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涡扇-15追着国外发动机跑了十几年,回头一看,最强的那颗“心脏”怎么就成了自己的?
这话听着像段子,到底是真反超,还是自我感觉良好?
要弄明白这件事,得从头说起。
中国航空发动机被外界当成短板,一说就是几十年。
如今它到底发展到了什么水平?
跟美国、俄罗斯比还差多少?
下面一层层拆开来看。
中国航空发动机起步较晚,到上世纪90年代仍明显落后。
首款至今仍大量使用的国产发动机是WS-10。
该型发动机于1987年开始研制,很可能以中国此前接触过的民航涡扇发动机CFM56为基础。
但它仍需重新设计,耗费了大量时间,并在90年代借鉴了俄罗斯的技术。
进入21世纪后,WS-10又用了十年时间,批量生产质量才达到标准,但部分问题仍未解决。
2009年,国内一家飞机制造商表示发动机质量尚不够好。
直到2014年,有中方人士透露,该发动机的平均翻修间隔仅为300小时,总寿命仅为1500小时。
大多数人最关心的还是推力数据。
装备歼-11“侧卫”战机的WS-10A服役时推力约为120千牛。
2014年有中方人士表示,该发动机已有多个版本,最高推力可达137千牛。
2014年以来,歼-16上至少出现过一次发动机外部改进,歼-20上则出现过两次。
最新的WS-10版本推力可能已超过140千牛。
歼-15舰载机最能说明WS-10曾长期存在可靠性问题。
直到不久前,新造的舰载机仍在使用俄制发动机。
这说明舰载版WS-10还不能满足关键海上作战的要求,据称存在响应速度不足的问题。
如今,WS-10已经足够成熟和先进,推力与同类俄美发动机相当,但寿命可能仍略逊一筹。
得益于WS-10积累的经验,后续发动机的研制进度明显加快。
不计在研项目,WS-15是目前中国发动机技术的最高水平。
这又是一个历时数十年的项目。
据称它早在上世纪90年代初就已开始研制,当时歼-20还没有提出,其设计目标是大幅超越WS-10。
WS-15的研制过程十分艰难。
它在本世纪头十年中期已开始测试,但研制迟迟未能完成,歼-20只能先采用其他发动机服役。
2022年前后,官方媒体终于提到歼-20已用这款发动机进行试飞。
据发动机制造商介绍,WS-15于一年后开始批量生产。
与以往一样,可靠的性能数据十分稀少。
2012年国内一家发动机制造商的路线图显示,WS-15的推力目标为180千牛。
这一目标可能未能实现,也可能已被超越,外界无从得知。
一种粗略的估算方法是以早期歼-20所用俄制发动机的142千牛推力为起点。
这些发动机先后被两种WS-10改型取代,如今又被WS-15取代,说明每一代至少都有一定提升。
后期WS-10版本的推力似乎已超过140千牛,因此WS-15很可能在此基础上有明显提升。
但其实际推力更接近160千牛还是180千牛,目前仍不得而知。
同一尺寸的美国F119发动机为F-22研制,在20年前推力就已达到约160千牛以上。
F119以重量大著称,其矢量喷管段体积庞大,外形还要与飞机尾部融为一体。
WS-15的重量同样未知。
它可能与俄制发动机一样轻,毕竟俄制发动机能装进歼-20;
但它也可能略宽略重,从而降低推重比。
WS-15没有F119那样笨重的矢量喷管。
如果它沿用俄罗斯更轻但耐久性较差的设计理念,重量不太可能超过2吨。
不过,中国设计人员很可能高度重视尾气冷却和富余发电能力,这可能使其重量接近2吨。
事实上,发电能力已成为现代发动机的主要发展方向之一。
电力既要驱动性能日益强大的电子系统,也要为飞机各子系统提供冷却。
随着红外传感器不断进步,尾气同样需要冷却。
中国发动机很可能也在走这条路,优先考虑发电和冷却能力,而不是只追求推重比。
目前歼-20上的WS-15既没有矢量推力,也没有特别隐身的喷管,但中国发动机制造商曾多次展示相关技术。
2018年珠海航展上,一架经过特殊改装的歼-10展示了新型矢量推力喷管。
2022年,一个模型上展示了与F-22相似的隐身喷管。
自2024年以来,中国两款下一代战斗机原型机都采用了类似的实用喷管。
中国下一代战斗机很可能先采用配备矢量喷管的先进WS-15改型,在服役后期再换装变循环发动机。
上世纪60年代,喷气发动机还处于起步阶段,20年的技术差距非常巨大。
到80年代,这一差距依然明显。
进入21世纪后,这样的差距已不再具有决定性。
如今中国的水平已大致相当于F-22服役、F-35发动机尚在研制时的美国发动机技术,而美国多数战斗机至今使用的仍是较老的发动机。
如今,中国已拥有覆盖各类需求的多种发动机项目。
经过数十年努力,中国在喷气发动机领域已基本实现自给自足,并掌握了较强的涡扇技术。
中国目前仍不及美国,但俄罗斯因经费不足耽误了数十年,在美国之外,或许只有英国罗尔斯·罗伊斯公司的涡扇技术略胜一筹。
看到这儿,再说说涡扇-1
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