渦扇-15發動機推力到底有多牛?

整得闊以


渦扇15到底有多牛?應該至少趕上了第二梯隊俄羅斯的水平。當年蘇聯的水平在1.5左右,因為俄羅斯不能全部代表了前蘇聯的水平,至少還應該包括烏克蘭。

有人說俄羅斯的武器傻大黑粗,有褒也有貶,在效果上能夠和美國比肩,但工藝水平比西歐要差一個檔次。當年蘇聯為了降低潛艇噪音,買了東芝的機床就是一個明證,當年美國對日本大發雷霆。

中國的工業水平學自蘇聯,後來又向烏克蘭、俄羅斯學,同時加進了自己學自西方工業工藝水平,或者叫中西合璧。這也是學好的結果,成果就是山寨、仿製,如果沒學好,就屬於13不靠了,比如那個誰誰誰。

中國在很多方面,現在已經走過了山寨階段,向自主研發邁進,渦扇15就是一個典型。中國渦扇15從核心機到驗證機,原型機,一直到生產機,一步步走過,中國真的不容易。據有一位退休的專家介紹,渦扇15批量裝備殲20,就是最近一兩年的事兒,我們可以耐心等待,幾十年都等了,這點時間還可以等一等。

渦扇15應該比F119要大一些,渦扇15在1.8噸左右,F119在1.5噸,推動比都是10以上。而這也是蘇聯實際的傳統,稍微大一些,從推力到體積到重量都是這樣。還有一個典型例子就是烏克蘭的UGT25000,中國叫QC280,也是這樣。

性能上沒問題,差距在於工藝質量,比如美國的航空發動機能過1萬小時,中國可能在5000小時,這一方面需要中國自行努力,美國是不會教的,俄羅斯和烏克蘭也做不到了。所以中國還在努力著。



大志遠思想空間


渦扇-15還在研發階段,顯然也遇到了瓶頸,要想研發一款和美國F119類似的發動機真不是那麼容易的事!目前渦扇15發動機的性能是保密的,國內媒體的所有報道基本都是基於F119基礎上的推測,在推力上預計在110~120KN,最大加力推力約180+kN,這個數據上和美國的F119發動機差不多,渦扇-15研發成功將是我國航空發動機的一個徹底翻身仗(正面多年來心脹病問題可是沒少被軍迷詬病啊!),有了WS-15峨眉發動機也就基本不用擔心殲-20的動力問題了。

殲-20的服役對我國戰鬥機的發展是一個巨大的飛躍,但還存在最後一個短板,那就是發動機和超音速巡航能力。殲20採用鴨翼佈局+小展弦比大三角翼,而且拉長了機身,翼展比較小有利於高速飛行,尤其在1.2~1.8馬赫飛行有性能優勢,但是目前與之配套的WS-15發動機還在研發,前期只能暫時使用AL-31FN或WS-10B發動機,這兩款發動機的推力差不多,都沒有能力讓殲20具有超音速巡航的能力,未來WS-15峨眉發動機成熟裝備後,殲20飛行性能會得到質變,那才是殲20的完美形態!

對於WS10B發動機來說,去年珠海航展殲10B試驗機換裝進行了驚豔的表演,這是首次公開亮相,之後殲20設計總師證實殲20已經換裝了這款先進的發動機,雖然具有了矢量推力能力,但本質上來說他還是屬於三代發動機範疇,與美國的F100、F110發動機屬於同代產品,推重比大約只有8。而美國的F100發動機早在1974年就裝備在F15上,與之相比我國WS-10太行系列發動機正式列裝在2010年,與之相比落後了整整36年,也就是說裝備殲20的發動機僅僅只是美國40年前的技術,這與殲20本身就是不匹配的。


而WS15“峨眉”發動機則屬於標準的第四代發動機,目前媒體推論這款發動機的推重比將達到10以上,最終版的最大推力將達到180KN以上。不過個人覺得WS-15最初版本達不到這個要求,當年F22裝備的F119量產型號最大推力也只有155KN,後來才慢慢改進達到最終版的173KN以上。WS15的發展經歷恐怕會與F119類似,一次性就讓他達到18噸的最大推力性能恐怕也有些困難,分兩步走,第一步達到16噸,裝備殲20後在慢慢改進讓其達到18噸,這樣裝備兩臺WS-15發動機的殲20才是完美的殲20,才具有超音速巡航能力以及更強的超機動性,這對殲20來說意義非凡!

而且WS-15還是一款專門為殲20發展的專用發動機,除了採用WS-10B類似的矢量噴口外,還要進行隱身處理,目前美國的F35的尾噴口就處理得很好,而WS-15只需要進行抄作業就好,除了採用類似美國的F135尾噴口外,還會應用很多最新研製成功的特殊材料,以提升發動機的隱身能力和性能!因此未來裝備WS-15峨眉發動機的殲20,推力不足的問題將迎刃而解,而且尾部的隱身能力還將得到改善和加強,包括尾噴口的紅外輻射強度也會得到極大的降低!

當然解決了這些問題不代表我國發動機就趕上美國F119了,F22的發動機F119初期版本的壽命就高達8000小時,改進型的壽命更是延長到12000小時,WS-15要想達到這個能力非常困難,初代的WS-15壽命應該在4000~6000小時之間,整體水平還達不到F119的水平,後續還得通過不斷的努力來縮小與美國的差距。而且去年普惠公司公佈最新的F135發動機最大推力成功突破200KN大關,再次刷新世界記錄。不僅如此,美國去年還開啟了下一代戰機的發動機計劃,而且已經與普惠、波音兩大巨頭簽訂了合同,預計過不了幾年,戰鬥機發動機又得有一次巨大的突破,所以說即使我國WS-15研發成功了,追趕美國的腳步還得繼續,還得抄美國的作業,還得奮起直追才行!!!


狼煙火燎


牛到它的推力之大,讓它的壽命僅有1500小時,

真是驚人的數字,比F135發動機來說,渦扇15的推力和推重比,壽命,穩定性,油耗都是非常讓人想不通的一個比例,相比於普惠135來說,渦扇15實在是一款太好!太好!太好!太好!的發動機了!實在太好了!!!!!!!


竹筍念熊貓


渦扇15屬於第四代軍用大推力小涵道比渦扇發動機。具體性能應該因為保密沒有公佈。現在關於渦扇15的性能指標都是推測而已。所以渦扇15的性能,要根據公開的官方信息進行推測才可靠。首先,官方公佈渦扇15的最清晰指標是:推重比為10。我們知道俄羅斯的AL31渦扇發動機,是在AL21發動機的基礎上研製的。這就說明,在渦扇十的基礎上結合渦扇15的推重比,大致能推測出渦扇15的最大推力。官方公佈渦扇10A最大推力13.2噸,推重比8。由此計算出渦扇10A發動機質量為1650公斤。因為渦扇10B只知道最大推力為14-14.5噸,未公佈推重比,所以無法計算發動機質量。但根據國際慣例,發動機減重是難度極大的,所以航空發動機減重都是按克來計算的。渦扇15比渦扇10系列先進,但高性能下減重難度很大。所以渦扇15實際質量應該等於或稍小於渦扇10A發動機。由此推測,渦扇15的最大推力應該介於16-16.5噸之間。


用戶一個人


相當牛,今天多討論幾個渦扇15的題目。渦扇15對於我國而言是一個必須要攻克的堡壘,他關乎到未來國產五代機和六代機,包括垂直起降戰鬥機和單發先進戰鬥所需。

殲20再先進,也還存在一個發動機的短板需要解決。


航空發動機領域長期以來都是我國對比美俄等航空強國的主要弱點,如果在這個方面不取得重大的突破,我國將會很難在未來的航空領域佔據重要一席。渦扇15也是一個項目帶動,他一個項目就可以帶動我國材料科技、機械加工、數字化技術、電傳飛控、空氣動力學等諸多領域的進步。

沒有渦扇15的殲20,在我看來就是不完整的,不是完全狀態的。


渦扇15發動機的推力為18噸,推比是12一級,這在我國航空科技研究機構多篇論文中都有所體現,我國把目標定的很合適,既不是趕超2023年美國F135B發動機22噸的過高目標,又不是一個落後於當下F135發動機18噸推力的目標,所以他既有實現的可能性,也有未來實戰中的先進性,也為今後進一步提升打下了基礎。

美國的F135堆錸很多,加工也精細,這兩點正好是我們所需的,也是我們最難的。


要說渦扇15目前存在的最大短板,主要在於材料和精加工兩項。眾所周知,目前世界航空發動機推力提高的最主要手段是提高渦輪前溫度,主要的困難就是葉片的耐高溫性能,而這就涉及到了一種我國幾乎沒有的材料,錸。這一材料我國每年引進幾十噸,用於工業、科研、軍事等諸多方面,還要留有儲備,這很難,也很貴,這也是我國航空發動機捨不得堆錸,提高渦輪前溫度較少,導致發動機推力提高困難的重要原因。

日本心神使用的XF5-1發動機,雖然推力只有5噸,但是渦輪前溫度高達1800攝氏度,這就是堆錸的效果。


另外還有一個問題,那就是精加工能力,我國工業加工雖然已經相當精細,但是距離研發世界最頂尖的航空發動機所需的精加工還是差一些,這導致了發動機的故障較多,壽命較短,這一問題其實和渦輪前溫度的問題是一樣難解決的。在這裡,我們只能期待,希望這兩個問題都能在渦扇15身上得到較好的解決吧。


海事先鋒


18噸的推力、是設計標準。離成功還遠。F35,20噸的推力十幾年美國就已經實現。


春風秋月36


渦扇15不存在


陽光照耀大輝


渦扇-15發動機的推力可以趕上 改進版的F119,產品30但與F135還有差距。普遍認為,渦扇-15發動機的加力推力在16噸—17噸之間,軍用推力在10噸—11噸,推重比為10。雖說可以趕上F119,但F119發動機是在2005年正式裝備美國空軍的。所以說,渦扇-15與F119相差了近20年的時間。更何況,美國推力更大的F135發動機,早已經服役了,差距就更大了。

相對而言,F119改進版本發動機的加力推力為17.3噸,軍用推力為11.7噸。而俄方公佈的產品30的加力推力在17噸—18噸,重所周知,凡是俄羅斯公佈的數據,往往是在“打雞血”的狀態下達到的性能。比如“雪豹-E”雷達的探測距離為400千米,這是在極窄波束情況下得到的,正常也就200千米左右。而產品30發動機的加力推力估計在17噸左右,不會達到俄羅斯所說的18噸。總的來看,渦扇-15和F119改進版以及產品30這三款發動機的加力推力沒有差距。


渦扇-15發動機的高壓渦輪盤和渦輪葉片會使用國產第三代高溫單晶合金DD409。DD409的性能和美國的第三代高溫單晶合金CMSX-10和日本的TMS-75相似。三者都能在1100度的溫度下和140Mpa的壓強下,持久工作時間都在220小時以上。DD409的融化溫度在1360度—1411度,主要還是在葉片上使用了冷卻技術,熱障塗層技術。而F119改進版發動機的渦前溫度為1700度,估計渦扇-15的渦前溫度也差不多是這個數據。

要知道第四代戰鬥機對超音速巡航和超音速機動性極為重視,這就要求發動機的涵道比不能太大,F119改進版本發動機的涵道比是0.25。而太行發動機的涵道比為0.78,這就不太適合超音速巡航了。太行量產型發動機的渦輪葉片使用了國產第二代單晶耐高溫合金DD406,其渦前溫度為1473度。太行發動機的渦輪葉片使用了複合氣冷空心葉片技術,納米氧化鋯熱塗層技術,從而達到了第三代發動機中的最高的渦前溫度。


而渦扇-15上是我國新研發的鈰酸鑭熱障塗層材料的使用溫度是1300度,再加上覆合氣冷空心葉片技術,還有DD409單晶耐高溫合金在這三者的作用下,渦扇-15發動機的渦前溫度達到1700度也是很正常的。複合氣冷技術可以降低近400度左右的溫度,畢竟DD409的工作溫度在1100度左右,加上熱障塗層多了300度,一共的耐高溫溫度就在1700度左右。因為DD409的而渦扇-15是殲20的目標發動機,其涵道比也不會太大,畢竟為了超音速性能考慮。
太行A發動機的外涵機匣是由複合材料製作的,相對傳統的鈦合金來說,可以減重30%。此外,還有耐腐蝕性能更加優良,壽命更加長的優點,太行A發動機的推重比為7.5。既然該技術成功的在太行A發動機上應用了,那麼渦扇-15發動機也會用同樣的材料和技術進行減重的,推重比達到10應該是沒問題的。

或許渦扇-15發動機的大修時間和壽命還趕不上F119改進版,畢竟其壽命已經高達12000小時。而太行A的壽命才2000小時,即便是渦扇-15估計也達不到12000小時。能趕上F119的量產版的8000小時,就已經算好的了。畢竟發動機的壽命與軸承和主軸息息相關,而軸承和主軸對材料的要求比較高,這正是我國的弱點。

安裝矢量噴管的太行發動機已經在航展上亮相了,這也就證明,我國的矢量噴管研究取得了不錯的進展。無論是F119,還是F135,亦或是產品30無一例外都使用了矢量噴管,作為我國第四代大推力發動機的渦扇-15,沒有理由不用矢量噴管。儘管會導致推力損失,但是以損失的推力換取可變方向的推力,還是划得來的。畢竟隱身戰機之間的空戰,還是無法徹底擺脫近距格鬥的。(圖片來自網絡)


江山何沉


首先來看渦扇-15的定義,渦扇-15是目前我國發展的軍用大型推力渦扇發動機,是適配於殲-20戰鬥機的發動機,也是急需的一款型號。據猜測數據,涵道比0.25-0.382之間,推重比為10以上,推力在18噸左右,如果是這樣,便與F-22裝備的F119發動機處於同一水平,屬於第四代發動機,這一步跟上來,簡直是一個要逆天的節奏。另據公開報道披露出的消息,關鍵技術已獲重大突破,正在密集裝機試驗當中,假以時日,殲-20裝上渦扇-15,正能成為五代機中的王者。

★風吹草動。脆弱的人,經不住說落後,其實差距正常的,就是走點彎路也是難以避免的。想當年裝配了F100發動機的F-15,裝配F110發動機的F-16,都趴窩多年,兩款三代機成為世上著名的機庫皇后。世上成功者,絕沒有一蹴而就的,經過漫長的技術發展,其普惠公司才有了今日之成就。此番珠海,殲-10B點亮了天空,照亮了國人的心,原來我們也可以,“太行”的成熟,只說明一件事,我們建立了厚實的技術基礎。要知道,我們走到今天不容易,那都是無數航空發動機科技工作者努力的結果。要充分尊重他們的勞動,值得向他們致以滿滿的敬意。實幹興邦,一天鼓譟落後沒有用。在珠海,有人因問殲-20的總師楊偉,“太行”這麼棒,威龍為何不用?楊偉一笑道,你怎麼知道沒用?用與沒用,軍方自有考慮,我們的發動機成就正說明了一切。

★腳踏實地。四代與五代不一樣,五代需要更高的性能,所採用九項新技術,如圖,如果達到或基本達到,就算成功。渦扇-15全部實現突破,即能證明我們是成功的。不自信者,可以伸開指頭查下手指頭,看看世上能有幾個國家成了?渦扇-15本身即說明了我們的成功,不僅如此,發動機都是燒出來的,需要進行大量實驗,才能驗證其可靠性。成熟需要時間,好歹我們的發展不算慢。明此也就足夠,務於實,不可敵,現在我們已經真正理順了研發機制,招集了英才賢才集中攻關,加上國家重金投入,還能有什麼可擔心的呢?需要的無非是一點時間,用他們的智慧和汗水展開技術攻關。堅持幹下去,一項項,哪裡會有過不去的火焰山?著急沒有用,差距要承認,發動機研製本身就是科學,即遵循科學規律辦事,才不會摔跟頭。

★大體判斷。普惠F119-PW-100推比11.7,推力15.8噸,用之F-22,帶來的是性能的高可靠性,耐用性,基本沒有鬧過“心臟病”,用之多年,得到了檢驗。F-35飛機本身故障多,其所用F-135發動機,性能卻是相當牢靠,推力達到了驚人的20噸,推比達到了11一級。要說差距,這便是差距,若問差距多少年,也許就在旦夕之間。當然未來我們的渦扇-15也有冗餘設計,也是可以增推的。網語如風,傳言渦扇15油耗高,油門響應速度慢,說明發現了問題,實驗本身就是發現和解決問題的過程,屬於正常之事,不必過於著急。渦扇-15“峨眉”的研製自1996年開始,說從2005年開始正式投入實驗,現在已是13年過去,保節點在2020年。按發動機研製規律判斷,應該來到了重要裝備節點。發動機研製週期相當長,但它帶來的技術躍升,也是顯而易見。


魂舞大漠


渦扇15的推力及性能如何?目前各媒體上出現的數據五花八門,基本上都沒有可靠的來源,完全都是靠猜。那麼要想得到比較靠譜的數據,還是要找到相對可靠的數據來源。經過一番尋找之後,筆者找到了一份2014年公開發表的論文。

這篇論文討論的是第四代艦載機發動機的性能指標,其中提到表2數據為第四代艦載機發動機相對與某推重比10一級發動機的改變量,參考發動機為俄羅斯的AL-41F(下限)和美F135-PW-400(上限)發動機。

我們對這個四代艦載機的發動機沒什麼興趣,因為這個可能只是隨便搞的一個理論推算。但我們比較感興趣的是這個某推重比10一級發動機,因為這個某字意味著這臺發動機是真實存在的。因為AL-41F和F135-PW-400發動機的加力推力和中間狀態推力是已知的,所以我們可以反向推算這個某推重比10一級發動機的性能指標。AL-41F的加力推力為170KN,中間狀態推力為113.9KN。F135-PW-400的加力推力為191.3 KN,中間狀態推力為128.1KN。由此我們可以推算出某推重比10一級發動機的加力推力在150.04KN~150.98KN,中間狀態推力為103.47KN~104.59KN。因為全世界範圍有能力研製推重比10一級發動機的國家屈指可數,只有中美俄三家。而且已經已經排除了F135,由推力數據可知,這個某推重比10一級發動機實際上只剩下兩種可能性,這臺發動機要麼是美國F22配套的F119發動機,要麼是我國的WS15發動機。從這些數據來看,這臺推重比10一級發動機顯然不是F119。因為F119的中間狀態推力為105KN,加力推力155.7KN,而且F119已經服役多年, 那麼這臺發動機只能是我國在研的WS15發動機。

從上面數據來看,中間狀態推力為104KN左右,加力推力150KN左右。那麼我們能確定這個就是WS15的性能指標嗎?顯然不能,因為此時是2014年,而WS15的驗證機是在2011年交付的,那麼2014年WS15應該處在技術驗證機階段。而按照我國發動機研製的慣例,驗證機階段發動機的考核指標不是100%,而是96%。也就說量產型的WS15中間狀態推力應該在108KN左右,加力推力在156KN左右。從這些性能指標來看WS15的性能指標已經不低於美國的F119,配合J20優秀的氣動設計,可以肯定J20裝備WS15發動機後,無論超音速巡航速度還是最大飛行速度各項性能指標都會超過F22。而且從中間狀態推力和加力推力的比值來看,WS15的涵道比和F22相當甚至還要更小一點。以上是對WS15技術指標的分析,大家可以做個參考。


分享到:


相關文章: