图是上偏，道理是一样的。

J20使用的轴对称矢量喷管的基本结构

上图就是J20使用的轴对称矢量喷管的基本结构。可以看到喷管基本上分两层。外层由A9环控制，在作动筒的推动下整个尾喷口可以向发动机轴线任意一侧偏转。而A8环控制着尾喷管内收敛片和扩张片的偏转，并可以对喷管喉道的截面积进行调节。

J10B TVC验证机用的尾喷口和J20使用的尾喷口类似

其实2018年珠海航展上做超机动飞行表演的J10B TVC验证机用的喷管和J20用的也是类似的。只是喷管外调节片的末端结构有所不同，可以进行更大自由度的调节。这样设计可能是为了尽可能避免推力损失。

J10B TVC的尾喷口也是在A9环的推动下整体偏转的

J10B TVC的尾喷口也是在A9环的推动下整体偏转的，注意上图中黄色圆圈内所示。尾喷口的A9环是被前面的弹性密封片盖住的。当尾喷口偏转一定角度时，A9环的宽度看起来两边不一样宽了。

如果A9环的偏转达到一定程度会露出一个缝隙如图上红色箭头所示

如果A9环的偏转达到一定程度，前方的弹性密封片会无法完全盖住A9环，会露出一个缝隙如上图红色箭头所示。当然，对于科研性质的验证机来说这是无所谓的。如果是在J20战斗机上肯定要使用机身锯齿完全遮盖起来。因为缝隙会带来明显地雷达散射，对隐形非常不利。J20的尾喷口和机身锯齿间之所以坚持要保留一个缝隙，就是给尾喷口偏转预留空间，否则尾喷口会碰到机身锯齿。明白了前面的原因，大家很容易就能判断出，下面这张照片上WS10C发动机的尾喷口就不是矢量喷口。因为尾喷口和机身锯齿之间完全没有缝隙，尾喷口就完全没有偏转的空间了。

WS10C发动机的尾喷口目前还不是矢量喷口

最后我们再来说说，J20的矢量尾喷口为什么长得那么像AL31的尾喷口。主要原因是当时太行发动机采用的是引射喷口，就类似上图中WS10C的喷口一样，只是没有锯齿结构。整个喷口是分两层，有两套驱动机构驱动，并可以分别动作。这就导致喷管结构非常复杂，想要在这个基础上改装出一个矢量喷口技术难度很高，而且动作可靠性可能成问题。而且双层喷管之间的缝隙对尾向的RCS有很大影响，因为这个缝隙比较接近战斗机火控雷达使用的X波段雷达波的波长。并且引射喷管内壁上还有很多细碎的小零件，这些都会产生强烈的雷达反射。所以太行发动机的尾喷口就完全不适合拿来改装矢量喷口。

珠海航展展出的配备三维矢量喷口的WS10B

而我国在引进AL31FN发动机的大修线时，曾经大量仿制过AL31FN发动机的零部件。对AL31FN发动机的尾喷口已经非常熟悉了，这个尾喷口在结构上已经非常接近上面AVEN轴对称矢量喷口的结构了。而且尾喷口里面也没有那么多细碎的小零件。所以最简单的办法就是把AL31FN发动机的尾喷口拿来改造一下，直接就变成了J20使用的矢量喷口了。

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