6代變循環發動機出來了嗎,爲什麼J20還要用WS發動機?

豬在飛184892598

首先第一個,變循環發動機並不是什麼特別神奇的東西,他也可以是一種特殊的渦扇發動機,而且已經出來了。

圖為變循環發動機原理圖。


第二個,殲20戰鬥機不使用變循環發動機,是因為我國目前的航空發動機還沒有發展出來這樣的產品,如果發展成功也會很快應用,這一技術本身不難,難的是想法,他對於機械設計要求較高,但是對於材料要求和渦扇發動機是幾乎一致的,所以對於機械設計先進,材料有所差距的我國而言並不難,我國之所以沒有,其實很簡單:因為之前沒有想到過。

圖為某變循環發動機的內部結構圖。


變循環發動機可以改變飛機的外涵道和內涵道之間的直徑比例,改變兩個涵道的空氣流量比率,這樣使得發動機具備不同的性能,比如在巡航時可以擴大涵道比,使得發動機處於非常省油的模式,可以提高飛機的航程,也增加發動機的壽命。而如果進入高速格鬥和作戰階段,或者需要執行截擊任務,那麼就可以切換到小涵道比狀態,甚至是渦噴狀態,以提高發動機的燃燒效率,加速動力的輸出,提高飛機的速度。

圖為變循環發動機內部構造展示,可見其內部機械設計之複雜。


變循環發動機是一種新思維的發動機,他和過去一味地為了提高發動機的推力和降低油耗並行的發展重點思路不同,而是通過人為的可控改變發動機的性能來實現不同的需求,這一主動介入式的發展思路值得一試,而且好消息是,據說我國自己的變循環發動機也要面世了,我們拭目以待吧。


海事先鋒

道聽途說的消息做不得數,請一切以官方消息為準。

目前變循環發動機的所有實例都是美國公司研製的,普惠公司在上世紀50年代末60年代初為SR-71“黑鳥”戰略偵察機研製的J58渦噴發動機就屬於變循環發動機,這種發動機在三馬赫以下速度時工作站傳統的渦噴模式,在三馬赫時,壓氣機部分氣流通過旁路通道直接進入加力燃燒室,以壓氣機輔助衝壓發動機方式工作。

之後出現的變循環發動機是通用電氣公司為YF-22戰鬥機研製的YF120,和J58的變循環方式不一樣,YF120在低速時以渦輪風扇發動機方式工作,在高速時以近似渦輪噴氣發動機的方式。

現在通用電氣和普惠都在研製自適應循環技術發動機,也叫三涵道渦扇發動機。這種變循環技術更加先進,除了具有傳統渦扇的內外涵道歪,還具有包裹整臺發動機的第三涵道。自適應循環除了能像YF120一樣切換渦扇和渦噴模式外,流量可調的第三涵道能對發動機熱端部件機型冷卻,大幅提高發動機的壽命。

在2012年的珠海航展上,中航發動機副總裁張健表示我國變循環發動機目前正處於預研階段。目前殲-20已經安裝試飛的WS-10和未來將要換裝的WS-15都是傳統的渦扇發動機。

路要一步步走,飯要一口口吃,走路還不利索就不要先跑步,所以談什麼換裝換變循環發動機為時尚早。


航空愛好者AMR

目前大多數飛機使用的渦扇發動機是在渦扇發動機前部增加一個同軸旁路風扇。旁路風扇只有一部分氣流進入核心機,其他氣體直接排出產生推力。涵道與涵道之間的空氣流量比是渦扇發動機的重要參數之一。渦扇發動機結構如下圖所示: 由於渦扇發動機的噴流率大於渦扇發動機的噴流率,且外涵道流量較低,渦扇發動機具有較高的推力和較低的燃油消耗,但最大飛行速度較低。涵道比越高,推力越大,耗油量越低,但最大飛行速度越低。

美國通用電氣設計的變循環發動機

而世界上目前的固定翼飛機,大都使用渦輪風扇發動機,除了少部分使用的老舊噴氣渦輪發動機的機型。無論是軍用的戰鬥機還是運輸機,還是民用的客機和貨機,都在使用這種常規的發動機類型。不同於客機上使用的普通渦扇引擎,戰鬥機上使用的雖然也是渦扇發動機,但是其要求要比普通引擎要高的多。

GE公司設計的發動機原型

二者的區別是,民航飛機和運輸機通常是涵道比大的發動機,可以達到8 - 10;戰鬥機的涵道比一般在2~3左右。對於現代戰鬥機來說,發動機的性能要求往往是矛盾的——要想有高的飛行速度,就必須有低的涵道比,因而耗油量大,腿短。如果你想要一次高航程,你需要高涵道比,所以。耗油量低,航程更遠。

YF120試驗機發動機

那麼在低速巡航時,如果使用一種可變涵道比的發動機——切換到高涵道比,以達到低油耗、大航程的目的,而當以低涵道比高速飛行時,可以獲得非常好的超音速性能和加速性能。這就是變循環發動機。

變循環發動機原理

使用這種發動機的戰鬥機可以用很低的耗油量進行戰鬥巡邏(高涵道比狀態),單次飛行的戰鬥任務時間可以是普通戰鬥機的幾倍。與此同時,它可以快速進入超音速(低涵道比)並投入戰鬥。這種表現非常適合美軍在世界不同地區的“戰鬥任務”戰術,也非常適合未來中國空軍與對手之間的“正常巡邏”的對抗和消耗。顯然,變循環發動機必然是將來一代戰鬥機的標誌。

而這一系列的技術所需要的航空工業基礎都是極高的,這就使得變循環發動機和脈衝震爆發動機一道被認為是下一代殲擊機的標配,殲20採用傳統渦扇發動機也情有可原了。


軍情解析

我認為既要重視變循環發動機的重要性,也不要過於神化。

所謂變循環發動機是一種多設計點發動機,通過改變一些部件的幾何形狀、尺寸或位置使發動機的循環參數發生變化。這種發動機能以多種模式(包括渦噴、渦扇、衝壓模式等)工作,因而在亞聲速、跨聲速、超聲速和高超聲速飛行狀態下都具有良好的性能。但這並不意味著,變循環發動機,都能夠在渦噴、渦扇、衝壓模式之間轉換,也能夠適應亞聲速、跨聲速、超聲速和高超聲速。

例如SR-71“黑鳥”戰略偵察機研製的J58渦噴發動機就屬於變循環發動機,這是一種在渦噴和衝壓發動機之間轉換的變循環發動機,速度倒是上去了,耗油率超高。而且目前各國高超音速飛行,並不是以變循環發動機為主力。而美國為YF-22戰鬥機研製的YF120,則是一種在渦噴和渦扇模式下轉換的變循環發動機。而現在通用電氣和普惠都在研製自適應循環技術發動機,其目的就是在YF120的功能上,大幅提高發動機的壽命,並降低耗油率。

例如美國空軍實驗室 (AFRL) 預計,變循環發動機耗油率將比F-135 發動機的低 25%,使飛機的作戰半徑增加 25%~30%,續航時間增加 30%~40%。有人計算過F-22這類飛機,在安裝變循環發動機後,戰鬥機的亞聲速截擊任務的作戰半徑可達1910 km,作戰半徑增大了 430 km,增加 29.1%。這個進步還是十分可觀的,但是還沒有到顛覆的程度。因為對於發動機的推重比,變循環發動機並沒有給出更好的解決方案。

我個人是比較反對把美國變循環發動機吹上天。有觀點認為如果冷戰不結束,變循環發動機就在美國應用了。實際上技術的增長是有極限的。美國折騰渦扇多少年?F-15當了機庫皇后多少年?F-14的破發動機曾經被多少人詬病?無論蘇聯是否倒閉,美國敢在F-22上應用變循環發動機技術?美國在F-22上老老實實用渦扇,還不是怕步子太大扯著蛋。

所以,中國和美國之間的發動機差距是客觀存在的。就像很多人說的,不要沒學會走就想跑,老老實實深挖渦扇的潛力,仍然是中國的主業,能夠批量生產出一種質量優秀、堪比F-119、推比10一級以上的渦扇發動機,比什麼都管用,用不著恐懼什麼美國變循環發動機,別美國人還沒嚇你,你自己就被嚇死了。


諍聞軍事

中國搞出了變循環發動機了嗎?答案是,

中美正處在同一條研發水平線上,若問變循環是什麼?一句話,省油與遠程,螺旋漿、渦扇、渦輪都不成。省油的推力不行,推力好的不省油,我們開車有體會,排量大的不省油功率很暴力,省油的推力弱到渣車顯得很肉,車好車壞無非一臺發動機而已,推祟馬力大者的名言,推力更給力,磚頭可以飛起來;想省油卻不得不慢慢騰騰,牛一樣,不得不給人讓路。車如斯,飛機亦然,車友,機友,現在無不在推祟一樣事,省油的更給力,忽忽冒油的也能省油。它的方向,通過改變涵道比,以增大推力,加大涵道比能省油,能適應飛機各種狀態,美國普惠正在緊鑼密鼓地打造,成為暴力美學的曲範,改變得卻是國運。若問殲-20為何不使用,道理也簡單,還不成熟唄,成熟了我們會用,不用擔心。好在我們已然出發,殲-20的總師楊偉曰,關於變循環,中國發展路線四個字,穩妥可靠。現在的議論,渦扇-10不及美國1985年的F110,若問,一夜之間我們用上了變循環又會差多少?誰能答我!

大錢以賭國運。自上世紀中葉,每年數十憶,甚至上百億,不是鬧的,我們有嗎?一窮二白沒有錢,想發展實在費勁,現在知道了變循環,知道了落後,想不落後在一夜之間可能性高不高?說話得憑良心,二戰時期,人家的發動機就開足了馬力。我們的認識太晚,體制也存在落差,沒有長期的人才培養體制,總是上一型戰機即上馬一型發動機,戰機下馬發動機也就拉倒了,不懂得發動機為何物,現在總算認清了,欲圖發展不得需要點時間,僅說差距沒有用,個人看法,就依現在速度就夠快的了,還想幹什麼呀。一步到不了羅馬,飯總要一口口吃才成。

愚公移山之志。對變循環認知不晚,起步也早,建立起健康的研發體制,已不怕風險大,成本高,週期長,從國家戰略的角度出發,成為長期努力方向,已有專業的研發單位和人才培養體制,保證資金投入和基礎研發,把急功近利化為潛移默化,一步步開始紮實努力,殲-20不是終點,有了先用著,也絕非起點,我們已經努力了多年,僅以一型號進步或落後定乾坤,這不科學。定下愚公移山志,要翻天覆地,非三年五載即可得之,情緒有點著急了呢。

早沒有了代差。我的看法,沒有這麼嚴重,動輒幾十年,噢,沒裝機就是幾十年,超過了就是天下第一嗎?實事上,不是這樣。比如“太行”,有人比喻人家的壽命長達上萬小時,有嗎?上萬小時只有腦殘者才會相信,什麼意義也沒有,且費材料耗經濟,你以為人家也是腦殘呀。一架三代機無非十來年,幹嗎發動機非要上萬小時?明顯是無知,給人忽悠得不辨東西,還在那整天喋喋不休胡說八道。


魂舞大漠

我是航空專業人員,我來解答一下。

變循環發動機前些年美帝搞的風風火火,勢頭很大,最近也聽不見動靜了,不知道是歇菜了還是轉入了地下!反正來看看美國的黑科技吧!

5代的f135發動機都驚為天人了,變循環出來還不是要上天!
變循環意圖


極簡單的介紹一下什麼是6代變循環。

渦噴和渦扇的各自優勢

渦噴的爆發力強,高空性能好,但是油耗高,

渦扇氣流量大、推力大、油耗低,但最大飛行速度也低。

能不能把這兩種發動機的優點集合在一臺發動機上呢?比如巡航時是渦扇,省油而且推力大。戰鬥的時候是渦噴,爆發力強,機動性更好。這就是變循環發動機。

變循環


變循環結構圖

上圖裡上半部分為渦噴,下半部分為渦扇,在發動機里加了個活門,隨需要打開或者關閉,來調節涵道比,實現發動機的按需調節。

出來了麼

GE的YF120已經有樣機出現,但是後來這貨怎麼樣了,一直沒有下文。



就是上面這個


幾個角度來一下

這是噴口



這是前部

這個東西,我看著覺得像外星人的黑科技!YF120的進展也不知道,有人說美帝正在加緊開發,還有消息說是忽悠美國國會給錢的樣子貨!你問我我也不知道。

為什麼殲20還是用的渦扇

至於殲20為什麼要用渦扇發動機,因為我們目前只有渦扇10啊!渦扇15正在加緊研發中,保守估計再過5年吧!

當然我國也在發動機的前沿領域探索,也取得了一些類似黑科技的成果,比如脈衝爆震發動機,但是具體進展我們也不知道。


胡侃軍事

只有美國GE的F120是真正的變循環發動機,當年競標時和諾斯羅普的YF23一起輸給了YF22/F119的組合,原因是太超前了(那是1992年,因為性能全面碾壓YF22/F119),幾乎可以做六代機了。也就是說,跟烏龜、蝸牛們賽跑你要兔子幹什麼?事實證明美國鬼子等了快20年,F22/F119依然碾壓世界(參加比賽用小松鼠就夠了)。所以,除此之外還沒有過真正的變循環發動機。中國的WS10、13、15都是單循環渦扇發動機,尚且遠沒有成熟,離變循環發動機還差的不是一星半點兒啊!就像中國足球一樣,中俄的蝸牛體制和用人機制不改的話,即使成立中航發跟美國鬼子和小鬼子也很難競爭。現在而今眼目下,F119/F135就是我們難以逾越的大山(πk*、T3*、推比12以上),那麼F120估計還要30年以後再提,現在還是不要好高騖遠。航空發動機的問題表面上看是設計、材料、工藝、技術管理和整合能力落後造成的,實際上最根本的原因還是當事領域的體制和社會整體文化的原因,要真正搞好發動機、搞好各項科技,首先要塑造嚴謹、認真、實事求是、務實的科技文化。


和諧衛士2018

愚昧無知的問題,簡單來說,殲20和渦扇15均是在10多年前立項、設計、試驗的產品,機上的所有設備不同汽車,可以隨備調換!是要經過科學的計算、試驗才能驗收合格!而你所謂的變循發動機,目前進度最好的,也不過只是設計、驗證階段,離投產實用遠著呢!況且適裝也是個問題……此外網上狂吹的渦扇15,也未有準確的信息在裝機試驗!暫時別臆想了!


安全奇蹟

1.6代航發核心機已經有了。

現在傳統渦扇的潛力已經被挖掘的差不多了,動力系統想要有更高的突破,就要走突破傳統的構型。

2.航發你所知道的東西都是zf想讓你知道的,再加上土鱉一貫神奇的保密措施,軍事上的東西遠滯後於實際,目前來說,最保守估計是峨眉已經進入最後的測試磨合階段,小批量裝備也不是不可能;而且太行的改進根本沒有別人想的那麼不堪。峨眉服役的消息最遲19年,一旦出來那麼裝備數量一定很可觀了。


印度墜機部部長

變循環發動機並不成熟,看美國就知道,早期的黑鳥J58發動機壽命很短,故障率很高,美國總共造了56架,服役不到25年墜毀14架,再加上保養維護特貴,美國1991年就讓黑鳥退役了。

之後的YF120/YF136兩種變循環發動機在競標中敗給YF119/YF135。事實證明美國的選擇是對的,F119/F135服役後雖然出了不少小事故,嚴重的導致飛機墜毀的重大事故也有,但很少。可想而知,如果選擇了設計激進的變循環發動機,美軍五代機恐怕超支更嚴重,採購數量更少,研製週期也更長,形成初始戰鬥力的時間肯定要再推遲好幾年。

至於中俄在戰機研發上一向採用跟隨策略,如果美軍在五代機採用變循環發動機,中國才會跟進在渦扇15上採用變循環設計方案。


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