換裝了渦扇-10B的殲-20,還有必要再等渦扇-15嗎?

用戶4474642174


高性能發動機的缺失是制約我國航空工業發展的最大“瓶頸”之一,殲-20表現的尤為明顯!我們已經有能力研製出第四代隱身戰鬥機,卻因為只能安裝第三代發動機無法發揮出第四代戰機該有的性能!為此,甚至有俄羅斯專家“嘲諷”稱殲-20不如蘇-35!

最開始的殲-20驗證機使用的是俄製AL-31F發動機,該發動機除了壽命短之外,推力也只有13噸,對於最大起飛重量超過35噸的殲-20來說根本不夠用,而殲為了最大限度提升機動性和改善發動機推力不足在氣動上做了不少功夫,但這並不能從根本上解決問題!

之後的殲-20小批量試產版不少才用了國產渦扇-10改進型發動機(暫且稱為渦扇-10X),改系列發動機是在俄製AL-31發動機的基礎上研製的,除了為了實現國產化不受制於人之外,在設計上也有不少改進,壽命有所提升(1500小時左右吧),推力也達到了14噸!

不過殲-20換裝渦扇-10X也只是無奈之舉!目前,殲-20的專屬第四代大推力小涵道比渦扇發動機也就是渦扇-15尚在研製之中,而殲-20不可能一直等著渦扇-15而不批量生產,畢竟第四代隱身戰機了,很少需要狗鬥,暫時用渦扇-10X還是勉強可以的。

當然了,殲-20的在動力上的目標是高機動和超音速巡航,這樣才能在遇到敵方四代隱身機的時候不落下風,很顯然不管是俄製AL-31F還是渦扇-10X發動機都無法滿足,所以殲-20必須要搭載更加強大的渦扇-15發動機!

12年的時候就傳出渦扇-15地面試驗最大推力達到了18噸的消息,這相比渦扇-10有了很大的提升。此外,從珠海航展殲-10B搭載太行版三元矢量發動機的情況來看,渦扇-15的設計方向應該也是三元矢量,並非F-22所用F-119發動機那樣的二元偏轉。

今年年初傳出渦扇-15生產03批,這個03批應該還只是驗證機,距離定型試飛還有一段距離,因為驗證機後面是原型機,之後是設計定型,然後才是生產定型!所以,雖然殲-20的最終需求是渦扇-15矢量發動機,但在接下來3-5年的還將繼續使用渦扇-10X發動機!


天下布武


您好!我來回答您的這個問題。

渦扇-10B、渦扇-15都沒有必要去等了!

首先,必須明確一點從2019年5月16日曝光的所有殲-20,帶有機號加入中國空軍服役的殲-20隱身戰鬥機中,沒有一架使用太行渦扇發動機版本的殲-20。而太行發動機更多的是在測試階段,殲-20隱身戰鬥機僅有一架仍然在測試之中,並且這架太行版本的殲-20戰鬥機早在2018年就已經全面曝光了。

殲-20隱身戰鬥機此時此刻並沒有使用上太行發動機,更沒有使用上渦扇-15發動機。相對於太行-B渦扇發動機,雖然產量、可靠性真心令人堪憂,但好說發動機已經成型了,發動機已經出來了,最大問題就是產能和可靠性,可渦扇-15發動機現在連個影子都沒有,哪怕是PPT介紹文件圖片都沒有,都不知道渦扇-15發動機長什麼樣的情況下,指望一款不知道猴年馬月才能見面的發動機,殲-20隱身戰鬥機等不起,中國空軍等不起,中國也等不起。

反觀殲-20隱身戰鬥機,其設計理論不是依靠能量機動、空中格鬥機來設計的,殲-20是一款新時代下的五代機,其特點就像楊偉總師講的那樣:高信息化、超視距打擊、超感知能力,說白了未來空戰靠就是隱身、信息化,並不繼續追求什麼空中格鬥了。從這個角度來看,殲-20隱身戰鬥機沒必要等渦扇-15,就連渦扇-10B也沒有必要。對於殲-20來說現在的發動機就夠用了。


南國軍情


首先,並不存在換裝WS10B的問題,因為J20試飛時用的就是WS10B,一直到部隊服役都是這個發動機。只是試飛剛開始沒有裝備矢量噴口,在試飛的後段才換裝了矢量噴口(這方面請參看本文末尾鏈接中相關文章(1))。關於J20試飛和裝備部隊用的什麼發動機,到現在網上一直有各種不切實際的猜測,有說是AL31FN的,有說99M1的。關於這個問題實際上是有官方標準答案的,早在2011年央視國防軍事頻道就曾經公佈過J20發動機的型號,講的非常清楚,用的就是WS10B。(關於這點本文末尾視頻鏈接中有當年電視錄像可供參考(2))

第二個問題,WS10B的性能如何,這個問題也有官方標準答案。去年深圳衛視在介紹J10C服役時公佈過WS10B的性能,其中間狀態推力為90千牛以上,加力推力144千牛。(關於這點本文末尾視頻鏈接中有深圳衛視電視錄像可供參考(3))

第三個問題,裝備WS10B的J20性能如何,能否有效抗衡F22。WS10B的中間狀態推力為90千牛以上,加力推力144千牛,推重比8.8左右。如果大家對發動機技術有所瞭解,就應該知道,這個WS10B的核心機肯定已經不是原來太行發動機的核心機了。因為90千牛的中間狀態推力超出太行發動機太多了,靠太行原來的核心機已經不可能做到了,太行發動機的中間狀態推力只有7.5噸左右,需要提高20%以上,這個只能靠高推核心機了。中間狀態推力提高25%,就相當於推重比從8提高到10,已經是跨代了。(這方面請參看本文末尾鏈接中相關文章(3))。F22配套發動機F119 的中間狀態推力為105KN,加力推力155.7KN。顯然J20發動機性能上是有差距的,但是話說回來,戰鬥機性能的比拼是從系統頂層性能開始的,不是從零部件開始的。F119發動機性能是超過國WS10B的這點是沒錯,但是戰鬥機的飛行性能不光要看發動機,還要看氣動設計。例如F35戰鬥裝備了10個推重比的F135,但是F35最大飛行速度只有1.6馬赫左右,超巡就不用提了。所以我們還是要看看氣動設計。

關鍵是整機的阻力系數。J20和F22兩架飛機的機身截面形狀相似,尺寸也差不多,但F22為了獲得更好的視野加高了座艙下方機身,這會增加阻力。J20機身長度在20.5米左右,F22是18.9米。J20因為採用三維軸對稱矢量噴口,所以機身尾部阻力要大於F22,總體上J20整機長寬比更大,有利於減少超音速飛行阻力。J20的翼展在12.88米左右,F22在13.56米,J20翼展更小,而且J20機翼後掠角度更大,這樣波阻更小。J20機翼面積約為68平米,F22機翼面積為78平米,J20鴨翼面積也比F22平尾面積小,所以就水平翼面摩擦阻力來說J20佔很大優勢。J20採用全動式垂尾,面積只有F22一半左右,雖然多出了腹鰭,但即使兩者相加面積仍然要遠小於F22的垂尾,而且,J20垂尾和腹鰭後掠角度都很大,所以無論波阻、摩擦阻力都要比F22的垂尾小的多。兩架飛機的氣動佈局完全不同,F22是常規氣動佈局,J20是鴨式氣動佈局。常規氣動佈局中平尾為了配平產生的升力是負的。為了產生負升力需要付出配平阻力的代價。而鴨式氣動佈局鴨翼和機翼的升力都是正的,完全沒有這個問題。

綜上所述,J20的氣動設計要比F22的氣動設計先進不少,整體阻力系數更小,估計有百分之十幾的技術優勢。配合WS10B,J20仍然能夠獲得不低於F22的超音速巡航能力和最大飛行速度。配合差動鴨翼和三維矢量推力噴管,J20在近距離空中格鬥中仍然能夠取得優勢。所以對J20來說,目前的WS10B性能是足夠的。當然,如果將來能夠換裝WS15發動機J20就可以取得更大的技術優勢,這就屬於錦上添花了。目前J20 2021號原型機正在試飛WS15發動機,此階段WS15中間狀態推力為108千牛,加力推力156千牛(這方面請參看本文末尾鏈接中相關文章(4))。

按照去年劉大響院士透露的消息。WS15將在2至4年後定型,這樣意味著,到時侯WS15已經完成小批量試用可以大批量生產了。

(1) J20發動機的尾噴口 | J20 VS F22 專題

https://www.toutiao.com/i6681914474326131212

(2)J20的過渡動力 | J20 VS F22 專題

http://www.365yg.com/i6682339658405249550/#mid=1588955036895240

(3)渦扇十五三步曲 | J20 VS F22 專題

http://www.365yg.com/i6682340951840522765/#mid=1588955036895240

(4)WS15發動機的性能推算 | 航空發動機專題

https://www.toutiao.com/i6684767904296075783/

如果大家對J20 與 F22性能對比感興趣,關注本頭條號,在J20 VS F22 專題中共計有20篇左右內容可供參考。


尖端防務


語不驚人死不休,為了吸引眼球,說什麼換裝了渦扇-10B,推力達到了F-22發動機的90%,正是莫名其妙!渦扇-10B的推力沒有公佈哪個知道,殲-20最大起重多少,也無人清楚,現在世上唯一清楚的是一件事,殲-20的目標型發動機,就是渦扇-15,沒有其一。目前也沒有任何消息證實,殲-20就換裝了渦扇-10B,所以今天討論的意義,只在最後一句,換裝了渦扇-15會怎樣。首先要涉及到渦扇-15的定義,有人只說推重比為10,應該在10以上,作為中國第四代發動機,我們瞄準的是最前沿,不是說到了10便會止步不前,可以增推的,懂嗎?空重不大,推比在12以上,這就是四代航發的設計目標呀,難道不是這樣嗎?讓魂舞大漠來說出一個基本的實事,那便是,推比10,絕非我們的目標。

▲此夢“太行”猶未足。“太行”成,擺脫了模型醜名,對岸綠媒酸氣十足,問題這個人絕非專業之士,張開大嘴妄加評論,難免狂遭大陸網友吐槽。推比8,“太行”作為世上軍用第三代大推的傑作之一,沒有幾個能造,我們成功了,正能說明取得了重要成就。航空發動機,是工業之花,被譽為工業王冠上的一顆最璀璨的明珠,沒有之一,集各種學科與技術工藝為一身,造起來著實非常困難,如材料技術,裝配工藝,實驗設施,等等,是一項大的系統集成,涉及到諸多技術,能造者,越來越少,世界上最發達的國家22個,說起來也只是美國長期一家獨大,就是英國羅羅,身為航空發動機巨頭之一,在技術上對羨國也多有依賴,除美國而外,就是俄羅斯,接下來便是咱們。殲-10B矢推驗證機,亮麗珠海,即充分證明了“太行”的成功,三十年艱辛倍尋常,終得被拿下,著實非不容易。令人歡欣鼓舞,感到了滿滿的自豪。

▲“峨眉”秀麗天下絕。“太行”山風獵獵,“峨眉”更自非比尋常,從三代向四代前進,在“太行”建立的非常紮實基礎下,亦步亦趨。現在“峨眉”的現狀,大體是關鍵技術已成,正在密集進行裝機實驗。發動機不同其它,要檢驗它的成熟,只靠密集地大量實驗,往往數臺發動機,晝夜不停,要工作多少萬小時以上,方能證明它的成功,而且這中間最好不要出現太多問題,出了問題就需要全尾查個沒完,一查就是一個天長日久,所以航發的研製,是細思極恐的事。當年美國三代機的航發F110,問題不斷,使F-15和F-16長期成為“機庫皇后",積30年而成,這才有了第四代航發,研製速度加快,別人趟過的險,經過的路呀,大致我們也要走一遍。航發專家2016年即信心十足地講了,三年五載,中國航發可得,這就最清白無誤地告訴我們,我們的發動機,成了!

▲名山高峰一座座。如圖,都在鬧熱地討論發動機,中美多大的差距,其實僅看外表,是找不到問題的,劉大響院士說的話,過去攤子鋪得大,設施不健全,基礎研究不夠,沒有長期規則,資金不充足等,隨著航發集團的成立,真正理順了體制,人才隊伍也在擴大,資金投入增多,已具備了相當厚實的發展基礎,正開展相當多的型號實驗,發動機預研成為常態,不再像以前,上款飛機就上馬一款發動機,現在數座名山屹立,不只“太行”,如WS-13“泰山”也已經成熟,大飛機發動機渦扇-18和渦扇-20,也投入密集的試驗之中。人們傳說的第六代變循環發動機,也已有了消息,四代“峨眉”即成,五代上馬,差距正變得越來越小,遠非有人不負責任嘴一張,就是幾十年,正是不尊重我們航發人勞動的表現,這樣不好。


魂舞大漠


一個是“夠用”,一個是邁向“機生的巔峰”,能一樣嗎?!

渦扇-10B,推力144千牛,渦扇-15,推力180千牛,這兩個都是網友推測值。但僅僅是這樣,就可以看到明顯的差距。換算成海拔水平面上的推力,就差了4噸多。這是決定了生死的4噸多,有了渦扇-15,超音速巡航自然沒有問題了。剩下的就算不用矢量噴管,殲-20仍然可以靠著多翼面操控和強勁的發動機,再配合電傳飛控系統的支持,完成各種超機動動作(美F-35就可以)。

雖然很多朋友這個時候一定想出來”吐槽”下我國的發動機,但是必須要說明一點,發動機這種需要長期全工業體系積累的高端工業產物,絕非一朝一夕能搞得出來的。因此現在渦扇-10B還只能算是堪用而已。必須說明一點,裝備殲-20的渦扇-10B一定不會是珠海航展上的TVC矢量推進版本,而是集成了數字電傳的增推版本。最主要還是為了確保殲-20的順利量產,畢竟現在各大部隊都渴望首批換裝殲-20,起碼先來個36架左右滿足首批需求。

至於渦扇-15到底什麼時間能夠裝上殲-20,從地面臺架時間的開始時間推算,現在渦扇-15再次地面測試應該不會少於2-3年了。接下來應該會借用驗證機進行測試,一般這類情況會選擇一架雙發重型機,或者到試飛員的空中發動機試車臺。不過,渦扇-15畢竟是重大節點項目,肯定會不惜一切代價,儘快完成。不過,渦扇-15就算成了,整合到殲-20試飛也需要1-2年的時間,所以在2020年左右看到渦扇-15安裝到殲-20上,應該是個比較靠譜的時間點。

渦扇-10B從安裝到殲-10B再到航展展示,也用了快3年的時間。所以,真急不得!

我是“頭條號:無名高地”,長期關注軍事裝備及相關領域,希望我的解答能給您不同的角度看待問題。

無名高地


渦扇-10B是我國基於國產WS-10“太行”小涵道比渦扇發動機的成熟技術基礎上,吸收參考進口俄製AL-31F渦扇發動機的部分技術特點,結合我國近年來在航空發動機領域的突破性進展研發而來的深度改進型版本。主要裝備對象為我國空軍現役殲10B/C第四代空優戰機、殲-16重型多用途戰機,同時也是作為我國第五代重型隱形戰機殲-20眼下在航空發動機方面的主要裝備型號。

正所謂青出於藍而勝於藍,相較於俄”AL-31F的13噸最大推力指標,渦扇-10B要明顯增強10~15%左右,預計最大推力可達14噸左右,推重比為9。並且在渦扇發動機核心部件渦輪葉片製造工藝上我國已取得突破,在渦扇發動機極限工作溫度核心指標上實現由鎳基合金葉片的700~800攝氏度的向單晶合金葉片的1000攝氏度以上的工作溫度的顯著提升。得益於我國在該領域的進展,渦扇-10B的工作壽命可達1500~2000小時,大修壽命則可達4000小時左右。相較於俄製AL-31F渦扇發動機800~900小時的工作壽命,渦扇-10B在該項指標上要翻上一番。

圖為殲20裝備的渦扇-10B發動機:

憑藉在國產航發系列當中較為出色的技術性能,再加上殲-20自身優異的氣動佈局設計,在可預見的未來10年以內,渦扇-10B足以為殲-20提供充沛的動力。但從長遠來看,渦扇-10B也只能作為是殲20動力的一個過渡期選擇。首先,殲-20並不是渦扇-10B的唯一配裝機型。目前儘管渦扇-10B發動機已經步入批量生產階段,但在量產之初面對空軍諸多已步入量產階段的空軍新銳戰機如殲-10B/C、殲-16、殲20的動力裝備需求,渦扇-10B的相關生產線顯得力不從心。為避免殲20的量產服役出現“戰機等發動機”的現象發生,只能選擇另闢蹊徑加快研發性能更為先進的渦扇-15發動機,來緩解殲-20量產對發動機生產的需求壓力。同時殲-20的量產也不可能選擇退而求其次去進口更多性能更為落後的俄製AL-31F渦扇發動機。

再者,目前就渦扇-10B的性能而言只能說是滿足了殲-20的基本飛行需求,而無法促使殲-20的飛行性能再邁上一個臺階。渦扇-10B的14噸最大推力指標在世界多國現役第五代隱形戰機所準備的小涵道比渦扇發動機中並不出色:俄羅斯蘇-57所裝備的AL-41渦扇發動機最大推力達17噸;美國F-22“猛禽”所裝備的F-119渦扇發動機最大推力達17.5噸,;而F-35“閃電”裝備的F-135最大推力更是高達20噸。在五代戰機所應具備的超音速巡航能力當中,單就渦扇-10B的性能來看,只能保證讓殲-20實現0.8~1.5馬赫的跨音速飛行,而面對1.8馬赫~2馬赫以上的超音速飛行需求時便會顯得尤為吃力。同時在近距離起飛方面,如F-22這樣裝備高性能渦扇發動機的五代戰機能做到100米以內起飛,而殲-20卻需要更長的機場跑道滑行起飛距離。

從上圖來看,裝備渦扇-10B發動機的殲-20尾噴口呈現藍色尾焰,溫度高達2500攝氏度。由於渦扇-10B本身正常情況下推力為12.5噸左右,難以滿足殲-20的加力起飛及超音速巡航需求。為了能夠達到14噸最大推力,只能大幅提高燃燒室溫度來充分燃燒燃油,最終令發動機尾噴管冒出藍色尾焰;而推力較高的發動機如美國F-119渦扇發動機,只需採用較小的燃燒溫度,就能產生足夠的動力,因此發動機噴口尾焰是橘紅色的,溫度僅為1000攝氏度。發動機尾焰過高會間接增加內部相關部件燒蝕磨損程度,從而使發動機的工作壽命大打折扣。同時,發動機尾焰溫度過高會導致戰機紅外信號特徵加強,這對向來注重隱身能力的第五代戰機而言便顯得矛盾。

而作為我國新研發一代高性能小涵比渦扇發動機,渦扇-15堪稱中國航空工業目前已研發的小涵道比渦扇發動機系列當中推力最強、整體技術性能指標最高、具有世界先進水平的一款渦扇發動機。同時也是為我國第五代隱形戰鬥機殲-20而研製的小涵道比推力矢量渦扇發動機。具有推力強勁、工作壽命長、性能穩定、相關應用技術先進等特徵。近日有關殲-20黃皮機試飛渦扇-15發動機的畫面曝光,從下方畫面來看,發動機尾噴口噴出橘黃色的尾焰,這表明渦扇-15在冷卻系統性能及燃燒室燃油利用效率等方面已經取得了極大的突破,同時意味著渦扇-15離正式裝備殲-20已為期不遠。

並且從下方殲-20黃皮機尾噴口的高清圖片來看,渦扇-15採用了短而精巧的鋸齒狀三維矢量噴口設計。較短的尾噴管有利於減少戰機的紅外信號特徵及增強局部隱身性能。同時三尾矢量噴口設計在飛行當中可賦予戰機優異的近距離機動性能,戰機輕而易舉進行爬升、俯衝、翻滾、眼睛蛇機動等多種高難度機動動作。對比美國F-22戰機裝備的F-119渦扇發動機採用的二元推力矢量噴口設計只能夠讓戰機爬升、俯衝的情況,渦扇-15的三元推力矢量噴口設計在戰機之間的近距離格鬥中更具有實戰意義。

據悉,渦扇-15的最大推力高達18噸,推重比為10,達到了美國F-119推力矢量發動機的水平。渦扇-15採用了我國新一代高性能單晶合金渦輪葉片,葉片工作溫度高達1800攝氏度,渦扇-15工作壽命可達到4000小時以上,大修壽命則達到6000小時以上,達到了F-119(工作壽命達8000小時,大修壽命達10000小時)60%以上的水準,相較於渦扇-10B發動機2000小時的工作壽命已有了顯著性提高,可為殲-20提供穩定充沛的動力,令其充分發揮戰力。

因此,渦扇-10B只能作為殲-20的一個過渡期選擇,並無法真正滿足殲-20的動力需求。因此只有當推力更強,工作壽命更長、整體性能更為先進的渦扇-15到位,殲-20的才能充分發揮全部性能,彌補性能上最後一塊短板,真正具備問鼎世界最強五代戰機的實力。


無語勝似有語


不忘初“心”,裝了渦扇15的殲20才是頂天立地的殲20.

自殲20於2011年1月11日首飛,已經過去整整8年了。在這8年的時間裡,殲20從無到有、不算完善、改進,目前已經列裝部隊,正在有條不紊的換裝,初步形成了戰鬥力。列裝部隊後,殲20憑藉優越的隱形性能、先進的氣動佈局和超強的信息能力,展現除了強大的戰鬥力。在軍隊的內部對抗中,殲20以代差優勢橫掃三代機。雖然如此,廣大軍迷還是有一塊心病---殲20的發動機問題。

殲20的原型機、裝備試訓、飛訓基地的試生產型機以及目前正在東部戰區空X旅換裝的小批量生產型機多時使用著俄製99M1發動機,雖然由我國進行了某些改進,但無論是推力、推重比、可靠性等指標都差強人意。而且,俄羅斯方面的質量管理也問題不少,難以滿足我國穩步擴大殲20生產規模的要求。

為了不受制於人,我國目前正在測試太行版的殲20,但這款發動機不是殲16上的太行B,而是太行C。而且據楊偉總師透露,矢量推力版的太行發動機也已經在殲20上裝機測試。

但是,實事求是的說,無論是正在使用的俄製99M1,還是正在試飛中的渦扇10C,都不是殲20的理想動力。裝備這兩款發動機的殲20只能實現最低限度的超音速巡航(即開加力跨過音速,然後關閉加力實現幾十分鐘的超音速飛行),卻無法實現高馬赫超音速巡航(不開加力實現1.5馬赫以上的持續飛行)。

無論是F22還是殲20,這兩種頂級四代機都通過高度隱身和超巡來獲得超強的空戰性能。隱身對空戰的影響不用多說,可以大大壓縮敵方發現、鎖定自己的距離,使本方處於單向透明的優勢地位。而超巡對提高空戰性能的價值主要體現在兩點:一是憑藉較快的速度迅速佔位,獲得比對方更好的態勢;二是載機較高的速度也賦予了導彈更高的初始速度,提高了導彈的有效射程、擴大導彈的不可逃逸區,同時降低對方導彈的不可逃逸區,在攻防兩個方面擴大優勢。

F22重點優化在高馬赫數時的機動性,據稱在1.6-1.8馬赫時機動性能最佳,而三代機主要是優化垮因素區間的機動性(0.8-1.2馬赫)。所以,即便不仰仗隱身優勢,F22也能有效壓制F15這樣的三代機。

F22能實現高馬赫數巡航,除了依靠升阻比極佳的乾淨外形,最主要的手段就是使用了性能逆天的F119發動機。

F119最大軍推超過10噸,最大加力推力15.6噸,推重比超過10,而且還帶減阻性能的二元矢量噴管,甩99M1/太行C幾十條長安街。

我們的殲20在氣動設計上也與F22一個思路,突出超音速能力。殲20飛行員曾經說“一進入超音速就是它的天下了”。殲20使用中國獨創的升力體邊條鴨式佈局,超音速升阻比更出色。但是99M1和太行C不到9噸的最大軍推,使得殲20尚不具備F22那樣1.6馬赫以上的超巡能力,這也成為殲20目前最大的缺陷。

而這一切都有賴於渦扇15來解決。雖然高度保密,但是渦扇15應該是與F119同一級別。注意看上圖右邊的時間,渦扇15於2006年立項,比殲20立項的時間還早一些。這說明我國早就把渦扇15當做殲20的動力選擇,而且早早就布了局。當然,渦扇15的進度是另外一碼事了......

目前美、日、韓在我國周邊部署的四代機越來越多,我們必須要列裝更多的四代機才能有效抗衡。目前裝備99M1和太行C的殲20壓制F35的問題不大,但是要跟F22過招,還是渦扇15版本的殲20才有把握。實事求是的說,99M1和太行C的殲20是在不得已的情況下湊合著過的產物,雖然對我們來說仍然有著無比重要的意義,但是對於在未來20年甚至更遠的將來撐起我國空天的主力制空戰鬥機,渦扇15才是正道。


從此蕭郎是路人甲


渦扇-10B根本無法發揮殲-20超音速性能,必須要第四代發動機才行

做人要有理想,沒有理想跟鹹魚有什麼區別?渦扇-10太行系列發動機發展的確不易,從早期的噴零件狀態,發展到現在14噸推力、FADEC的渦扇-10B“數字太行”,可以說是達到三代半航空渦扇發動機水平,著實不容易,可以說是我國航空發動機發展史上的里程碑。但是指望拿渦扇-10B給第四代戰鬥機湊合用,那就大錯特錯。不僅推力無法滿足需求,更重要的是渦扇-10發動機設計佈局不利於殲-20發揮超音速性能。給殲-20專供的渦扇-10B推力最大可以達到15.5噸,可以滿足下基本需求

這方面渦扇-10最大的問題在於,其立項之初就是定位為以低空、亞音速為主要工作區域的渦扇發動機。在渦扇-10開始設計的80年代,我們還沒有獨立完成過合格的渦扇發動機。而且相比較高空超音速可以用渦噴發動機頂陣子,渦扇發動機性能最突出的低空和亞音速區域完全是空白,所以渦扇-10立項就是針對低空和亞音速這些傳統渦扇發動機最能發揮性能的區域。

另一方面渦扇-10的核心機技術,當時借鑑了引進的麥道DC-8客機上的CFM56-II發動機,我們偷偷拆開研究。這發動機技術源於F101渦扇發動機,是給B-1轟炸機配備的,後發展出F110系列發動機。也因為其基礎是給轟炸機使用的,所以本身也是以亞音速和低空為主要工作區域。也正因為如此,太行對比AL31,推力增加的同時,油耗下降不少,殲-11B換太行後航程和作戰半徑有所增加。

所以渦扇-10最主要問題就在這裡,他的的總壓比和涵道比都是為低空、亞音速空域而佈局設計的。特別是涵道比,渦扇-10公佈有兩個版本,一個是0.78,另一個是0.89,應該是渦扇-10B修改了核心機。但是不管哪個版本都太高了,F-35使用的F135發動機涵道比也是0.78,被噴成超音速性能渣渣,超音速巡航也無法實現。所以渦扇-10B發動機根本無法滿足殲-20設計所需要的超音速性能,這是設計佈局上的不足,無法通過材料和加工技術改進就可以解決。太行可能能夠滿足殲-20的推力需求,但是對於其超音速性能的發揮是嚴重的阻礙!

現代空戰一個重要趨勢就是突出超音速性能。因為音障的存在,飛機進行超音速飛行需要比亞音速付出3倍的飛行阻力和5倍的結構強度衝擊,所以三代機們在臨近音速時機動性能會斷崖式下降。而四代空優戰鬥機就是把空戰帶到這段區間,要求在超音速依舊可以完成相當的機動動作,強調超音速機動能力和超音速巡航能力,這就對航空發動機提出新的要求,那就是高軍用推力和小涵道比發動機。

軍用推力就是不使用加力的推力,之前戰機想要超音速基本上都要使用加力,加力油耗大,而且不能持續開啟否則會過熱。

而涵道比則是渦扇發動機內外涵道的空氣流量比,外涵道氣流是由前幾級風扇像螺旋槳一樣工作帶起來的,這部分氣流產生的推力經濟性好、油耗低。但是無法超音速(否則第一級風扇被超音速激波打斷),屬亞音速氣流,在超音速飛行時,這股氣流反而是飛行阻力。所以第四代空優戰鬥機使用的渦扇發動機都是小涵道比發動機,F-22使用的F119-PW-100涵道比僅有0.3;颱風戰鬥機的EJ200發動機涵道比是0.4;陣風戰鬥機的M88發動機涵道比是0.3;F/A-18E/F超級大黃蜂和瑞典鷹獅E/F戰鬥機使用的F414發動機涵道比是0.4。渦扇發動機的內外涵道,兩者空氣流量比例就是涵道比,超音速時只有內涵道燃燒的氣流才是真正做功。

渦扇15的性能和參數別猜了,渦扇10太行都變了好幾個版本,但是值得肯定的是渦扇-15必定是適應超音速的小涵道比發動機,只有渦扇-15才能真正發揮殲-20四代機的真正威力。

所以指望殲-20揹著渦扇-10B發動機0.8級的涵道比,是嚴重的負擔和削弱,必須要渦扇-15發動機才行!


五嶽掩赤城


殲20換裝渦扇10B發動機本身就是一個極不準確的小道消息,怎能以此做為根據來提問題?

這條消息的來源是2017年網上出現過一張圖片,圖片是一架殲20戰機的尾部特寫,其發動機噴口呈鋸齒形,從而有人斷定是殲20由原來使用俄製AL一31而換裝成渦扇10B了。

於是,這一真假難辨的信息一傳十,十傳百,以後竟然變成了鐵定的事實。

事實果真如此嗎?不一定。

筆者注意到,關於殲20的發動機問題,官方發佈的消息極少,但也並不是完全封閉,據筆者親眼見到的親耳聽到的僅有三次,兩次是官方,一次是半官方。

第一次官方,是2016年末,央視的《大國重器》欄目裡披露:渦扇15發動機(又稱峨眉)已經研製成功而且安裝在國產四代戰機殲20上。

第二次半官方,2017年軍事專家尹卓在央視訪答節目裡宣稱“殲20用的是國產發動機”。

第三次官方,在2018年珠海航展上,殲20總設計師楊偉代表官方出席記者問答會時針對女記者提問殲20如果裝上矢量發動機後性能會怎樣?他反問了一句:“你怎麼知道殲20沒有安裝呢?”。

綜合這三次官方和半官方的宣稱,我們完全有理由確信殲20使用的發動機是國產渦扇15且具備矢量推力的發動機。

至於渦扇10B發動機,並不是不好,但它的設計目標並非殲20,它的推力無論是加力還是非加力都遠遠比不上渦扇15,殲20即使——我在這裡強調一下,是即使——使用了它也不能達到殲20的設計性能指標,怎能用了它就不需要渦扇15了?


fairplay11


說到底“渦扇-10B”也是第三代航空發動機,其性能是趕不上第四代“渦扇-15”航空發動機的。渦扇-10B並不適合殲20,主要有兩個原因。第一:渦扇-10B的推力不夠大;第二:渦扇-10B的涵道比較大,對超音速巡航有不利的影響。所以說,殲20還是有必要等渦扇-15發動機的。

渦扇-10B航空發動機的推力不足,不能夠滿足殲20的需求。

航空發動機一直以來是我國航空工業的短板,諸多戰機的性能就是因為受制於發動機,而無法完美的體現出來。而殲20作為第四代隱身戰鬥機,對超音速性能有極為苛刻的要求,發動機推力不足,就限制了殲20的性能。目前來說,渦扇-10B發動機的加力推力僅為132千牛,軍用推力為86.3千牛,推重比超過8。而渦扇-15發動機的加力推力為17噸,軍用推力為11噸。可以說,渦扇-15的推力比渦扇-10B整整大了4噸左右。換上了渦扇-15之後,殲20可以輕鬆進行超音速巡航。其實換裝渦扇-15之後,殲20的機動性,航程都會有所提升的。



發動機推力增大以後,殲20的能量就會更加充沛,無論是中距空戰還是近距格鬥都具有較大的優勢。能量大也就意味著動能和勢能大,而動能就是以速度來體現的,勢能就是以高度來體現的。在中遠距空戰時,殲20較快的速度可以給霹靂-15一個較高的初速度,其射程就會更遠。在到達預定位置時,霹靂-15就不必消耗過多的能量,而增大導彈的機動性,擴大敵方戰機的不可逃逸區。


在近距格鬥時,兩機都是對向飛行,擁有較高能量的戰機可以在交匯的瞬間拉高爬升,而能量低的戰機則跟不上能量高的戰機的動作,而落得較為被動的局面。能量高的戰機佔據高度的優勢時,就可以在垂直方向上來一個滾轉,進行俯衝將對方納入導彈的攻擊範圍之內,從而取得空戰的勝利。而換裝渦扇-15的殲20無疑就是具有較高的能量,可以先敵佔據有利的高度,再配合霹靂-10導彈的大離軸發射能力,在近距格鬥時將佔據有利的地位。

渦扇-10B發動機的涵道比較大,不利於超音速巡航。

航空發動機的涵道比就是指外涵道空氣流量和內涵到空氣流量的比值。大涵道比發動機的截面比較大,產生的阻力也比較大。小涵道比發動機的界面小,產生的阻力較小。


渦扇-10B的涵道比為0.78,而F119的涵道比僅為0.3,F135的涵道比僅為0.57。涵道比越大的發動機風扇轉的較慢,也就是說響應慢,小涵道比的發動機風扇直徑小,運動就快,響應就快。此外,小涵道比發動機的噴氣速度快,適合超音速飛行,比較費油。大涵道比發動機的噴氣速度慢,適合亞音速飛行,較為省油。而殲20對超音速性能有較高的要求,所以渦扇-10B的涵道比較大,不太適合殲20。所以說,渦扇-15肯定是小涵道比發動機。


綜上所述,殲20是必須等待渦扇-15發動機的。目前來說,可供選擇的國產發動機也就只有渦扇-10B了。為了不被卡脖子,即便渦扇-10B不是殲20最合適的發動機,也得儘快裝機試飛。(圖片來自網絡)


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