只有涡扇13E进化为海涡扇13E,歼35才能登上福建舰
随着福建舰海试的日子越来越近,歼35的试飞也越来越频繁,特别是其又装备了带锯齿形尾喷管的涡扇13E发动机,以致歼35登上福建舰水到渠成已经成了广泛的共识,但笔者在这里要强调的是,歼35要实现上舰的目标,其涡扇13E发动机还要经历一次大考,那就是通过舰载化适应性改进,演化为海涡扇13E。
在论述这个问题之前,有必要先弄清楚海涡扇13E的“家谱”,其大体经历了RD33/93—涡扇13—涡扇13E—海涡扇13E的演化进程,以下就加以详细论述。
先看RD33/93。
RD33是苏联克里莫夫设计局开发的一种双转子中等推力涡扇发动机,于1968年开始设计,1976年交付使用,RD33长4.25米,直径1.04米,净重1055公斤,单台不加力推力为5040公斤,加力推力为8300公斤,推重比按干质量计算为7.87,按交付质量为6.62,主要用于米格29和米格29UB战斗机,RD93是RD33的单发型号。特别要强调的是,RD33的支撑结构为低压转子1-2-0,高压转子1-0-1,这种五支点支撑的结构是双转子发动机最经典的方案,有结构简单、低压轴刚性好、重量轻的优点,比AL31F的支撑结构更加可靠。
再看涡扇13。
涡扇13是贵州黎阳在RD33/93基础上仿制改进而来的产品,我国之所以选择仿制RD33而非AL31F,主要是因为RD33虽然是中推发动机,但支撑系统却没有AL31F那样的设计缺陷,除了冒黑烟以外,其总体设计还是非常经典的。
在仿制的过程中,贵州黎阳还结合我国推重比8的“中推预研”成果对涡扇13进行了大幅度的改进,其长度从RD33的4.25米缩短为4.15米,交付质量由1200公斤降至1135千克,推重比从RD33的6.62大幅增至7.8,总压比从20提高到23,加力推力从RD33的81.4KN提高到86.37KN,大修间隔却从RD33最初的350小时提高到810小时,总寿命则从900小时大幅增至2100小时。由此可见,涡扇13的性能相比RD33提高之大,已经可与涡扇9之于斯贝MK202相提并论了,这表明我国很大程度上已经吃透了RD33,否则,难以将中推预研成果融入涡扇13,也不可能发展出更高水平的涡扇13E。
然后是涡扇13E。
涡扇13E是在涡扇13基础上应用新型单晶材料DD9和双层壁冷工艺的进一步改进型号,由DD9制成的高压涡轮叶片曾在2018年的珠海航展上公开展示过,该涡轮叶片最大的亮点是采用了双层壁冷工艺,根据相关介绍,同时应用DD9单晶材料和双层壁冷工艺的涡轮叶片可以承受1450℃以上的高温,这就使涡扇13E的涡轮前温度比涡扇13提高了约50℃,可别小看这50℃,根据相关资料,涡轮前温度每提高50℃,发动机推力增加10%,涡扇13E的推力因此由涡扇13的8.8吨提高到9.5吨,不仅如此,涡扇13E的推重比还从涡扇13的7.8再次大幅提高到9,这已经接近F414和EJ200了。
最后是海涡扇13E。
舰载机动力系统的各主要零部件要面对盐雾的腐蚀和高湿高温环境的考验,很容像美军驱逐舰一样出现严重的锈蚀和老化,所以涡扇13E需要用抗腐蚀材料进行全面处理,关键部位还要密封,以提高可靠性和寿命,但为此付出的代价却是不菲。
如F14D的F110-GE-400发动机,为了上舰,其推重比从F110-GE-100的7.07骤降为6.16,还不如RD33的6.62高。再比如苏33的发动机AL31-F3,净重从AL引F的1570公斤提高到1650公斤,增加了80公斤。这就意味着海涡扇13E的推重比将会出现大幅度的下降,甚至再次下降到涡扇13的7.8也未可知。
不仅涡扇13E,我国所有舰载机的动力系统,如歼15、空警600、直18Y、直20、直8F,它们的发动机都要经历这样的重大改进,舰载机种类越多越麻烦,也就无怪乎美国义无反顾的要退役F14和S-3反潜机了。对我国而言,也要尽量减少舰载机的种类,盖因我们的发动机技术积淀相对薄弱,应尽量避免研制额外的舰载发动机。
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