米格29為什麼老噴黑煙？嚴重影響殲31、梟龍實戰

【空軍世界網站原創】在珠海航展上，俄羅斯勇士與雨燕表演隊的蘇-27、米格-29戰鬥機進行了精彩的混合編隊表演。

無奈這米格-29在表演中再次噴出了滾滾濃煙，身旁的蘇-27卻沒有明顯的噴煙痕迹（下圖）。

在互聯網上，許多文章提及這與米格-29使用的RD33渦扇發動機直接相關。準確的說，這一噴煙現象，實際上與RD33、RD93渦扇發動機家族的固有內部結構有直接關係。

【空軍世界網站原創】以RD33（RD93是它的改進型，用於梟龍、殲31、米格-29改進型等等）為例，它固有的短環形燃燒室、離心式噴嘴，產生了這一噴煙問題。首先要強調，這一問題與使用的燃油沒有關聯。使用離心式噴嘴部件的發動機，結構簡單，易於製造，噴嘴內的油料在離心力作用下高速旋轉分離，成細滴狀噴出，有著燃燒包線寬，噴油霧化理想的優點，較為適合惡劣工作條件。

下圖是冒煙的中國殲31戰鬥機。RD33發動機這一問題，會導致戰鬥機更為容易暴露在敵方視線之中，因此對殲31、梟龍可能的實戰應用會產生不利影響。

但是，這一結構的發動機，例如RD33渦扇發動機在低速飛行時，必須以富油狀態啟動，這樣發動機轉速才能控制在合理範圍內。短環形燃燒室在這一狀態時，會將溫度設置在較高的範圍。同時這一發動機的燃燒室噴嘴排出的油滴很細，在低速、低壓的情況下難以高速運動，因此大量油滴會過度集中在噴嘴周邊，加上高溫環境，產生了燃燒積炭較多的問題。這時RD33發動機就出現了噴煙的現象。一旦速度增加，燃燒室內的油滴飛行速度也會增加，壓力上升，燃燒狀況改善，積炭、噴煙通常就會減輕甚至消失。

那麼為什麼蘇-27戰鬥機的AL-31F發動機很少出現噴煙現象呢？這是因為它使用的是射流式噴嘴，而不是離心式噴嘴。這裡還要特別指出，一些中文報道中描繪的AL-31F使用離心式噴嘴的描述，是錯誤的。我們會在下文分析兩者的優缺點。

【空軍世界網站原創】實際上RD33這一設計在蘇聯當年的技術水平、作戰環境、作戰指導思想體系中有著獨特的地位，那就是離心式噴嘴在不利的惡劣條件下，可以更有力的保證發動機工作正常。此在設計、製造、維護能力有限的年代，這一設計更為現實、可靠。但是特定環境下的噴煙問題則長期無法得到解決，還有著與環形燃燒室不易匹配、溫度不均勻等問題。

可以說離心工作原理的燃燒室噴嘴都有這一問題，比較普遍的出現在老式噴氣式發動機上，例如美國KC-135/波音707、B-47、B-52等大型飛機的部分發動機上。後來這些飛機有一部分更換了新型噴氣發動機，特別是使用氣吹噴嘴工作原理的發動機，噴煙現象銳減。其實美軍F-4戰鬥機早期的發動機也經常濃煙滾滾，甚至在越戰中導致太易於被越南對手發現，但在後期獲得了解決。

此外，使用老式發動機的美軍轟炸機（例如B-47、早期的B-52）有時會使用噴水方式增強發動機推力，此時發動機噴煙極為壯觀，就像最近前往敘利亞作戰的俄羅斯庫茲涅佐夫號航母一樣濃煙滾滾，這並不是我們這一文章里討論的現象，要注意區分辨別。

應當承認，RD33這一設計已經較為陳舊。在1970年代，美俄均開始研製更為出色的先進燃燒室噴嘴技術，主要是滿足當時新型戰鬥機對飛行、火力、發動機推力綜合一體化控制技術的要求。為了滿足相關精確控制的要求，比離心式噴嘴更為先進的射流式噴嘴成為了主流，因為射流式噴嘴只需要通過數字電氣手段控制供油壓力等參數，即可實現精確控制。而離心式噴嘴要實現這一精確能力，則需要在機械設計製造方面付出巨大的代價，辦法是有的，只是在射流式噴嘴普及之後，並不值得花費巨大的人力物力去深化發展離心式噴嘴。必須強調，RD33家族的部分改進型號，已經具備了「低煙」改進設計，在實際應用中可以降低噴煙的發生或者強度。

在典型的美國第三代戰鬥機渦扇發動機上，例如F-15、F-16戰鬥機使用的F110渦扇發動機家族，裝有10對配套的雙錐噴嘴、渦流杯，通過氣動手段令噴出的油滴深入霧化，因此這種發動機並沒有RD33的噴煙問題。

【空軍世界網站原創】射流式噴油嘴不容易出現噴煙現象的主要原因，是在低速狀態時，仍能保證燃料噴出後的霧化油珠有著足夠的動量，因此不會聚集在較小範圍內導致燃燒不充分。這樣噴煙、積碳現象就較少出現。射流式噴嘴還有更多的優點，例如燃燒室出口溫度均勻、燃燒穩定、供油壓力控制機構簡單等等。

如前所述，梟龍戰鬥機、殲31戰鬥機也有著相關的問題，因為它們都使用了RD93發動機。上一屆珠海航展上，殲31就出現了噴煙現象。總而言之，離心式噴嘴的上述問題，來自於自身獨特的技術特點，但並不涉及燃燒不充分、燃油質量不好的問題。一些最新型戰鬥機發動機，包括西方新型戰鬥機的發動機在燃燒不充分時確實也會出現噴煙現象，這與RD33噴煙的獨特問題並不相關。

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