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目前我国军用涡扇发动机的技术水平到底怎么样了,还像某些人说的落后30年吗?我们就专门聊聊这个话题。我们这里所说的军用涡扇发动机主要是指战斗机使用的涡扇发动机。大家都知道,自新世纪以来,我国研制成功的首个军用涡扇发动机就是WS10太行发动机了。太行发动机于2006年设计定型,这是我国首次自主研制大推力军用涡扇发动机,发动机性能不是很稳定。刚开始降低推力到12.5吨使用,后提高到原计划的132千牛。最后太行发动机的改进型号改进到14吨推力。作为我国首型第三代涡扇发动机,截至到2015年底,太行发动机生产了四百台左右。装备在我国歼11B、歼11D、歼16等型号战斗机上。
更早一些时候,我国为了配套歼10战斗机的研制,引进了俄罗斯的AL31FN发动机。歼10A、歼10B和歼15,以及歼11A、歼11B等战斗机用的就是这个型号的发动机。我国最后一次采购AL31FN应该是在2016年,自2017年起我国停止采购AL31FN发动机。
据俄罗斯生意人报报道自2017年起我国停止采购AL31FN发动机。
在2016年的珠海航展上,中航工业展出了太行改进型发动机。就是下面照片上的这型航空发动机,其加力推力为14吨,型号名称可能是WS10A。这型发动机也是使用太行核心机的最后一型涡扇发动机,自此在太行核心机上发展起来的涡扇发动机逐渐就开始退居二线了。
2017年之后WS10B发动机就开始成为我国军用涡扇发动机的主力。WS10B于2011年开始在歼20战斗机上试飞。首次公开是在2021年珠海航展上,被称之为太行发展型发动机。之所以叫太行发展型发动机而不是太行改进型发动机,就是因为这台发动机的核心机已经更换了,采用了高推核心机。
2018年深圳卫视在报道歼10C服役的新闻时,提到了WS10B发动机的性能,其军用推力超过90千牛,加力推力为144千牛。90千牛换算过来就是9.2吨推力,这个已经超过WS10发动机的军用推力了。因为WS10发动机的军用推力在7.5吨左右。因为说的是超过90千牛,至于超了多少没说。但是按照发动机涵道比推算,WS10B的军用推力应该在97千牛左右,比WS10发动机的军用推力大了32%。即使按90千牛计算,WS10B的军用推力也比WS10发动机的军用推力大22.5%。这已经远远超出了太行发动机核心机的能力,所以我们可以断定WS10B发动机一定更换了核心机。WS10B发动机的推重比大概在8.8左右,算是推比9一级的发动机。
WS10B发动机目前是我国军用涡扇发动机绝对的主力,广泛装备于我国现役各型战斗机上。歼20试飞和服役时装备的就是这个型号的发动机,只不过是带矢量喷管的专用型号。使用WS10B发动机的还有歼10C、出口巴基斯坦的歼10CE、歼16、歼11B后期型号、甚至是歼15的后期型号。因为WS10B是在原太行发动机基础上更换核心机发展而来的,所以沿用了WS10的编号,但是实际上和老太行发动机的区别已经很大,其实可以算作准四代发动机。
特别是WS10B发动机军用推力已经高达近97千牛,这对于歼20实现超音速巡航至关重要。而且WS10B的推力和美弟F119发动机的推力相差不远,配合歼20优秀的气动设计,不但实现了超音速巡航,而且最大飞行速度也超过了2.5马赫。飞行速度甚至远远超过了使用F119发动机的F22战斗机。特别是装备了三维矢量喷管,相对于F22的二维矢量喷管取得了降维打击优势。在近期长春的空军开放日活动上,歼20在大仰角上升过程中飞出了大迎角桶滚动作,被网友们称为“升叶飘”。这是一个连F22都做不出来的过失速机动动作。
据中央电视台今年三月份报道,我国第四代发动机WS15已经完成测试及优化改进。此前大部分网友称该型发动机为WS10C,但是不要忘了官方是没有承认这个型号名称的。这是我国第二个采用高推核心机的发动机,也就是高推核心机第二阶段发展的成果。已经算标准的第四代军用涡扇发动机了。其核心机指标已经提到原计划的参数水平上,所以其性能指标也大幅提升了。WS15发动机的军用推力在108千牛左右,加力推力156千牛左右。可以说其性能已经追上F119了。
WS15自2017年9月在歼20的2021号原型机上开始试飞。在2021年年初的空军招飞宣传片中已经被发现小批量生产进入部队服役,经过测试合格后在今年三月完成研制。在WS15发动机的强大性能助力下,歼20最大飞行速度已经可以达到2.8马赫。具备同第六代战斗机抗衡的基本条件,可以说装备WS15发动机的歼20应该算第5.5代战斗机。目前WS15可能在试飞矢量喷管,网上已经有相关照片。
国内已经有军事专家多次提到,WS15的加力推力已经提到到18吨以上,大概在18.5吨左右,推重比接近11。这可能是WS15的改进型号。其加力耗油率在1.98,比F119的2.4还要优秀。不过也正是也因为如此。我们可以断定,这个加力推力在18吨以上的型号是WS15的改进型号,而不是基本型号。因为其涵道比已经大幅提升,否则加力耗油率无法取得这么大的技术优势。WS15发展到这个阶段,寿命也大幅提高了,大修间隔4000小时,这个水平已经领先于航空强国的普遍水平。
如果参照F22的服役时间,也就是从2005年年底计算。WS15发动机比F119晚服役了15年。但是大家也要分清楚工程进度概念和技术水平概念。像前面说的15年就是一个工程进度的概念。至于技术水平概念就是发动机的具体性能,比如F119发动机,其军用推力为105千牛,加力推力为155.7千牛,这是技术水平概念。对于F22来说,从工程进度上来讲,F119发动机比WS15发动机早服役了15年。
对应于技术水平来说,今天F22配套的F119发动机,其技术水平并没发生变化,还是当年的样子。和现在装备在歼20上的WS15发动机的技术水平相当,并没有领先。所以说F119的技术水平比WS15领先15年其实是驴头不对马嘴的。换句话说用工程进度概念来形容技术水平是不恰当的。就战斗机的总体技术水平而言,早在使用WS10B发动机的时候,歼20的各项性能就已经领先于F22了。装备WS15发动机对于歼20来说已经是锦上添花了。
到2030年左右,我国推比15一级的发动机将服役,在性能上会领先同一时期服役的美弟变循环发动机一代左右。那么如果倒推回来,我们现在的发动机技术水平算领先还是算落后? |
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