我国的歼20换装我国的国产涡扇15有多大的性能提升?

蓝海梦想666


我国现役的第五代隐身战机是歼20战机,作为我国自主研制的第五代隐身战机,歼20的横空出世不光让西方国家吃惊,更是直接让当时访华的美防长盖茨丢了官衔。而且歼20战机无论是在气动布局设计上还是作战技能的硬件装备上,不光体现了我国航空工业的实力表现,更是在气动布局设计上独出心裁并让全球军工企业对其心服口服。但是在歼20战机首飞到服役的这几年时间里,不管是外界还是我们国人都对其现存的一个小小遗憾而感到遗憾,这就是作为第五代隐身战机的歼20还没有装备其本该有的高性能发动机,所以国人一直在期盼歼20战机能够尽早装备本该属于它的发动机来进一步提升其综合作战实力。

从现有公开的消息来看,歼20后期会换装我国自主研制生产的涡扇15大推力发动机,涡扇15作为我国为歼20这类第五代隐身战机而研制的小涵道比推力矢量涡扇发动机,其不光在技术标准上追赶上了国际领先水平,更是标志着我国在自主研制航空发动机的道路上又一次实现了历史性的跨越。

而涡扇20发动机从公开消息来看,其属于我国自主研制的一款大涵道比、大推力航空发动机,未来定位于为国产运20大型战略运输机和国产C919支线客机提供动力。虽然现阶段涡扇20发动机还没有公开亮相,但是外界对于其关注度丝毫未减,因为涡扇20大推力航空发动机的研制成功,不光结束了过去我国不能自主研制生产大推力、大涵道比航空发动机的历史,更是为我国国产运20军用大型运输机和国产C919支线客机的未来发展提供了坚实保障。

对于换装了涡扇20发动机后变得运20大型运输机而言,涡扇20发动机不光带来了推力上的提升,更是在油耗等方面有了显著提升,所以推力增大后也就意味着运20运输机的最大起飞重量和最大载重量有了一定提升,同时油耗的下降也就意味着运20作为我国自主研制的战略运输机其作战航程将会达到一个历史新突破。

同样对于换装了更先进的涡扇15发动机后的歼20而言,涡扇15发动机所带来最大的好处就是超音速巡航能力的恢复,而超音速巡航能力一直是作为五代战机4S指标中的重要一环;而且涡扇15发动机更大推力和矢量推进技术也赋予了歼20战机更大更强的超机动飞行能力,让歼20战机在保家卫国的征程中更得心应手。


魑魅涅槃


大家好!我是小柳聊聊兵,我来回答这个问题,歼-20战斗机是我国第4代隐身空中优势战斗机;W S-15发动机是我国研发的推力最大的 军用小涵道比发动机,它的推力达到了18.5吨,推重比超过10,相比目前正在使用的W S-10/B发动机,无论是单台发动机推力,还是推重比,都要高出一个数量级,WS-15发动机是歼20战斗机的原配发动机;

一. WS-15发动机

(1). 三维矢量

WS-15这款发动机的材料和结构设计都有了重大进步!它的涡轮前温度已经达到了1800度,是一款大推力三维矢量发动机,因为有三维矢量,该发动机的尾喷口,是可以做大角度矢量摆动的,该发动机的三维矢量能力,已经通过歼-10/B验证机检验了,效果是非常不错;

(2). 材料工艺

W S-15发动机的定位是一款第4代、高性能、大推重比的先进发动机,可以给战斗机提供超机动性能。W S-15发动机的风扇采用的是,3级轴流式宽弦实心钛合金风扇叶片,第1级风扇叶片采用宽弦设计,第2级和3级风扇采用线性摩擦焊技术,焊接成一个整体的叶盘结构;

风扇机匣是整环结构,增压比约为4 。压气机采用的是6级轴流式,增压比为7.5。高压涡轮采用的是,单级轴流式,使用的是国内第三代单晶涡轮叶片材料、隔热涂层和先进冷却结构。尾喷管采用的是,可调节、收敛、扩张的三元矢量陶瓷复合材料调节片喷管;

长久以来,我国发动机的推重比一直上不去,有材料的问题,也有设计和加工的问题。而新型合金的使用,可以提高涡扇叶片的耐高温能力,提高了发动机进气口的温度,从而来增加发动机的推力,极大提高了发动机的推重比;


二. 歼-20战斗机

歼-20战斗机是成飞研制的我国第4代隐身重型空优战斗机,是一款双发重型战斗机,具备隐形战斗机的所有特性。因为该机的机身为银灰色,被广大网友昵称为“银河战舰,相比于世界其它隐身战斗机,歼-20的机身更长;

该机的鸭式布局,比其它常规布局的战斗机,有更稳定的飞行包线,还可以得到较低的超音速阻力,只要发动机的推力合适,就可以获得超音速巡航能力;即便发动机性稍差一些,也可以获得与美国F-22战斗机相当的超机动性能;

三. 总结

从上面那两方面分析,我们基本了解了WS-15和歼-20的基本特性,WS-15发动机,原本就是歼20战斗机的原配发动机,只是研发进度稍微慢了一点,没跟上歼-20的服役脚步,随着WS-15发动机的成熟,歼-20战斗机一旦与它相结合,将会是质的跃升,无论是超音速巡航,还是超机动能力,都会超过F-22战斗机。


小柳聊聊兵


不换涡扇-15,歼20也可以凭借吊打四代和四代半战机。但是遇到像Su-35这样带推力矢量喷管的战斗机,歼20狗斗应该是打不过的,只能是凭借隐身优势远就离狙杀。所以拥有推力矢量的发动机是必要的,这是歼20达到完全体的关键。

除此之外,歼20想和F-22同台竞技,也必须有涡扇-15。原因是:歼20和F-22都属于拥有较高超音速升阻比和过载能力的机型,也就是说二者都是为超音速格斗而生的。F-22在1.8马赫下依然能做出6G大过载机动,可见这款战斗机有多可怕,超音速下F-22打F-35和其他四代战机就像老鹰捉小鸡一样,小鸡显得是那么可怜弱小又无助。歼20也具备相同特性,外形设计已经表明它是为超音速而生的。

歼20的机翼后掠更大,整体锥角小于F-22,表明它非常重视超音速性能

F-22的二元推力矢量技术是实现超音速下大过载机动能力的一个关键


那么在超音速段,两者谁拥有更多的剩余推力,谁能做出更大过载的机动,谁的胜算也就越大。

所以涡扇-15对歼20的意义是不言而喻的,是歼20能否登上兵器排行榜之巅的关键所在。涡扇-15应该是一款推重比10一级,拥有推力矢量喷管的大推,这意味着歼20装上它可以较为容易地实现超音速巡航,矢量喷管可以通过偏转参与超音速下的配平,这样相当于其他翼面偏转角度变小,减少了迎风面,配平阻力将进一步减小。也就是说,不光是推力变大大了,阻力还变小了,用王司徒的话说就是:

实际上,歼20上矢量发动机已经是半公开的秘密,连杨伟院士接受采访时都没有否认这一点。珠海航展上的歼10B,就是歼20上新发的一个热身动作。

杨伟院士表示:矢量出来了就用到新飞机上,新飞机是啥?

飞舞的摩羯大佬创作的一副漫画,珠海航展我们看到的歼10B表演机,其实恰恰是给歼20矢量版热身用的


纸上的宣仔


作为我国研制的第一款第五代战斗机,歼-20战机的进度和动态一直深受众人的关注,而且进展神速,目前歼-20也已经开始批量服役,也有数十架了。但由于发动机的缘故,歼-20受到的评价一直是“褒贬不一”!

早期的歼-20使用的是俄制AL-31F发动机,寿命短、推力小使得歼-20难以发挥出其卓越的性能,为此不少网友称歼-20算不上第五代战斗机!又经过几年的发展与改进,歼-20战机开始涡扇-10B增推版发动机,单台涡扇-10B增推版加推力可以达到14吨,性能依然不错!

不过,歼-20即便换装涡扇-10B增推版之后,对于歼-20的需求来说依然不够用,比如同为第五代战斗机,F-22的最大起飞重量为36吨,但其使用的是两台单台推力16吨的F119-PW-100矢量发动机,如此强劲的推力使得F-22可以实现超音速巡航以及超机动;

而最大起飞重量达35吨的苏-57之前使用的2台AL-41F1-117S发动机,单台最大推力15吨;而目前苏-57正在换装最新的“产品-30”矢量发动机,该发动机单台加推力可达18吨!

根据众多媒体的报道来看,歼-20最大起飞重量在37-39吨,比F-22和苏-57都要搞,但相比较之下的单台推力只有14吨的涡扇-10B对于歼-20战机肯定是不够的,推力不足使得歼-20并不能实现超音速巡航,超机动的实现也是在加装鸭翼、优化气动布局的情况才艰难实现的,所以歼-20要想发挥出其应有的性能,换装更加先进的发动机是当务之急!

不过,歼-20的专属涡扇-15矢量发动机还在研制之中,并且为三元矢量发动机,而从目前的情况来看,涡扇-15矢量发动机的最大推力可以达到18吨,相比涡扇-10B将有4吨左右的提升,这一推力对歼-20来说才是真正的够用,才能实现超音速巡航。

而且作为矢量发动机,涡扇-15使得歼-20战机即便没有鸭翼也能实现超机动!如此下来,歼-20的超隐身、超机动、超隐身、超视距的4S标准才可以完全具备,歼-20的综合性能才能大幅度提升,达到世界领先水平!


天下布武


J-20换装WS-15,从目前的消息来源观察的话,那么可能有大概两方面的提升:1. WS-15会拥有更大的推力。2. WS-15具备TVC的功能。

更大的推力

如果WS-15具备上述的功能,那么WS-15对于J-20的性能会有极大的提升。我们先看第一点,WS-15拥有更大的推力。

推力提升的好处有两点:1. 机动能力。2. 超巡。

推力提升,那么飞机在自重不变的情况下,推重比就会得到提升,推重比对于飞机的机动性有着极大的帮助。

这是能量机动理论的公式,从图中我们可以看出来SEP的大小与推重比和升阻比有直接的关系,推重比和升阻比越大,SEP越高

SEP值越高飞机的能量机动性越好,稳盘,爬升,横滚,加速的综合性能就越好。

更大的推力第二个好处就是能够有效的让J-20更好的实现超巡。我们知道J-20的气动设计是专注于超音速能力的,比如远距鸭翼+三角翼,大长细比机身等等。

虽然J-20的优点在于超音速设计,但是J-20想要超巡可能还是具备一定难度的。(注意是“可能”这只是我的推测)

超巡有三个难点:1. 超音速波阻。2. 超音速配平阻力。3. 优秀的发动机(涵道比较小,增压比较小等)

J-20的主翼是典型的小展弦比大后掠角设计,这样的设计有效的减小了超音速波阻,此外更大的长细比机身等设计也有效的减小了波阻

J-20在尽可能减小波阻的同时,依靠远距鸭翼有利于超音速配平的特点有效减小了配平阻力。(具体原因就不解释了,远距鸭翼更利于超音速配平是因为相较于平尾来说力臂更长)

可以说J-20在前面两点都做得很好,如果发动机的问题能够通过WS-15解决掉,那么毫无疑问J-20超巡是一点问题都没有的。

WS-15具备TVC的功能

推力矢量的好处也有两点:1. 机动能力。2. 超巡(减小配平阻力)

我们都知道TVC可以在关键时刻提高飞机改变机头指向的能力,它对于机动能力的提升是显而易见的。

J-10在珠海航展上依靠TVC成功的表演了眼镜蛇机动

TVC对于飞机机动性的提升也不止是改变机头指向,它对于俯仰配平能力也有极大的提升,也就是说TVC能够提升J-20的可控攻角。

鸭翼机的可控攻角一般较低(目前笔者在观察中,无TVC的鸭翼机的可控攻角一般是不超过30度的,这也是鸭翼机一般不具备过失速能力的原因),攻角对于飞机的有着很大的意义,因为升阻比是随着功角和速度变化的函数。

如果J-20装备TVC,能够有效提高攻角的话,那么是否可能将前缘襟翼改为加厚前缘半径呢?(就像F-15一样)也就是说通过前缘吸力来提升飞机的最大升阻比。<strong>

就像这幅图中右边的升阻极曲线一样,前缘吸力的出现导致最小阻力系数比零升阻力还要小一点,表现在图中就是,最小阻力系数右移,这样的话最大升阻比就会更高

当然J-20选择前缘襟翼本身也增加了升力系数,两者谁的效果更好?我也只是在这里猜测而已。(观察上面那副J-20的图,我们发现J-20下放了前缘襟翼,同样增大了升力系数)

两者其实本质是差不多的,不过取消前缘襟翼可能更有利于前向RCS。(再次重复,我仅仅是猜测)

TVC同样对超巡有好处,因为它能够有效的减小超音速配平阻力。虽然J-20已经有远距鸭翼能够减小的配平阻力,但是远距鸭翼力臂再长都要进行舵面偏转,只有这样才能进行配平。

这样虽然能够减小配平阻力,但是却远不如TVC来的更彻底,当飞机拥有TVC时,可以通过TVC的偏转能力进行配平,很大程度上杜绝了舵面偏转的动作,可以大幅度的减小超音速配平阻力。

F-22就是典型的例子,在气动设计方面远距鸭翼+三角翼比常规布局更适合超音速这是毫无疑问的。但F-22作为常规布局依靠TVC进行俯仰配平,极大的减小了配平阻力,超音速升阻特性反而超过单纯的远距鸭翼+三角翼

我国的歼20换装我国的国产涡扇15有多大的性能提升?答:WS-15的更换,可能会使J-20在机动能力和超巡方面有着极大的提升。

以上的结果仅仅是笔者个人的猜测,很可能与实际结果有较大不符,欢迎在评论区一起理智讨论。


英雄光


歼20首飞距今已经超过8年时间了,在这8年时间内,歼20虽然广受称赞,但是也饱受质疑,而质疑的重点就是它的发动机!

虽然官方把歼20战斗机定性为第四代先进隐身战斗机,但是很多人却提出了质疑,那就是歼20战斗机依然使用了第三代战斗机的发动机,所以认为歼20的机动性很差,也不能进行超音速巡航等,不像美国的F22战斗机那样使用了性能更先进的第四代发动机,具有二维矢量功能,机动性强,可进行超音速巡航。



的确,歼20一开始试飞的时候,使用的是俄罗斯制造的AL-31系列发动机,这和当时我们的发动机技术能力有限有关系,也确实影响了歼20战斗机的部分性能。

但是我们的科研工作者经过不断努力,目前歼20战斗机已经已经换装了国产WS-10发动机,彻底的解决了歼20发动机的短板问题,提高了歼20战斗机的机动性,让歼20战斗机成为名副其实的四代机。


不过我们并没有停止脚步,目前有消息证实歼20战斗机已经在进行推力更大的WS-15发动机的匹配和验证。WS-15是我们研制的一款新型喷气式发动机,专门为歼20四代机量身定制。

WS-15发动机最显著的提升就是推力增加了,由WS-10发动机的单发14吨的推力,提高到了目前WS-15发动机最大19吨的推力,推力的提升无疑就增加了歼20战斗机的载重量和速度,能携带更多的弹药和油料,同时歼20的巡航速度也有提升!

按照官方一则新闻报道,说歼20战斗巡航一分钟能够飞行52公里,换算为马赫数就是接近2.5马赫,这样超音速巡航速度很有可能就是换装了WS-15发动机的原因。

除了载弹量、航程和速度的提升,换装WS-15发动机的歼20战斗机,机动性也会有所提升,歼20目前是全球体积尺寸最大的四代隐身战斗机,所以需要像WS-15这样大推力的发动机提供充足的动力来源,让歼20战斗机虽然体型庞大,但是依然身轻如燕!

目前歼20战斗机从2017年服役,到目前已经服役超过两年时间,虽然已经服役,但是歼20战斗机还在不断的进行升级改进,除了前面提到的换装新式的WS-15发动机,歼20还在不断提升配套武器水平,未来更多先进的武器会配备歼20战斗机!



最后说一句话,面对歼20战斗机,我们不应该质疑它,而是肯定它!你所质疑的装备是在保护你,而你所崇拜的武器,是用来攻击你的!


资讯所长


目前来说,歼20战斗机安装的是AL-31F发动机的升级版99M系列,小道消息说太行发动机正在装歼20试飞。而“涡扇-15”发动机还在研制之中,不知道何时能够装备歼20战斗机。


既然题目中问到,如果歼20安装“涡扇-15”发动机,性能有多大提升,那就具体分析分析。 如果歼20换装“涡扇-15”发动机,那歼20的机动性,航程都会有相应的变化。


歼20的机动性

说到机动性,就不得不提一下“能量空战”了。先来看一个计算公式:单位剩余能量(SEP )与推力(P)和阻力(Q)之间的关系。

显而易见的是,增大推力,减小阻力就可以增加战斗机的剩余能量。 而当今的空战,高能量的战斗机拥有巨大的优势。己方战斗机拥有很高的能量,在近距格斗时可以提前占据有利位置,最好是敌机的六点钟方向。节省导弹的能量,扩大敌机的不可逃逸区。此外,己方摆脱来袭导弹时,也显得游刃有余。



“力大砖飞”是用来形容F22战斗机的,如果歼20安装了“涡扇-15”发动机,那也可以来形容歼20。“涡扇-15”发动机的军用推力在11吨左右,加力推力在17吨左右。有了涡扇-15发动机之后,歼20的单位能量就会比现在版本的多,超音速巡航能力也更强,机动性也更好。


由于歼20的气动布局已经确定了,即便是换装发动机,也只会对后机身进行修型,不会大刀阔斧的改变。由于歼20的气动布局本身就是超音速性能优化了,在发动机推力不足的情况下,能不能具有超音速巡航能力还不确定。但可以确定的是,一旦歼20换装涡扇-15,其超音速巡航能力一定比F22强。

提升超音速巡航性能的的主要办法就是增大超音速巡航升阻比,增大推力。而提升超音速巡航升阻比的方式有:减小波阻,机翼弯扭和自配平,放宽静稳定度。 主要看一下如何减小波阻,减小波阻的方法有:增大机翼后掠角,减小展弦比,减小机身横截面积,减小机翼相对厚度,增大长细比等。而歼20战斗机的机翼后掠角比较大,机身修长,小展弦比,长细比大,完全是为增强超音速性能而设计的。可以说,歼20的气动布局已经为超音速巡航做好了准备。一旦涡扇-15投产,那么歼20的超音速巡航性能必然超越F22。



战斗机在飞行时会产生四种阻力:压差阻力,诱导阻力,干扰阻力,摩擦阻力。一般来说,在亚音速飞行时,诱导阻力占的比重比较大;超音速飞行时,激波阻力占比重比较大。


提升亚音速机动性无非就是减小诱导阻力,翼载荷小,展弦比大都有利于减小诱导阻力,而歼20的机翼面积小,翼载荷就大。此外,其展弦比也是小的。总的来看,歼20的在亚音速机动行时,诱导阻力不会小。如果换装涡扇-15发动机,当其推力增大同时,诱导阻力也随之增大。这就要看,推力减去阻力的值和原来相比是变大还是变小。变大的话,能量增加,变小的话,能量减小。

而超音速机动性必然是增强的,毕竟气动布局就是为超音速机动性优化的,再加上强劲的发动机,那超音速机动性超越F22也是正常的。(图片来自网络)


江山何沉


涡扇15是我国在研第四代航空发动机,正在实验阶段,关于它的性能,一直成为军迷网友们热议的话题。现在的歼-20,都知道,因使用的俄制AL-31M1发动机,性能并不能达到设计的技术状态,配套的涡扇15未好,作为骨干制空战斗机,要受到一定影响,比如能不能实现超音速巡航,发动机没有偏转矢量推力喷口,机动性会不会有所损失等等。其实现在的歼-20,我们可以成为歼-20A,完全可以满足于使用,有了即能先练起来,练习的不只是要熟悉飞机一部分性能,还有战术,还有体系间的协调等等,成熟起来的歼-20部队,今后歼-20B交付后,便能很快入手成军,推动我空军战力的提升。所以,装配了WS15的歼-20更佳,没有WS15,也可以满足作战需求,敬请放心。

歼-20的天空

在珠海,歼-20的飞行员说,一旦实现了超音速,天下就是它的了。怎么理解?网友们一个疑窦就是现在受困于发动机,还不能实现超音速。按照美国五代机划下的4S,我们隐身足够好,超信息优势也能跟得上,剩下两个S要勉强一点点。要如此琢磨,也不是不可以,我们可以思考美国两型五代机的技术,从入役到现在,技术状况不断,远未达到服役状态。技术进步有一个渐进的过程,都这样。F-22入役14年,至今仍在7000米以下飞行,F-35有960多项技术不确定,谁能想到正在大批量生产呢?总师杨伟给它写了一封信,把歼-20的情况已得足够清楚,不是吗?

威龙营空

以战斗的姿态,一次次呼啸而至,一次比一次听得更真切,实事就是,我们正式迎来了“威龙”当家的日子,即五代机时代。致于什么时候换装涡扇-15,已不用另行发布。毋庸置疑,什么时候听上一段WS15的广告会更精彩。话说涡扇10的推力达到了14.5吨,AL-31F-M1的推力达到了13.5吨,而涡扇15的推力要在18.5吨,与俄下一代“产品30”能持平。换装歼-20后,推力整整提高了5吨,可以想像得到,超巡能力1.8,更有网友测算最高速度达到了2.2马赫,就是相当了不起的一件事。


魂舞大漠


进入完全体,在任何领域都不输F22。


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