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港媒:中国砸9000亿研制发动机,解决歼20心脏病

2022-12-22 18:10:13

在很长一段时间内,谈及中国军用战斗机,“心脏病”都是一直绕不过去的一个大问题。中国在世纪之初装备的歼-10A战斗机在一开始装备的就是俄制AL-31系列发动机,甚至是00批次和01批次的歼-20隐身战斗机,使用的也还是来自俄罗斯的AL-31系列发动机。从02批次开始,歼-20隐身战斗机才开始换装国产大推力涡扇发动机。


早期歼-10A使用的是俄制航发
这种情况和我国航空发动机的早期发展有很大的关系,在从苏联获得米格-15战斗机的同时,中国也在苏联专家的帮助下成功具备了生产“涡喷-5”型发动机的能力。但“涡喷-5”属于离心式发动机,其横截面积比轴流式发动机大,不利于战斗机飞行速度的进一步提升。因此,严格意义上来讲,中国具备超音速飞行能力的“涡喷-6”型发动机才是中国军用发动机的发展起点。


“涡喷-5”属于离心式发动机,发展前景有限



“涡喷-6”则属于轴流式发动机
不过,因为当时的外部环境限制,我国的基本上失去了从外部环境获取性能更好的涡扇发动机技术的可能。在这种严苛的技术限制条件下,我国仍然从1963年开始研制涡扇发动机。毕竟,从技术角度上来看,涡扇发动机的发展前景远远高于涡喷发动机。从1963年到1980年,中国前后共研制了“涡扇-5”、“涡扇-6”、“涡扇-6G”、“涡扇-6甲”、“涡扇-7”、“涡扇-8”等多款涡扇发动机。但可惜的是,因为技术储备不足,这些国产涡扇发动机项目最终都失败了。

当然,虽然经历了这么多的失败,但是我国也从未放弃过对先进涡扇发动机的发展。根据香港《南华早报》的报道,为了能够研制出世界顶尖的航空发动机,中国在过去10年的时间内,已经前后累计投入了9000亿元人民币,也就是大概1290亿美元。如此庞大的资金投入让中国军用航空发动机的相关人员可以尽情对各种发动机技术进行探索和测试。

在中国的努力下,中国国产的“涡扇-10”系列发动机和“涡扇-13”系列发动机得到了快速发展。“涡扇-10”系列发动机不仅开始逐渐替换歼-10系列战斗机、歼-11系列战斗机上使用的俄制发动机,就连歼-20隐身战斗机也已经开始装备和使用WS-10C发动机了。而中国的第二款隐身战斗机,也就是歼-35隐身战斗机,也使用国产的“涡扇-13”发动机取代了此前装备的俄制RD-93型发动机。


使用“涡扇-13”发动机的歼-35隐身战斗机
目前摆在中国军用航空发动机发展之路上的两个比较大的问题,就是歼-20隐身战斗机的“心脏病”问题和歼-35隐身战斗机的心脏病问题。这两个问题能否得到妥善解决的关键,就在于国产“涡扇-15”发动机和“涡扇-19”发动机能否顺利诞生。而根据港媒的报道,歼-20隐身战斗机的“心脏病”问题,即将有望得到解决。

最近,北京航空航天大学能源与动力工程学院刘大响教授公开表示,中国的第四代发动机,也就是为歼-20隐身战斗机研制的推重比达到10的大推力发动机已经进行了首飞,这大概率指的就是“涡扇-15”大推力发动机。同时,这也就意味着“涡扇-15”已经来到了最后的冲刺阶段,距离大成之日越来越近了。


港媒表示,根据央视此前的报道,“涡扇-15”发动机对标的是美国的F119涡扇发动机,该发动机装备于美军的F-22隐身战斗机上,正常情况下推力为13.3吨,打开加力燃烧室后推力可以达到19.5吨,推重比能够达到11.5的水平。如果“涡扇-15”发动机的性能指标能够达到F119的水准,那么歼-20隐身战斗机的整体作战性能将能够更上一个台阶。

如果放到国际上进行比较的话,为欧洲“台风”战斗机提供动力的EJ-200型发动机正常情况下的推力为6.8吨,开加力燃烧室后的最大推力为9.3吨,推重比为9。法国“阵风”战斗机使用的M88-2型涡扇发动机正常情况下的推力为5.6吨,开加力燃烧室后的最大推力为7.6吨。推重比为8.5。俄罗斯为苏-57隐身战斗机准备的AL-41F1型发动机正常推力为13.1吨,开加力燃烧室后能够达到16.5吨,推重比在10.5-11之间。一旦“涡扇-15”发动机成熟,那么我国军用大推力航发的技术水平就将和美国、俄罗斯处于同一水平线,并将曾经领先我们的欧洲远远甩在身后。

刘大响教授声称“涡扇-15”发动机已经首飞,那就意味着“涡扇-15”发动机的风洞试验和地面试验已经正式结束,接下来就是在高海拔、高温、低温等各种环境下进行飞行测试了。一般来说,为了保证安全,会首先在伊尔-76或者运-20这种四发大型飞机上进行飞行测试。但从目前网络上可以找到的照片上来看,歼-20实际上已经开始搭载“涡扇-10C”发动机和“涡扇-15”发动机进行测试。所以,目前摆在“涡扇-15”发动机面前的最后障碍,应该就剩下各种极端测试了。

一旦“涡扇-15”发动机能够装机,那么歼-20隐身战斗机就有更多的推力用于超音速巡航和矢量机动方面。以F-22隐身战斗机为例,在F119发动机的帮助下,F-22从上仰90度到下俯90度所需要的时间仅有2秒钟,具有非常强悍的机头指向能力可操纵性能。如果歼-20隐身战斗机能够装备“涡扇-15”发动机,具备矢量机动能力。那么甚至可以在舵面失效的极端情况下提供极大的补偿效果。说得更加直白一点,有矢量推力的歼-20和没有矢量推力的歼-20可以说完全是两款不同的战斗机。

而从此次的公开信息上来看,即使是推重比达到10的“涡扇-15”发动机对于我们来说也仍然属于“第二阶段”的产物。在目前我国航空发动机产业的规划中,“第三阶段”想要研制的是推重比达到12-15,功重比达到11-12的先进发动机。如果歼-20隐身战斗机能够装备“第三阶段”发动机的话,那么整体性能将会提升到一个非常强悍的阶段。