大推力軍用渦扇發動機,地球上只有三國能造:中國、美國和俄羅斯

2021-02-15 科羅廖夫的軍事客廳

先進航空發動機,一直都是制約中國航空業發展的一個短板。長期以來,由於我國的航空發動機技術相對落後,所以國產戰機也深受其害。在很長一段時間裡,中國在航空發動機領域都是落後於美國俄羅斯等國家的。受此影響,我國可以研發出先進飛機,但卻造不出來與之匹配的頂尖航空發動機。這種情況到了國產渦扇-10和改進型渦扇-10B發動機時有了改善,渦扇-10發動機技術、壽命、推力和性能已經成熟很多,正在裝配於殲-16等國產戰機上。中國也因為有渦扇-10「太行」發動機,成為繼美國和俄羅斯之後,世界第三個擁有自主智慧財產權的先進大推力小涵道比軍用渦輪風扇發動機的國家。

不過於五代機殲-20來說,太行發動機仍然不是最好的選擇。雖然殲-20已經開始服役,不過當前它主要裝備的還是俄制和國產太行發動機,「腿瘸」狀態非常明顯。普遍認為,殲-20在等待更加成熟先進的渦扇-15發動機。

渦扇-15「峨眉」 推力矢量渦扇發動機,是中國航空工業推力最強、整體技術性能指標最高、具有世界先進水平的一款渦扇發動機。是為我國第五代隱形戰鬥機而研製的小涵道比推力矢量渦扇發動機。有關渦扇-15的相關說法,中國網絡上最早出現在2005年,西方媒體有類似報導是在2006年。

據推測,2009年,該發動機就已經開始進行實機裝載測試,原型機完成了FRET鑑定(飛行前鑑定試驗階段)。2012年之後進入長期測試狀態。至今,官方從來沒有對外公布過有關渦扇-15發動機的任何性能,外界仍然以臆測為主。值得注意的是,2017年央視在一部紀錄片中講述了渦扇-15,並對其大加誇讚。從我國以往做事的風格來看,這說明渦扇-15已經基本成熟定型了。

殲-20還存在最後一個短板,就是發動機和超音速巡航能力。殲-20了採用前置鴨式布局,小展弦比大三角翼,這種布局的最大優點是激波阻力小,有利於高速飛行,在1.2至1.8馬赫範圍之間具有性能優勢,但由於目前配套發動機WS-15還沒有成熟,正在使用的AL-31FN發動機和改進型WS-10太行發動機都沒有足夠推力讓殲-20具備超音速巡航能力。未來殲-20隱身戰機裝備WS-15「峨眉」發動機後,它的飛行性能的確會有較大幅度的提升。

外界對於渦扇-15普遍是翹首以盼的姿態,簡直不要太激動,這畢竟是我國在航空發動機領域打的一場「翻身仗」。是我國在小涵道比渦扇發動機當中,研發出的推力最強、整體技術性能指標最高、具有世界先進水平的一款渦扇發動機。需要注意的是,在渦扇-15上,我國首次實現了獨立自主研發核心機。經過一系列大量的基礎性研究,直接從源頭上杜絕了某些弊端,從而為之後少走彎路打下基礎,這與我國此前研發的許多仿製型號發動機有所不同。

渦扇-15性能究竟如何。首先必須談的就是推力,這是一款發動機的核心。外界推測,渦扇-15的最大推力在18噸左右,推重比為10。與美制發動機對比,猛禽戰機配備的F-119推力在17噸左右,推重比為9。而F-35戰機配備的F-135則更先進一些,它的最大推力在19-20噸,發展型號預計可以達到21-22噸的樣子,是美國人目前研發的最先進航空發動機。單單就發動機推力來說,渦扇-15基本上已經可以趕上美國的發動機,而且渦扇-15未來還可以進行繼續升級。

使用壽命也是衡量一款航空發動機是否優秀的一大重要指標。據悉,美國F-119發動機的設計使用壽命有8000個小時,而此前我們從俄羅斯進口的AL-31F渦扇發動機的使用壽命預計只有不到1000小時。沒有對比就沒有傷害,在使用壽命上的巨大差距將意味著發動機的更換周期,甚至影響著飛機的正常服役時間。由於製造工藝的改進,後續改進型號渦扇-10B的使用壽命可達1500~2000小時,不過這和美國的先進航發比起來仍然不值得一提。據推測,渦扇-15的正常壽命在4000小時以上,大修壽命則達到6000小時以上。很明顯,發動機的使用壽命有了明顯提升。

除了在推力和使用壽命兩方面有重大提升之外,渦扇-15發動機在矢量噴口設計、製造材料以及數控電子系統等多個指標上也達到了世界先進水平。綜合所有性能估計,我國的渦扇-15差不多接近於美國的F-119發動機,但距離F-135來說還有很長的路要走。飯要一口一口吃,路要一步一步走,我們在進步的同時對手也在進步。說實話,我國在該領域能從一窮二白幹到現在,已經屬於不容易。中國航發還需繼續砥礪前行,奮鬥不止。

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