看上去很美,歼10能否“跨代换发”,装备涡扇15发动机?
涡扇15装机歼20首飞之际,关于歼10能否装备涡扇15的话题也热了起来,有人甚至觉得为歼10换装涡扇15,就像歼10C换装有源相控阵雷达和PL15远程空空导弹一样容易,那事实果真如此吗?
为了论述方便,我们先假定涡扇15版歼10的编号为歼10F。前不久歼20试飞所用涡扇15的推力为18.5吨,推重比10以上,自重约1850公斤。而涡扇10B推力14吨,推重比8,自重1750公斤。由涡扇10B换装涡扇15后,歼10F发动机增重100公斤,相应的飞机空重增加约500公斤,但换装涡扇15后因进气道缩小空重也有所减轻,假设净增重300公斤,歼10F的空重将由8.8吨提高到9.1吨,正常起飞重量由12.4吨提高到12.7吨,但推重比仍能从1.13提高到1.45。以这个推重比,再加上涡扇15的推力矢量控制喷口,歼10F的亚超音速机动性、过矢速机动性,加速性、爬升性和稳定盘旋性能都将获得大幅提升,甚至还会具备超音速巡航能力。
但涡扇10B与涡扇15在尺寸上的差距太大了,比与AL31F相比还大,这至少要求歼10F的进气道、机身长度、附件传动,发动机控制系统得进行大幅改进才行。
涡扇15长5.05米,直径1.02米。
涡扇10B长4.95米,直径1.2米。
AL31FN长4.95米,直径1.28米。
可见,涡扇15比涡扇10B长了100mm,粗了180mm,当初因涡扇10研制进度滞后,歼10只好先行装备了AL31FN,但后者的直径比前者大了80mm,不得不加大进气道,进而导致进气道超重。而歼10机腹结构强度又不足以支撑,只好又弄了6根加强筋,因为不太美观而饱受诟病。而涡扇15的直径却比涡扇10小了180mm,这意味着要大幅度缩小进气道,否则会因流量过大,造成空气在进气道内堆积,导致溢流阻力。
且涡扇15比涡扇10B还长了100毫米,由此造成的重心变化比更换AL31FN时还大。此外,由于涡扇15比涡扇10B的风扇转速更快,附件传动系统也要升级。最后,作为领先一代的发动机,与涡扇10B相比,涡扇15少了3级高压压气机,涵道比约减小50%,涡轮前温度、高速性能也提高了不少,因此歼10F的发动机控制系统也要全面升级。
还有就是歼10的机体结构强度不足以支持超音速巡航,也支持不了太大的超音速过载,如歼10用的是三角翼鸭翼的近距耦合布局,相比歼20的远距耦合布局,前者的鸭翼要偏转更大的角度,才能形成相同的控制力矩,也就使得歼10的鸭翼及其传动系统需要更大的结构强度。这就意味着歼10F不仅要采用类似歼20的3D打印整体隔框,控制舵面及作动装置的强度也要增加,否则歼10F就无法超音速巡航,超音速机动性也提高不了多少,那换装涡扇15的意义就大打折扣了。
更重要的是,歼10的内油才3.3吨,内油航程才1650公里,内油作战半径仅600公里。而作为小涵道比发动机,涡扇15的巡航油耗要比涡扇10B大,用来超音速巡航的军推油耗更大,这将使歼10本就不大的作战半径会进一步缩水,甚至沦为像米格29那样的“机场保卫者”。在这种情况下,即使歼10F能够超巡超机动,实用价值又有多大呢?
最后战斗机跨代换发,不可避免的存在发动机与飞机的不匹配问题,处理得不好还会适得其反,印度就曾将其米格23的R29涡喷发动机更换为AL31FN涡扇发动机,结果性能不但没有增加,反而下降了不少。再比如美国F14D的发动机由TF30更换为F110-GE-400,前者6.139米的长度与1.24米的直径就与后者的4.62米与1.18米相去甚远,F14D必然为此付出了很大代价,虽然美国对此讳莫如深,但1988年服役的F14D,到了2006年就退役,恐怕与此脱不了干系。
总而言之,虽然歼10装备涡扇15后,性能可以获得很大提高,超音速巡航的愿景也很美好,但为此付出的代价实在太大了,综合来看是得不偿失的。这也是美国F15、F16放着性能全面提高的F119不用,仍在用上一代发动机的根本原因,不是不想用,而是F14D的教训太深刻了,跨代换发的代价太大了。
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