歼-20我们已经反复介绍过了,这款国产第五代隐身战斗机已经家喻户晓的一种装备、一个名号、甚至是一个文化符号。从2011年一鸣惊人,到2017年装备部队,再到现在将近200架的产能,歼-20的发展已经有将近12个年头了,就连发动机那道最难坎,也已经迈过。
(歼20换装涡扇15效果图,据称发动机尾喷管要比此前的涡扇10长一些)
美国军事媒体《战区》网站曾经透露,今年年中,一架歼-20战斗机搭载涡扇-15发动机完成了首次试飞,这也意味着歼-20的重大改进型已经到了试飞阶段,标志着歼-20即将迈入完全体时代,战力进一步大幅飙升。
对于歼-20B,美国人给予评价是“美国空军面临最具威胁的战斗机”,美国空军参谋长布朗的说法更为直接了当“如果我们不进行现代,那么歼-20将是让我们失眠的东西”。
(网友庆祝歼20换装涡扇15的绘画作品)
【涡扇15,对标F-22心脏】
涡扇-15是为歼-20战机打造的配套发动机,已经被网友们念叨了很久,其实涡扇-15早在上世纪90年代就确立了技术方案。当时它的指标就瞄准了美国为F-22研制的F119涡扇发动机。要对标,就选世界最强。
2005年,涡扇-15的核心机完成研制,2007年整机工程启动,2011年技术验证机交付,2019年取得突破性进展,为发动机进入使用扫清了障碍。15年磨一剑,这时的涡扇-15已经基本成型。如今涡扇-15和歼-20已经完成了装机试飞。相信接下来的1-2两年,就有可能投入量产,全状态的歼-20B也将在未来几年里投入量产。
(中国航发技术此前十分薄弱,30年时间研成媲美F119的发动机,已经十分不易)
现在歼-20A大量使用的是涡扇-10C这个重大改进型,取代了此前试飞和试生产型阶段使用的AL-31F发动机。涡扇-10改进型发动机也安装在歼-10C上面,巴基斯坦空军曾透露,他们进口的歼-10CE推力达到14.5吨,这是一个相当不错的数据。
使用两台14.5吨推力的涡扇-10C,意味着歼-20A的推力指标距离F-22还有一定的差距,后者使用的F119发动机最大加力推力约为15.8吨,F-22的最大推力实际要比歼-20A高2.6吨,再考虑到歼-20A起飞重量也要大于F-22,推重比方面F-22明显占优。
(歼20用涡扇10C解决了产能问题,为后续提升争取时间,是小步快跑,不求一口吃胖)
从国外同类型发动机发展来看,国产涡扇-10也有将推力提高到15吨以上的潜力,可以让歼-20A的推重比接近F-22。涡扇-10系列的不断挖掘潜力,也为涡扇-15研制争取了宝贵的时间。
【换装涡扇15,比F-35优势更大】
按照美国人说法,歼-20B安装涡扇-15之后,发动机推力可以提高2000公斤以上,战机作战能力得到极大的提高,尤其是具备超音速巡航、超级机动性能等性能。对于美国空军来说这是一个让他们感觉难堪的消息,F-35因设计原因很难维持超音速巡航,机动能力也是差强人意,在空战之中面对歼-20A就已经处于劣势地位,面对歼-20B恐怕就没得打了。
(F-35被发动机限制严重,性能提升困难,美国也在谋求为其换装新一代发动机)
涡扇-15利用自己的后发优势,还可以继续提高推力,按照发动机发展规律判断,第二阶段的发展有望超过16吨,这个指标已经超过了F119。
【提升的不仅仅是推力】
涡扇-15为歼20带来的不仅仅是更充沛的动力,还有一点也非常重要,这就是热管理能力。现代战斗机航电系统越来越复杂,设备越来越多,这些设备开机工作的时候会产生大量热量,而温度又是电子设备大敌,这样新一代战斗机均要求优异的热管理能力,为机载设备提供一个良好的工作环境。
(F-35的综合电力(IPP)综合热力(PTMS)为航电带来了技术革新,F-22则没有)
因此新一代战斗机热管理 系统将发动机、燃油、冷却系统等综合在一起,形成综合热管理系统,利用燃油作为冷却介质,机载设备产生的热量又可以提高燃油温度,让它更好的燃烧,起到相辅相成的作用。
F-22战斗机和F119发动机研制年代较早,在综合热管理方面存在不足,所以美国空军一直没有对它进行大规模升级。歼-20和涡扇-15利用后发优势,实现了综合热管理,不但保证了飞机的性能,也为以后升级提供了充足的能源储备。
(现代战机不单单是追求更快更高,还追求更智能,航电的分量越发增大)
【中国发动机,进入快车道】
涡扇-15发动机的研制成功,是国产航空发动机一个重大技术突破,标志着中国航空发动机工业在先进航空发动机设计、制造、材料、工艺、试验等方面取得了长足进展,大大缩小了与美国等发达国家的差距。从美国航发研制历史上可以预见,有了这些核心技术作为基础,中国航空发动机研制正式突破瓶颈期,未来将迎来百花齐放的爆发时代。
涡扇-15,绝不只是一台战机发动机,其相关技术将在各个领域发挥重要作用,更多扩展产品都将如雨后春笋一般出现。比如航发最常见的衍生产品燃气轮机,可以服务从航空航天到舰艇动力、火力发点、天然气输送等领域,对我国整体动力领域的发展都有深远影响。
(涡扇-15的成功,意味着中国掌握了大量先进材料生产加工技术,可用于多个领域)
美国人也注意到中国航空发动机工业近年取得一系列突破,包括涡扇-20大涵道涡发动机、第四代先进涡扇中推发动机等等。这些先进发动机不但满足了现有飞机配套,也为未来发展打下了坚实的基础。
于是美国开始加紧研制六代机,想借助代差再次获得军力优势。随着美国第六代战斗机进入发展阶段,国外第五代航空发动机也进入了工程研制阶段。
(国外已经开始研发变循环动力,有了涡扇15的底子,这个领域中外差距不会再像之前那么大)
对此,中国航空发动机工业也要乘胜追击,不仅要把涡扇-15的可靠性和产能早日提升,也要对变循环发动机进行提前研发,不能被美国人甩下,为将来发展国产六代战机奠定基础。
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