ws-15「峨眉」航空發動機是什麼水平?

李克爽


WS15峨眉發動機目前還沒有交付使用,也沒有交付殲20戰鬥機,該發動機目前處於核心機交付的狀態,至於其上機測試還沒有確切消息,也許殲10B戰鬥機目前測試的三維矢量發動機就是WS15,但是軍事專家更傾向於認為那是一臺WS10系列發動機,只是換裝了矢量尾噴。

圖為俄羅斯的三維矢量發動機,可見其複雜的尾噴控制系統。


但是單說目前顯見於各處報道的WS15發動機可能的性能來看,他的技術水平是很不錯的,尤其是他的推力達到了18噸左右,而推重比甚至可能高達9以上,裝備全權數字化操控系統,使用隱身軸對稱三維矢量尾噴,這都是他的特徵,而且該發動機的渦輪盤溫度可能高達1800°左右。畢竟這是目前發動機推力能夠超過16噸的發動機所必須的。

圖為殲20戰鬥機的發動機尾噴特寫,可見其並非是矢量發動機,也可以說不是WS15。


日本前些時候推出了一款核心機,XF9-1發動機,號稱推力在15噸以上,軍用推力在11噸以上,發動機長度為5米多,發動機進氣口直徑為1米,發動機最寬處直徑為1.1米,這款發動機的渦輪盤溫度也高達1800°以上,至於其披露出的核心機實驗室測試推力等數據目前並無參考性,因為該發動機並沒有核心機以外的其餘設備,也沒有裝備尾噴,而且推力是通過擴大進氣口直徑,極限縮小外涵道獲得的,這樣的實驗室數據沒有用,一旦上機測試,其推力可降低為10噸左右應該更加靠譜。

殲20的發動機今後必然換裝為WS15,屆時他的性能還會有較大的提升。


WS15的技術水平處於領先於117S,又落後於F135和F119發動機的水平,畢竟推力、壽命、無故障時間、翻修間隔都是重要指標,而不僅僅是推力指標。要知道我國的WS10A太行發動機目前的平均無故障時間也就500小時,總機壽命為1500小時左右,翻修間隔為900小時左右,這些都是長期使用得到的結果,這一指標比起動輒總壽命超過3000小時的美國新一代發動機來看,差距在一半左右,還需要迎頭趕超。


海事先鋒


第一名:F135渦扇發動機 國家:美國

F135渦輪扇發動機由美國普拉特·惠特尼公司研製的新型發動機,最大推力超過18噸(4萬F135渦輪扇發動機磅)。 F-135發動機是在F-119(F-22戰鬥機使用)的基礎上發展研製而成。由於海軍陸戰隊與英國皇家海軍預計採用的F-35B必須能夠垂直起降,因此F-135也可以加上向下彎折的矢量推力噴嘴。

第二名:F119渦扇發動機 國家:美國


F119是普·惠公司為美國第四代戰鬥機研製的先進雙轉子加力式渦輪風扇發動機,其設計目標是:不加力超音速巡航能力、非常規機動和短距起落能力、隱身能力(即低的紅外和雷達信號特徵)、壽命期費用降低至少25%、零件數量減少40~60%、推重比提高20%、耐久性提高兩倍、零件壽命延長50%。在80年代初確定的循環參數範圍是:涵道比0.2~0.3;總增壓比23~27;渦輪進口溫度1577~1677℃(1850K~1950K);節流比1.10~1.15。

第三名:WS-15渦扇發動機 國家:中國


WS-15全稱渦扇15"峨眉" 渦扇發動機,是為我國第四代重型/中型戰鬥機而研製的小涵道比推力矢量渦扇發動機。WS-15主要用於雙發重型隱身戰鬥機殲-20。WS-15由606所、624所、614所、410廠、430廠和113廠等單位專家組織研製。"峨眉"航空發動機的技術驗證機在2006年5月首次臺架運轉試車成功。這標誌著我國在自主研製航空發動機的道路上又實現了歷史性跨越,在研製我國第四代中型戰鬥機的征程上邁出了堅實的一步。2011年中航黎明完成了ws-15驗證機的交付。保節點是2020年完成研制。

所以公道點講,性能上略遜美國上世紀八十年代的技術。基本追平俄羅斯發動機技術,在國際上目前應該是保三爭二的地位,但,二.三名和第一名差距不是一點半點……正視差距,航空發動機事業超俄趕美的目標要靠新生代零零後去實現了!


橫刀立馬問江山


——————————————

發動機被譽為“工業上的皇冠”,屬於技術密集型和資本密集型的高科技產品。而我國航空發動機一直是我國工業的軟肋,我國目前能設計世界一流的隱形戰機殲20,但是卻生產不出與之匹配的發動機。

近年來俄羅斯擁有成熟完整的航空發動機製造技術,在這一領域裡,俄羅斯可謂輕車熟路。目前來說,俄羅斯的航空發動機技術依然十分先進。雖然中國的國產發動機已經取得了長足的進步,但在矢量推進系統和耐用性方面,還存在著更進一步的上升空間。別看俄羅斯這些年的經濟實力不怎麼行,但前蘇聯時期積累下來的技術,依然足夠讓俄羅斯傲視群雄。


儘管中國正在研製先進的隱形戰鬥機,如殲-20和殲-31,但事實證明中國在噴氣發動機技術方面仍落後於世界先進水平。眾所周知,殲-20使用了俄製AL-31FN發動機。但俄羅斯設計這款發動機的初衷是為蘇-27改進版提供動力。

自從殲20戰鬥機被官方人士非正式證明即將使用以於13年定型的WS15峨眉發動機,軍迷們的心就一直被這愈隱愈現的中推力發動機緊緊揪住了,一直到殲20正式加入空軍的裝備序列,國內終於公開這個早已為人所知的代號:WS15。


F119可以達到12噸的軍推,可以實現F-22達到1.7馬赫的超音速巡航速度,同樣俄羅斯的30型發動機也可以達到12噸的軍推能力。F-22和蘇-57空重約20噸,空戰起飛重量28-29噸,裝備上兩臺12噸軍推的發動機,可以讓這兩架戰機擁有1.6馬赫的超音速巡航能力。殲-20空重只有15噸多,空戰起飛重量約24噸,配備上兩臺10噸級軍推的發動機也可以實現1.5馬赫的超音速巡航能力。


客觀來講,WS15應是達到和追平了以F119為代表的西方發動機的水平,有優有劣,優勢在於推出時間晚,電子技術應用和多元矢量噴管可以提供更好的機動性,應優於二元噴管。劣勢在於,在生產和實踐經驗上的差距,預計使用壽命仍只有F119的5-7成。從無到有,從落後30多年到基本追平,這個進步是極其明顯的,這個需要肯定和大大稱讚!另外,因為是否量產還是一個疑問,這個還需要時間來驗證,但有一點需要肯定的是,俄羅斯在其技術上雖然很有特點,我們的目標仍是美國。

在發動機上受到俄羅斯的控制,歐美國家更是對中國實行嚴苛的技術封鎖。因此,在航空發動機的研製上,我們只能靠自己。中國的航空發動機技術,除了獨立自主、自立根生這條路以外,沒有第二條路可以選擇。國產新型發動機的研製刻不容緩。畢竟,我們自己先進戰機的命門不可能讓俄羅斯掌握在手裡。只有這樣我們中國的戰鬥機才有更強的威力,我們的軍事力量才會更加的強大。


希望我的回答能對你有所幫助!


光明科普


航空發動機領域,我國與美、歐、俄還是存在很大差距的,這點必須承認。目前航發領域最先進的是美國的普·惠公司、通用電氣公司和英國的羅-羅公司,俄羅斯留裡卡-土星公司的發動機也可以。

在戰鬥機用的大推力加力式渦扇發動機方面,最牛的是普·惠公司,其為F-22研製的F119發動機最大加力推力156千牛,為F-35戰鬥機研製的F135發動機最大加力推力191.27千牛,最新的增推型F135GO1最大加力推力可達210千牛左右,油耗降低6%;而下一步改進的F135GO2的目標是達到230千牛左右。

通用電氣公司和羅-羅公司研製的F136發動機最大加力推力與F135差不多,也是一款優異的渦扇發動機,但是美國空軍沒有采購,就成了儲備型號。

俄羅斯為蘇-57研製的“產品30”,也就是AL-41F3新型渦扇發動機最大加力推力達到了180千牛,比現在原型機所用的AL-41F1發動機減重30%、節省燃油30%。

我國研製的渦扇15是為殲20配套的新一代渦扇發動機,最大加力推力據稱在161.86-181.3千牛,超過了F119,低於“產品30”和F135。從推力來看,顯然是明顯超過了渦扇10B的142千牛,推重比達到了10一級。如果殲20換裝2臺渦扇15,那麼性能會有很大提升。不過,渦扇15的發展進度較慢,這是因為我國在航發領域的底蘊不足所致。而且渦扇15即使研製成功並裝機使用,也只是推力達到了世界第一梯隊的水平,但總體性能上與美、英、俄同類發動機還是有不小的差距。比如在發動機壽命上,美國可達上萬小時,這不是我們一時半會能趕上的。(S)


聯合防務


WS15是中國為第五代戰鬥機配套研製的小涵道比大推力渦扇發動機,代號“峨嵋”,主要裝機對象為殲20雙發重型隱身戰鬥機。WS15整機推重比達到10一級,最大加力推力在16-18噸之間,採用了第三代單晶渦輪葉片材料、三元推力矢量噴口、雙餘度全權限數字電子控制系統(FADEC)等一系列先進技術,2006年首次臺架運轉試車成功,計劃在2019年以前實現裝機試飛。

WS15大推力渦扇發動機是我國第五代戰鬥機的標準動力

目前全世界能夠研製生產大推力軍用渦扇發動機的國家有美國、俄羅斯、中國三家,但是能夠研製推重比達到10一級的大推力軍用渦扇發動機並且投入使用的國家卻只有美國獨此一家,其代表作是普惠公司研製的F119、F135發動機,分別裝備了F22、F35戰鬥機,充分證明了美國作為世界航空發動機領域整體實力絕對第一的頭號強國地位。俄羅斯和中國能夠投入使用的大推力軍用渦扇發動機推重比只能達到8一級,因此這兩家的第五代戰鬥機蘇57和殲20都無法裝備目標發動機進行試飛。

F22戰鬥機配備的F119發動機

雖然中國的WS15發動機和俄羅斯的30型發動機推重比也達到了10一級,但是現階段仍然處於研製階段,何時能夠裝機試飛、批量服役依然存在一定的未知因素,而且在可靠性、使用壽命、翻修週期等性能指標上,與同等推力級別的美國發動機相比依然存在不小的差距。總而言之,WS15發動機是我國完全自主研發、走完全部流程的第一款高性能大推力渦扇發動機,整體性能已經進入了世界第一梯隊,然而距離該領域的領頭羊——美國還有至少20年的差距,需要我們繼續埋頭苦幹奮起直追。

F135發動機充分體現了美國在該領域的巨大優勢


利刃軍事


如果說ws-10“太行”的成熟,標誌著中國航發打通了任督二脈的話,那麼ws-15“峨眉”就是技術上的首次躍升,進入推比10一級,正然

了不起的技術進步,只不過還得等二年才成,想說愛你不容易,目標的殲-20技術狀態,只能配備ws-10b,可稱之殲-20 1.0版,2.0版的殲-20只能靜待“峨眉”的成熟,這也是沒有辦法的事。中國航發慢半拍,需要理解,早先的認識不足,今天砸錢期待騏驥一躍。鹹說二十年差距,不能希求追平在一夜之間。我聽到的專家表示,三年五載之內必成的,這其中包不包括“峨眉”,希望是當然的,這只是希望。

你說吧還要等多久

。美國自1991年開始的F-119項目,至2006年裝機試驗,用於16年才大功告成。觀之我們“太行”項目,自1987年立項到現在,整整用了美國人近一倍的時間,終得搞定,堪謂三十年磨一機,非常不容易。這些年從材料到工藝,國家投入重金,取得了一項項技術突破,才取得了“太行”的成功,不只是鼓勵,還有背後的艱辛故事,我們是這樣完成的,所以以後的節奏才會快一點,推比10一級,這就是“峨眉”,等不了多久,三年之內吧。

此前也落後

。對發動機發展規律認識嚴重不足,投入沒錢,有效機制沒有建立,人才缺乏等等,現在一切都理得順了,所以進步明顯。哪還有搞不掂的事呢?無非早一點晚一點而已。有的國家幾十年吭吭哧哧,就是發展不了,莫說三十年,就是四十年,五十年又如何,這就是我們重點要表達的觀點,所以不要總在說落後,技術發展是有一個成熟期的,需要時間。

越來越近了。不斷有公開的消息傳來,現在的“峨眉”推比10,不比F-35的推比12,不比F-22的11.7,從8到10,

已經足夠雖說叨陪末座,但空重只有15噸的殲-20,兩臺WS-15,亦可實現1.5馬赫的超音速巡航能力,而且的話,隨著中國航空技術發展,能力會持續有所推進,這是我們現實的選擇,也是為了適應迫切的軍事需求。抱怨沒有用。


魂舞大漠


2018年年初,殲20正式入役中國空軍,部署到滄州空軍飛訓基地。其實早在2017年年中,就有殲20試裝鼎新空軍基地的消息,並參加了當年的紅劍-2017演習,在演習中取得了優異的戰績。然而目前,殲20使用的發動機還是WS10B,跟殲16的發動機型號一致。不過有消息稱殲20現役發動機是WS10C,這個說法仍然存在可能性。

但是不管是WS10B還是WS10C,都存在著一個問題:發動機功率較小。五代機的“4S”,分別是擁有隱身能力,超音速巡航,超機動性,短距起飛。而後面的3個S,都與發動機相關。殲20擁有超音速巡航能力毋庸置疑,超機動性也有鴨翼彌補,短距起飛怎麼辦?

其實如果殲20擁有了WS15才能是真正的殲20。而且,WS15種種跡象表明都會採用矢量噴口,單臺發動機推力達到16噸。毫無疑問,殲20如果採用了WS15,那才叫一個如虎添翼。16噸的推力已經直追F22戰鬥機使用的F119了,更別提殲20的戰鬥力會有什麼樣的變化。如今使用的WS10,包括殲16,殲11,殲10三個系列的機型都在使用,如果換裝了WS15,很有可能殲15也加入進來,大家一起搶發動機。不過WS15對中國空軍來說就是至寶,戰鬥機性能直追美國的F15,F16系列。

如果殲20採用了WS15,當年F22原定數量760架,卻削減到187架這種情況將不復存在。現在的小規模試產,只是為了等待WS15的同時,增強己方空軍戰鬥力。今後殲20的數量絕對會超過300架,為了應對周邊各國部署的F35和F22。而如果WS15成熟了,殲20的脈動生產線馬力全開生產也說不定。目前殲20總有4條脈動生產線,一年下線12架。未來擴建生產,也許增加到6條,以每條生產線每月造成75%的殲20來計算,一整年就能製造出54架。不過在投產後的數量超過這個數字,是極有可能的。


浩漢防務論壇


117S發動機屬於AL-31F的改進型,它的性能參數目前已經公佈,最大軍推僅為86.3kN,不僅遠輸F119的105kN,甚至還輸給本朝已經定型的WS10A(89.6kN)。鑑於Su35近年來多次參展因此其發動機參數極易獲得且可信度較高

有關中國採購蘇35的細節已經曝光:協議的具體數量是24架,不包含技術轉讓,中方並未要求包括117S發動機在內的任何技術轉讓。說白了,我國根本看不上117S。。

首先說WS15發動機的論證工作,是從2005-2006年開始的,距今已經過去7,8年了。

WS-15全稱渦扇15“峨眉” 渦扇發動機,是為我國第四代重型/中型戰鬥機而研製的小涵道比推力矢量渦扇發動機。由606所、624所、614所、410廠、430廠和113廠等單位專家組研製。

“峨眉”航空發動機的技術驗證機在2006年5月首次臺架運轉試車成功。這標誌著我國在自主研製航空發動機的道路上又實現了歷史性跨越,在研製我國第四代中型戰鬥機的征程上邁出了堅實的重大一步。2007年3月原形機首次臺架運轉試車成功,預計2013年3月發動機完成設計定型試驗,2014年7月生產型發動機定型。

從中國燃氣渦輪研究院(624所)工作會上獲悉,我國自行研製的推力推重比為9的渦輪風扇航空發動機的核心機CJ2000於2005年4月14日首次點火成功後,推重比為9的渦輪風扇航空發動機的核心機已於2005年7月上旬在臺架運轉試車時,各種性能完全達到了設計指標,轉速推到地面最高轉速(換算轉速102.2%)-----“峨眉”航空發動機的技術驗證機在2006年5月首次臺架運轉試車成功。預計,2009年6月“峨眉”發動機的原型機將完成FRET(飛行前鑑定試驗階段),預計2013年3月發動機完成設計定型試驗。

進氣口:

進氣口採用全鈦結構環形進氣機匣,帶18個可變彎度的進口導流葉片,其前部為徑向支板,後部為可調部分,

前緣則以來自高壓壓氣機的空氣防冰。

風扇:

風扇採用3級軸流式寬弦實心鈦合金風扇葉片,第1級風扇葉片採用寬弦設計,風扇葉片可拆換,帶有中間凸臺。第2和第3級風扇為用線性摩擦焊技術焊接成的整體葉盤結構。風扇機匣是整環結構,風扇轉子作成可拆卸的,即第2級盤前、後均帶鼓環,分別與第1、3級盤連接。增壓比約為4.01。3級靜子和轉子均為三維流設計。

高壓壓氣機:

高壓壓氣機採用6級軸流式,增壓比7.16。前3級轉子為整體葉盤結構,是在鍛坯上用電化學加工出來的。後3級轉子葉片通過燕尾形榫頭與盤連接。前3級定子葉片材料為鈦合金。轉子為電子束焊和螺栓連接的混合結構,採用三維流技術設計。定子部分進口導流葉片和第1、2級靜子葉片為可調,前3級盤用高溫鈦合金製成,第2級盤前、後均帶鼓環,分別與第1、3級盤連接。第4~6級盤由鎳基高溫合金粉末冶金製成,用電子束焊焊為一體,用長螺栓前與第3級盤連在一起。鈦合金整體中介機匣和對開的壓氣機機匣,設有孔探儀窺孔,用以觀察轉子和其他部件。

燃燒室:

燃燒室採用短環式燃燒室,火焰筒採用激光打孔的多孔結構進行冷卻,火焰筒為整體雙層浮壁式結構,外層為整體環形殼體,採用雙通路噴嘴,燃油經22個雙錐噴嘴和22個小渦流杯噴出並霧化,實現無煙燃燒,具有均勻的出口溫度場。

高壓渦輪:

高壓渦輪採用單級軸流式,採用國內第二代單晶渦輪葉片材料、隔熱塗層和先進冷卻結構。單級軸流式,不帶冠,採用氣膜冷卻加衝擊冷卻方式。轉子葉片和導向器葉片材料均為國內第二代單晶材料,葉身上有物理氣相沉積的隔熱塗層。機匣內襯扇形段通過冷卻空氣進行葉尖間隙控制。轉子葉片和導向器可單獨更換。渦輪部件採用單元體結構設計,由渦輪轉子、導向器、渦輪機匣、渦輪後機匣和軸承機匣等五個組件組成。

低壓渦輪:

低壓渦輪採用單級軸流式,與高壓轉子對轉,空心氣冷轉子葉片,帶冠。轉子葉片均可單獨更換,導向器葉片可分段更換。仍然採用了低壓渦輪導向器。低壓渦輪輪盤中心開有大孔,以便安裝高壓轉子的後軸承。

加力燃燒室:

加力燃燒室採用整體式,採用徑向火焰穩定器,火焰穩定器由1圈“V”形中心火焰穩定器與36根徑向穩定器組成。徑向穩定器用風扇空氣冷卻,加力筒體採用阻燃鈦合金以減輕重量,筒體內作有隔熱套筒,兩者間的縫隙中流過外涵空氣對筒體進行冷卻,中心環形火焰穩定器沿圓周做成12段,可以自由膨脹,整套火焰穩定器可以在發動機裝在飛機上的條件下進行更換。

尾噴管:

尾噴管採用全程可調收斂、擴張式三元矢量噴管—在俯仰方向可作±25°偏轉。從+25°到-25°的行程中只需1.5秒鐘。用於調整飛機俯仰飛行姿態。裝有先進的陶瓷基複合材料的尾噴管調節片。

控制系統:

控制系統採用推力和矢量由雙餘度全權限數字電子控制系統控制(FADEC),按風扇轉速和核心機壓比調節發動機工作,有故障隔離功能。


猴子軍師


ws-15算是中國航空工業的一次超水平發揮。

之前我們得知ws-15發動機的研製資料,ws-15發動機是中國獲得了俄羅斯的r-79b-300發動機後在此基礎上進行的研發。



本身r-79b-300計劃使用在雅克-141垂直起降戰鬥機上為了後面的適量噴管在技術上做了太多的妥協。因此並不算是成功的發動機。

早期研究過程中計算即便是國內通過改進和減小重量ws-15的推重比也僅僅可以勉強的達到8,依舊是很難驅動J-20這樣的重型戰鬥機。然而最新的資料表明ws-15推中比已經達到了9.5-10.87之間。這是一個驚人的數據。

要知道最初的r-79b-300發動機的推重比只有5.64,在去掉矢量機構厚推重比也僅僅能夠達到6.2。

我們在以及ws-15的研發過程中會減少部件複雜度,加大輕型材料所佔比例的前提下計算ws-15的發動機推重比最多能達到8.1。


現在看到新的ws-15對r-79b-300發動機僅僅是繼承了原理級別的內容,整體結構有了大幅度的改變,再材料上比原始設計又了大幅度提高。


新的ws-15 比r-79b300直徑小了將近40%重量減輕了近900公斤。推力卻保持不變並有所提高。在航空工業上應當說是一個奇蹟。

本身ws-15的存在意義甚至要大於殲-20的橫空出世,在ws-15的基礎上再努力下我們會有更大推力的發動機。現在看ws-15雖然是領先水平,但還只是我們航空工業的一小步。


軍武數據庫


ws_15是我國殲20所配套的發動機,屬於第四代大推力發動機,採用了各種技術結晶的最先進發動機,擁有三維矢量推力技術,推力在17噸。是一款小涵道比加力式渦扇發動機,推重比在10左右,壽命估計2000小時。

F135發動機是為F35聯合攻擊戰鬥機所研製的大推力發動機,是世界上第二款推重比過10的發動機,推力為19噸,推重比為11.7,壽命估計一萬小時左右。



F119發動機是F22的發動機,是世界上第一款推重比10的發動機,推力為10噸,加力推力15.5噸,採用二元矢量推力技術。壽命8000小時。


EJ200發動機是歐洲颱風戰機所使用的發動機,雖然說颱風不是四代機,但EJ200稱呼為四代機動機名符真實,推力9噸的發動雖然沒有矢量推力技術,但依然能讓颱風戰機發揮超機動性能,推重比也達到10一級。


產品30發動機,也可以稱為AL41發動機,是留裡卡設計局設計的用於蘇57的發動,據說其推力達到18噸,推重比11。壽命應該有7000小時,,採用三維矢量推力技術。



其中F119最好,雖然是十年的產品?但性能依然強動,更別說普惠公司這些年對其的改進了。F135雖然推重比大,推力大,但只有垂直起降系統先進,它採用F119一樣的核心機,加大了進氣流量,雖然推力太,但也導致其高空性能差些。,渦扇15採用三維矢量推力發動機,推力推重比上雖然趕上F119但在壽命仍有缺點,產品30屬於看不到實物,雖然推力推重比很好,但其推重比要有些水分,,按俄標減一才是真的,EJ200是好,代表歐洲戰機發動機的最好水平。可惜殲31用不上這好東西。


分享到:


相關文章: