振奋!歼20的涡扇15发动机终于成功了:未来想产多少就产多少

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涡扇-15发动机是我国第一种第四代军用大推力引擎,也是歼-20战机的标配发动机,其发展关系到国家中长期航空器发展的核心关键,其核心机衍生型号将包括未来国产30吨级推力的大涵道比发动机,同时也是推比12以上增强改进型发动机发展的关键型号之一,更是确保歼20战斗机超音速巡航性能的必要条件之一,涡扇-15发动机自本世纪初上马以来,其研制目标可谓极高,首先其单位流量推力大(约130千牛/(千克/秒)),推重比高(大于或等于10),最大推力达到17吨上下,与美军的F-119发动机处于同一水平。能为歼-20飞机提供短距离起降能力;不加力推力大,速度特性好,能为飞机提供不加力超声速巡航能力;具有轴对称矢量推力,能为歼-20飞机提供非常规机动能力;具有全权限数字电子控制系统,能实现飞火推一体化综合控制;具有高效可靠性和良好的可维护性。

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整体上来说,涡扇-15体现了我国航空发动机制造和科研能力的最高水平,其70%的技术是全新的,该发动机结合空心叶片、刷式封严、间隙主动控制!先进复合材料、前掠转子叶片、浮动壁燃烧室等大量新技术,使其具有很高的综合性能,基本追平了F-119和F-135发动机的大部分技术水准,保证了10以上级高推重比要求。此外,涡扇-15借助于整体叶盘结构、无风扇进口导叶、整体设计、全单元体结构等技术,使发动机具有结构简单!维护方便等特点。

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涡扇-15用低展弦比叶片设计,压气机后机匣具有双层结构、减轻高周疲劳的失谐技术、激光冲击硬化处理等技术,保证了发动机的牢固性。而涡扇-15的双层壁瓦片式火焰筒结构、先进热障涂层和冷却技术、国产新一代单晶涡轮叶片、粉末冶金盘、高强度复合材料等的使用则体现了耐久性的设计思想,简单一句话,涡扇-15将我国在发动机技术上所有重大突破都进行了集中应用。

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然而,高技术带来的就是高风险,涡扇-15发动机自2011年核心机地面高空台测试到,2015年后整机去江油基地高空台测试,一直没有上伊尔-76飞行试验台的消息,一些公开资料分析人士认为,其遇到的整机振动问题是一个很主要的关键,我们知道,随着航空发动机对高推重比和高转速的追求,航空发动机的转子与机匣之间的间隙就变得越来越小,从而使转子的不对中故障引起转静子碰摩的可能性增加,航空发动机的转子如果处于不对中的状态下进行运转,则会导致轴承磨损、联轴器偏转、轴挠曲变形以及转子与机匣间的碰摩等故障,对航空发动机的稳定运行具有极大的危害。说白了,这个问题就是在高转速、高压、高温的环境下,转子不平衡造成整个发动机出现振动、震荡和摩擦的情况,而造成出现这种状态的原因就是转子材质的不均匀、设计的缺陷、热变形、制造装配的误差,实际上是发动机基础技术薄弱造成的。

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众所周知,航空发动机科学是一门验证性很强的科学,需要大量的科学实验数据支撑,同时也需要一个验证学术体系来产生一个个学术研究体系和实验体系,总体上来说,这种涡扇-15发动机整栋问题的解决为我国发展新型航空动力解决最大根本性问题,将弥补歼-20战机在动力上的缺陷,从而为更加强大的歼-20B/C改进型五代机发展奠定基础。


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