歼 20 作为我国自主研制的第一款五代重型隐身战机,歼 20 的装备服役不仅填补了我国在五代隐身战机领域的空白,更重要的是歼 20 的装备服役也使得中国成为全球第三个独立自主研制五代隐身战机,并成为全球第二个批量装备服役五代隐身战机的国家。歼 20 自 2017 年装备服役以来,经过几年的批量装备服役,现阶段歼 20 批量装备服役数量早已达到两位数,未来还将更多。而歼 20 作为我国自主研制的第一款五代隐身战机,虽然整体性能很是先进,但是现阶段歼 20 配套的涡扇 15 发动机仍然没有装备服役,对于歼 20 而言依然存在不足之处。
介于我国在先进航发上与世界水平存在较大差距,后期歼 20 配套的涡扇 15 发动机未来会有怎样的性能表现?是否能够追平五代隐身战机所要求的水准,还是依然存在较大差距呢?虽然涡扇 15 发动机还没有批量装备服役,但是我们可以通过五代隐身战机对于发动机的技术水准要求,和歼 20 现阶段装备的涡扇 10B 发动机在技术标准上和世界先进水准之间的差距来推测一下。
首先从五代隐身战机歼 20 对于先进航发的需求和要求来说,五代隐身战机的“4S 技术标准”中有两项对发动机性能表现有着很直接的要求,其中超音速巡航和超机动飞行对于发动机有着严格要求,比如超音速巡航需要发动机不打开加力燃烧室的前提下仅以军用推力达到超音速飞行,所以对于涡扇 15 发动机的军用推力有很高的要求,那么对于涡扇 15 这种小涵道比涡扇发动机而言军用推力要更大,就要采用增压比更高的四级涡轮风扇等先进技术,比如我国此前成功突破技术屏障的镍基高温合金材料不仅能够更高效的实现发动机更大的增压比,而且还能提升发动机涡轮前温度和降低发动机自重,进一步提升发动机的军用推力和推重比。
其次超机动飞行不仅要求发动机的推力要大,同时发动机的加速性还要足够好,这就要求发动机的推重比要更高一些,达到五代战机装备的四代发动机所要求的 10 一级以上,恰好我国成功掌握技术的镍基高温合金材料就是一种重量轻、结构强度高、耐高温性能优秀的先进材料。那么从歼 20 对于发动机的要求来说,就注定了涡扇 15 发动机得技术指标不能低,光是在推重比上就要比现阶段装备得涡扇 10B 的 9 一级高一些。
再一个歼 20 现阶段批量装备的涡扇 10B 发动机整体性能表现,已经达到了三代发动机的整体标准水平以上,最大加力推力达到了 13.5 吨以上,和同级别的美国 F110、F100、俄罗斯的 AL-31F 系列处于同一水平上。不过在发动机寿命上还有较大差距,比如进口的 AL-31F 发动机整体寿命已经达到了 3000 小时以上,而我们现阶段大概只有 2200–2500 小时左右,更别说和美国的 F110 已经达到 4500 小时以上相媲美了。
不过介于我国在先进航发无论是发展时间还是起点上,和美俄相比都存在起步时间晚、起点低的不足,所以在发动机寿命上存在差距也是可以理解的。当然随着现阶段涡扇 10B 的大批量装备服役所带来的发动机生产使用经验助力下,后期涡扇 15 发动机量产后无论是量产速度还是寿命等都要比现阶段的涡扇 10B 更上好几层楼,更别说我国已经全面掌握先进材料后更能提升涡扇 15 发动机的使用寿命。 所以歼 20 配套的涡扇 15 发动机后期批量装备服役后的技术水平,保守估计的话,大概和美国 F22 隐身战机装备的 F119 整体水平持平甚至更好是肯定的。
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我国涡扇 15 航空发动机在世界上是什么水平?
答;
我认为我国涡扇 15 航空发动机能和美、俄两国最选进的航空发动机相提媲美。
美国最先近隐身战机 F22 使用的是 F119 的航空发动机,该航空发动机单台推力为 16 吨,推力重量比为 10,纵向偏转为 45 度矢量喷嘴。
俄罗斯最先进的航空发动机是 t30,该航空发动机是在 AL41F 发动机的基础上重新进行开发改进。最大推力 18 吨,推力重量比超过 10 吨。可 360 度三维矢量尾喷。目前可能仍在测试中吧!
我国的涡扇 15 航空发动机是一款小涵道矢量发动机,单台推力能达 18 吨,推重比为 10.9 吨。可 360 旋转矢量喷口。可值得注意的是,使用寿命不如美、俄先进的航空发动机,美、俄航空发动机使用寿命约 4000 小时以上。而涡扇 15 航空发动机使用寿命是以上两款发动机的 1 / 4 左右吧!其短板仍然是发动机材料研制存在一定缺项。不过随着我国对航空发动机的研制力度不断加大,相信在 15 年内将会缩小美、俄航空发动机的差距。也会使我国隐身战机插上飞得更快、更远的翅膀……。