【机设】高空高速的复兴——Rh-172 Chaetura II“尖尾雨燕”全天候截击机(2)设定补完(2)

核心机内除调节气流的可调定子叶片外，还有4组格栅状预冷定子，正常工况下其内部通入燃料流冷却进气，而在需要开加力时，则从内部微孔直接向压气机气流中喷注低温燃料和/或冷却水，降低进气速度和温度到相当于正常情况下压气机可正常运作的水平，并增加进气密度。随后燃料和进气在被压气机压缩的过程中充分掺混，进入核心机燃烧室并被点燃，由此产生额外推力。在低速状态下喷水加力也被用来增加核心机的海平面起飞功率，从而克服传统截击机用涡喷发动机低速加速能力不足、滑跑距离过长的问题。由于此时核心机工作在高进气密度工况，因而能产生很大的推力。同时这一工况还有一个额外的好处，在高空开加力往往代表需要进行大过载超声速机动，而纯粹的冲压发动机在大过载机动下很容易因进气畸变而喘震或停车，核心机射流在此时则能依靠引射起到稳定流场的作用。
PATR发动机的原理。核心机进气与低温燃料接触换热降温，然后混合进入燃烧室燃烧，产生推力。云霄塔的SABRE发动机可以看做是PATR的变种。由于核心机在整个飞行阶段都能工作而不像传统涡轮冲压是死重，因此系统的紧凑度和性能更好。RTM-115的核心机全长4.5米，压气机直径975毫米，总重约1,270kg；计入冲压段、进排气系统、外涵道、尾喷管等部件的整个发动机系统全长8.65米，最大直径1,670毫米，总重约2,100kg。核心机采用电磁传动的3级低压/4级高压压气机和2级涡轮，内装式起动/发电机与转子集成。发动机控制系统等附件布局在核心机机匣周围，此处因考虑到外涵的气路流畅需要加上整流罩，附件便设置于整流罩内部。由于采用内装起动/发动机省去了尺寸较大的附件机匣，附件因而可被分散布置于整流罩中相对狭小的空间内，当然也不可避免地导致了后勤维护的困难。
冲压/加力燃烧段外形与一般的涡喷发动机有所不同，为了与二元气塞喷管平滑过渡并降低后体阻力，其外形不是常规的圆柱形筒段，而是从燃烧段的圆柱形逐渐过渡到类似矩形的横截面，但两壁仍有一定弧度。核心机采用的是常规的环状燃烧室，而冲压段则为提高热力学效率采用了斜爆震驻定爆轰波燃烧，同时使得发动机能适应更高的工作马赫数。除了变循环设计和利用预冷进气来增加核心机出力之外，发动机本身还引入了再生循环冷却设计，通过在外涵道和冲压燃烧室内增加中冷器与热交换器，回收发动机余热和利用燃料冷却气流来提高发动机的工作效率和热力学工况。
目前RTM-115面临的最大问题是取电能力。每台发动机核心机转子内安装有一台600kW内装永磁起动/发电机，能为全机系统提供超过1兆瓦的取电功率。这基本上是战术飞机中最大功率的机载发电机，但对于Rh-172为数众多的机载电子系统来说显得还是有些捉襟见肘。无论是综合电子战系统，高性能的机载计算机，机载的固定激光武器，还是全电驱动的舵面作动器，无一不是耗电大户，即便在光电转换和光传技术全面引入极大降低了损耗之后也是如此。最致命的是，在本机作战时最常使用的超声速巡航状态，冲压状态下的发动机核心机转速降低，不可避免地导致取电能力下降。尽管加力燃烧室段安装了磁流体发电机来补偿电力，但发电效率无法与机械转子相比。当然打开加力就能重新提高核心机转速发电，但显而易见的是，电子压制设备可能需要一直开启进行压制，可发动机加力绝不可能在整个任务过程中一直开着，除非是中短程冲刺的战术侦察和紧急截击任务，但那时又根本用不到电子压制设备了。