难得一见的幻影2000 内部图

  幻影2000 的发动机采用原本为 ACF 研制的 M53 单轴(也称单转子)涡扇发动机。和涡喷发动机相比,涡扇发动机的排气温度低,流量大,和飞机之间的速度差小。不难想象,在空战常用的中空中速范围内,涡扇发动机的热效率大大高于涡喷发动机,涡扇发动机的起飞和巡航油耗也大大低于涡喷,但在高空高速时,涡喷将占优。从 60 年代开始,欧美国家开始在战斗机上大量采用涡扇发动机。M53 的特别之处在于单轴。涡扇发动机的基本工作原理并不复杂:外界空气进入涡扇发动机时,首先受到低转速的风扇的压缩,部分空气绕过其余的发动机部分,直接在喷口和炽热的排气混合膨胀做功,增加推力;其余空气经过低压和高压压气机进一步压缩,然后在燃烧室内膨胀做功,产生基本推力,推动高压和低压涡轮,然后燃气向喷口排放,而涡轮带动压气机和风扇转动。为了使高压压气机和低压压气机在最优工况工作,一般希望它们能在各自的最优转速上工作,这就要求高低压涡轮的转速有所不同。除“龙卷风”(Tornado)战斗机上的 RB199 采用三轴外,一般战斗机涡扇发动机采用同心的双轴(外轴套内轴),以满足高低压压气机不同转速的要求。民航飞机上,三轴就多了。但轴套轴的设计和制造都比较复杂,SNECMA 为了将技术风险压到最低程度,采用了并不常见的单轴结构,简单但效率受到损失。单轴涡扇发动机可以看作加了一级风扇的涡喷发动机。事实上,M53 就是从幻影III 上的“阿塔 9”涡喷发动机发展而来的。“阵风”(Rafale)战斗机上的 M88 是法国的第一代双轴战斗机涡扇发动机,法国发动机和美国发动机相比还是有一定的差距的。其实法国也清楚 M53 的局限性,曾打算用两台 RB199 发动机开发双发的幻影 3000,但后来不了了之。但老马赛尔在研制简单、轻巧的幻影2000 的同时,并没有放弃对双发重型战斗机的研制,这就是和幻影2000 外形相似但大 33%的幻影 4000。幻影 4000 的身世要坎坷的多,但这是题外话了。

M53-P2 涡扇发动机

一架双发的幻影 4000 和三架单发的幻影2000 编队飞行,注意两者的尺寸差别

  幻影2000 的另一个特点当然就是电传操纵。电传操纵不是简单地把传统的机械连杆和钢丝用电线替代。由于飞行员的操纵信号不再直接传递到控制面上,计算机飞行控制系统有可能做两件事:

  1、在飞行员操纵指令没有变化时,自动补偿由阵风、投放挂载、油料消耗等引起的飞行状态变化,维持飞行轨迹。更先进的还可以自动补偿双发中一个发动机故障或在战斗中受损的情况。

  2、将飞行员的操纵动作做适当的“过滤”,将其限制在安全飞行包线以内。安全飞行包线随高度速度和飞行姿态自动调整。

  电传操纵可以为飞机增稳,容许飞机放宽静不稳定性,也就是说,在静止和低速时,容许重心在升力中心后面,这样,起飞、着陆时,机翼后缘的控制面非但不必向上翻,还略略下垂,增加升力,和降低拉起、飘平时的速度,缩短起落滑跑距离。由于在空战常用的中空中速时飞机的静稳定度大大减小,较小的控制力矩就能产生较大的姿态改变,幻影2000 的机动性比幻影III有显著的提高。

RDY MK3 雷达

  由于事先做了大量的预研,达索公司允诺 18 个月就可以首飞,事实上拖到 27 个月才首飞,但对于一架高性能战斗机来说,这仍然是不可思议的高速度。然而,雷达拖了整个计划的后腿。汤姆逊公司无法及时完成法国空军指定的脉冲多普勒雷达,只好将一个多功能但空战性能稍弱的 RDM 雷达先交付使用,最终的为空战性能优化的 RDI 雷达要到三年后才交付使用。法国一向以“只要掏钱,卖给魔鬼也不在乎”自据,但 RDI 雷达从来不出口。出口的先是 RDM 雷达,90 年代后是改进的 RDY 雷达,台湾是装备 RDY 的幻影2000-5 的第一个用户。法国空军本来对 RDY 和幻影2000-5 没有兴趣,RDI 已经满足了法国空军的要求,但捱不过达索公司的哀求,为了向潜在的出口国表示姿态,也将部分幻影2000 的 RDI 升级到 RDY。幻影2000 的另一个特点是机内自卫电子战设备,而不是以来翼下吊舱。在北约盟国的演习中,幻影2000 的自卫电子战能力给对手的 F-16 造成了很大的困惑,这或许是老马赛尔的小小报复吧。

幻影2000 的“德发”转膛炮

  作为法国空军的空战中坚,幻影2000 的空战武器主要为马特拉“魔术”近程空空导弹、马特拉“超 530”中程空空导弹、“德发”30 毫米航炮。“魔术”采用双鸭翼,以进一步坚强机动性,“超 530”没有什么太特别的。但“德发”航炮的身世有点意思,这是德国二战末的毛瑟转膛炮的嫡系。航炮基本设计有三种:导气式,转膛式和转管式。导气式基本就是放大的重机枪,结构简单、动作可靠,但动作大、精度低、射速有限。转管式就是所谓“加特林”式,一簇炮管轮流装弹、击发、退壳,所以射速高,炮管散热好,但重量大、结构复杂、射弹散布大(炮管的回转对炮弹有向切线方向的甩动作用),口径受局限(30 毫米的转管炮的体积和重量都惊人,后座更恐怖,A-10 简直就是围绕着它的 7 管转管炮设计的)。转膛式则像左轮枪:炮管不动,但一簇炮膛轮流装弹、击发、退壳,所以特点介于转管式和导气式之间。毛瑟转膛炮没有上飞机,德国就投降了。美国将毛瑟的设计用在 20 毫米的 M39,装在 F-5 战斗机上,但后来就一门心思在射速更高的 M60 转管炮,而对转膛炮失去了兴趣。英法对转膛炮对重量和射速的折中比较感冒,所以分别从毛瑟转膛炮发展了 30 毫米的“阿登”和“德发”,长期以来一直是两国空军战斗机的主力航炮。“德发”的射速不足,但重量、体积都小,所以幻影2000 索性用两门。有意思的是,“龙卷风”战斗机上的 BK27 27 毫米航炮也是转膛炮,但这一回,毛瑟重操宝刀,所以是“正宗”货。27 毫米毛瑟转膛炮性能如此优秀,在瑞典的 JAS-39、英德意西四国的“台风”战斗机上也得到采用,甚至美国的 F-35 也可能采用。