向世界宣佈!中國渦扇15推力超過美F119發動機,殲20迎來最強心臟

近日,在解放軍表彰人物中,渦扇15總設計師程榮輝赫然在列,而在簡介中,提到了渦扇15發動機的性能,作爲小涵道比大推力發動機,渦扇15的推力達到了18.5噸,是無可爭議的全球第一,這也就意味着換裝了渦扇15發動機的殲20,將成爲全球最強五代機。

另外,中國航空發動機泰斗級研究員劉大響院士在關於《航空發動機和大飛機發展新機遇,江西航空產業的思考和建議》報告中表示,WS-15(峨眉)發動機已完成首飛,並將在完成測試後正式列裝,而它代表的則是中國第四代動力系統。而在網絡上,搭載了渦扇15發動機的殲20B(搭載了渦扇10的殲20叫殲20A)試飛照片也屢有流出,從這可以看出,完全體的殲20將在不久後到來。

殲20搭載的發動機發展

殲20作爲中國首款第五代重型隱身戰鬥機,其發動機最早是採用俄製發動機——AL-31F系列戰⽃機發動機,AL-31F是由俄羅斯研製的帶加力燃燒室的渦扇發動機。蘇-27著名的“眼鏡蛇”機動飛行動作就離不開“幕後英雄”——AL-31F。這種發動機尺寸小、推力大、穩定性高、維修簡便。爲了適應中國戰機的需求,我國在引進這款發動機後,進行了多次改進。

單價爲330萬美元⼀臺AL-31F系列戰鬥機發動機曾經是中國空軍的殲10、殲11,殲15,蘇27SK、蘇Su30MKK 等戰⽃機的⼼髒,中國的全部訂貨數量接近1千臺,直接挽救了俄羅斯整個航空發動機製造⼯業,這些發動機在中國⾃⼰的渦扇10發動機還沒成熟之前,⾜⾜⽀撐了中國空軍⼆⼗年。

不過,搭載了AL-31F發動機的殲20數量非常少,中國服役的殲20絕大多數都是搭載了渦扇10發動機,而作爲第三代發動機的渦扇10發動機只是過渡版,渦扇10發動機雖然是大推力小涵道比渦扇發動機,但是涵道比和推力都不匹配殲20。

第五代戰鬥機使用的第四代動力系統主要具有高性能(高推重比等)、高可靠性、長壽 命、低油耗、低信號特徵、低全壽命期費用等特點,可 滿足戰鬥機的超聲速巡航能力、良好生存性/隱身 性、高機動性與敏捷性和低全壽命期費用等要求。

小涵道比大推力渦扇發動機的技術難度

很多人不知道小涵道比大推力渦扇發動機的技術難度,在結構上,通常將噴氣發動機的壓氣機、燃燒室和渦輪叫做核心發動機或燃氣發生器。當空氣流經渦輪風扇發動機的前端風扇後,分爲兩個部分:一部分氣流進入燃氣發生器,叫做內涵道;另一部分從燃氣發生器的外圍通過,稱爲外涵道。外涵道與內涵道的流量之比,叫做涵道比,也叫流量比。

涵道比越大越省油,經濟性越好,高涵道比的發動機在亞音速時有非常好的能效,所以大涵道比大推力的發動機一般用在客機、運輸機上,而現代戰鬥機也大多采用渦扇發動機爲了追求高空的超音速性能,使用低涵道比的發動機。當然有一個特殊的例子,那就是F35,它使用的是大涵道比大推力發動機,雖然F-135增推版發動機擁有23噸的推力,但是因爲自身設計原因和大涵道比發動機的原因,無法有效發揮大推力的優勢,更是成爲了唯一無法超音速巡航的五代機,在殲20面前,就是一直慢騰騰的大肥鵝。

其中掌握小涵道大推力渦輪風扇發動機的僅有美俄兩個國家,中國是第三個掌握了小涵道大推力渦輪風扇發動機的國家,小涵道大推力渦扇發動機是所有軍用航空發動機中推力級別最高,研製技術難度最大和在型譜發展中最核心的發動機類型。大推力渦輪風扇發動機直接影響到雙發重型戰鬥機,單發中型戰鬥機的研製、裝備和性能,從而關係到航空兵爭奪制空權、中距攔截和遠程精確打擊等等關鍵戰術實力的形成。很多人說中國發動機不行,是因爲拿中國的發動機和世界上最先進的美俄比。

中國渦扇15的性能已經全球第一

而渦扇15發動機的18.5推力,已經超過了美國F22使用的小涵道大推力發動機F119了,F119發動機是爲滿足美國F-22戰鬥機的超聲速巡航能力、良好的隱身能力、高的亞聲速和超聲速機動能力、良好的敏捷 性、遠的航程和短距起落能力、高的可靠性、好的可 維修性、強的生存力、低的全壽命期費用而研製的。 在性能方面,該發動機具有高推重比、小涵道比、高 總壓比、高渦輪進口溫度等特點。

F119發動機最初設計的時候推力在15.5左右,經過多年的發展,F119的推力差不多在17.7左右,和渦扇15發動機的18.5還是有不小的差距。可以說,渦扇15發動機無可爭議成爲了全球性能最強的小涵道大推力發動機。在F119發動機之後,美國在小涵道大推力發動機研發上一直不順利,原本作爲小涵道比研發的F135成了大涵道比發動機,和F35不匹配,而在F135的研發公司普惠的運作下,通用開發了16年的F136發動機又被強制下馬,美國在小涵道大推力發動機的研發上由此停滯。

另外,還有一個值得注意的點是,除了殲20,轟20也將搭載渦扇15發動機,目前,官方透露的消息是轟20會是全球首架超音速巡航的隱身戰略轟炸機,在渦扇15的加持下,轟20會有什麼亮眼表現,也讓我們拭目以待!

總結

和美國不同,中國目前在發動機技術上已經越來越成熟,達到了世界一流水平,小涵道大推力的渦扇15發動機已經量產,大涵道大推力的渦扇20、長江1000也都已經量產,中涵道的渦扇19也將量產。

與此同時,中國在發力第五代航發動力系統(推重比12-15一級大推力渦扇發動機、功重比11-12一級渦軸發動機和渦輪衝壓組合循環發動機),中國在第五代動力系統上,將會和美國走上不一樣的到來,從仿製到自研再到領先,中國發動機走出了屬於自己的道路。