深度解析2013号歼20战机出现背后:发动机扑朔迷离

2014年11月27日 09:36  新浪军事 微博 收藏本文
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资料图:画红圈处,疑似2013号歼20战机停在机库内。 资料图:画红圈处,疑似2013号歼20战机停在机库内。

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  今日,在一张谷歌地图最新拍摄的卫星图中,可以看到一架疑似新型歼-20战斗机停放在停机坪上,旁边还有一架疑似歼-10B战斗机。从拍摄的位置来看,是位于中国西南某地。不过从卫星图看,这架歼-20战斗机机身疑似呈现白色,有分析认为是最新的2013号歼-20战斗机。

  同时中俄购买苏35战机在尘埃落定之际,F117S发动机又成为中俄军购的争议地方。而购买大量F117S显然就是为了装备歼20战机使用。目前世界上有能力生产高性能发动机的企业屈指可数。所以歼20战机未来采用何种发动机才是目前中国四代机所急需考虑的问题。新浪军事对2013号歼20的出现预示中国四代机未来会采用哪些备用动力和发展问题进行探讨。

  扑朔迷离的发动机

  目前歼20战斗机使用的是俄罗斯AL-31F发动机,歼20最初的发动机尾喷管与中国引进的苏27并没有区别。而歼20后来在发动机喷管处安装了冷白色的隔热片,但是始终还是采用俄罗斯的AL-31F发动机。中国目前使用AL-31F发动机也是迫不得已的办法,世界上适合战斗机使用的大推力涡扇发动机本来就不多,而AL-31F发动机是世界上装备量比较多的第三代涡扇发动机。不过该机属于前苏联上世纪80年代产品,加力推力在125千牛左右,最大推力不到80千牛,按美国的标准只有7.1。反观美军F-22战机使用的F119-PW-100涡扇发动机加力推力达到了155千牛,最大推力达100千牛,推重比达到了10.5。因而目前歼-20使用的AL-31F发动机性能上是不够的。因此,歼20换装俄罗斯最先进发动机势在必行!

中国歼20重型五代战机项目在近两年中进展比较快。在第二批改进型2011、2012号原型机试飞后不久,疑似2013号原型机也出现。谷歌地图近日展示的一张照片中显示,疑似有一架新的歼20停在机坪上。网友猜测其为2013号歼20。  资料图:中国歼20重型五代战机项目在近两年中进展比较快。在第二批改进型2011、2012号原型机试飞后不久,疑似2013号原型机也出现。谷歌地图近日展示的一张照片中显示,疑似有一架新的歼20停在机坪上。网友猜测其为2013号歼20。

  俄罗斯留里卡-土星发动机联合体完成了F117S发动机的研制,该机加力推力140千牛/最大推力88千牛,推重比7.5。但是该发动机缺点也是比较明显,F117S发动机单台发动机的重量达到了2吨以上,这与四代机所需要的、更轻的动力系统是相互矛盾的(四代机的发动机理想重量大概为1.4吨-1.6吨)。而目前即使歼20装上了F117S发动机试飞,也不利于重心的调整,而且117S刚刚完成试制,还来不及装备歼20,。依照目前歼20现在的进度,2013号和2014号机已经在机库中等待试飞,新浪军事认为歼20目前还是会采用AL-31F进行试飞,再等到进口到F117S发动机时进行小批量试验改装,这样不至于使得歼20战机的研制进程放慢。

  而歼-20战机采用的AL-31F发动机并不是完全照搬,尾部的银白色喷管就是为了隐身性能而采用的特殊表面处理工艺。这项工艺主要用于后机身与发动机喷管之间的电磁特性--雷达发射的电磁波子在飞机表面特性不连续的地方更容易反射,导致隐形性能降低。而歼20采用了大量复合材料,可被视为电磁特性的一个整体,而AL-31F发动机的喷管材料没有与机体一体化,必须经过特据殊处理才能保持连续性。另外歼-20喷管与机身连接处采用了锯齿形状边缘,可以将雷达波射散射到雷达波不能正常回收的方向。这些小细节显示歼20在电磁方面要求设计独到。那么F117S和AL-31F发动机不是理想的选择,中国歼20战机还有什么动力可以选择?

  未来最好的选择

  其实,因为动力问题所困扰的还有俄罗斯T-50战斗机。前苏联解体后,美俄在航空发动机领域的差距逐渐增大。美国的F-110-GE-134发动机在上世纪九十年代末就实现了150千牛的加力推力,而俄罗斯到现在都没有研制出来(AL-41发动机现正研制中,结果不得而知)。

珠海航展当日俄罗斯在华展示F117S矢量发动机等。F117S矢量发动机是中国急需的发动机,因为没有它歼20战机就无矢量发动机使用。  资料图:珠海航展当日俄罗斯在华展示F117S矢量发动机等。F117S矢量发动机是中国急需的发动机,因为没有它歼20战机就无矢量发动机使用。

  俄罗斯发动机在可维修上、耐久性上的差距更大,F-110-GE-134发动机首次翻新期达到了大概2000小时,而俄罗斯AL-31F-M2发动机总寿命也不过如此。美国在1986年开发的F-110-GE-134发动机就装备了发动机全权数字电子控制系统,而俄罗斯的AL-31F-M2发动机才开始使用类似控制系统,而且尚未投入使用。F-22A用的F-119-PW-100与2002年获得了美国空军的初批使用,而首次翻新时间更是达到了逆天的大于4000个飞行小时!已经对俄罗斯航空发动机产业形成了差几代的情况!

  中国也在研制新一代高性能发动机。中国在珠海航展曾经展出过高压比的两级风扇,据介绍该风扇采用了转/静子叶片大前掠设计,可提高风扇效率,扩大稳定工作范围,通过应用先进的叶形,减小进气道能量损失,提高效率,扩大了稳定工作范围。这种风扇系统的总压比超过4,达到了F-119三级风扇的性能。从这款风扇来看,中国应该有能力设计制造四代机用的航空发动机风扇。

  满怀希望的涡扇15发动机

  WS-15全称涡扇15“峨眉” 涡扇发动机,是为我国第四代重型/中型战斗机而研制的小涵道比推力矢量涡扇发动机。由中国贵州黎阳航空发动机公司设计生产的涡轮风扇航空发动机,代号“峨嵋”。WS-15主要用于双发重型隐身战斗机歼-20。

2014年11月11日,2014中国国际航空航天博览会(以下简称:中国航展)在广东珠海盛大开幕。作为行业盛会,本次航展吸引了国内外各大厂商的积极参与。中共中央政治局委员、国家副主席李源潮也莅临现场,参观了包括美国波音公司在内的众多国际知名展商的展台。航展开幕第二日12点22分左右,李源潮副主席参观了来华进行飞行表演的俄罗斯苏35战机。  资料图:2014年11月11日,2014中国国际航空航天博览会(以下简称:中国航展)在广东珠海盛大开幕。作为行业盛会,本次航展吸引了国内外各大厂商的积极参与。中共中央政治局委员、国家副主席李源潮也莅临现场,参观了包括美国波音公司在内的众多国际知名展商的展台。航展开幕第二日12点22分左右,李源潮副主席参观了来华进行飞行表演的俄罗斯苏35战机。

  WS-15是624所主导研制的,624所在得俄罗斯联盟航空发动机科技集团研制的推力为20吨的R179-300发动机设计方案和P-79M的设计图纸和技术资料后,对大推力涡扇发动机研制起到非常关键的作用,先后成功研制的YWH-30-27核心机,YWH-30-27核心机就是以P-79发动机核心机为基础进行深度开发的;而中国最先进的涡扇发动机CJ-2000,就是以YWH-30-27核心机为基础进一步开发的,未来的四代机J-20心脏WS-15涡扇发动机就是CJ-2000的型号研制的代号。

  据CJ-2000的型号研制的主设计师江和甫透露,624所正在研制更新一代的涡扇发动机CJ-3000,也就是说,中国第五代隐形战斗机理论上可以与美国军方F-22“猛禽”隐形战斗机和F-35“闪电Ⅱ”战斗机相媲美。

  结语

  事实上,中国的航空发动机还是落后世界二十年,因为航空发动机的发展除了自己的技术之外,很大程度还依赖于我们的工业基础。实际上这个落后是跟我们国家整个工业的落后基本同步的。目前公众对于歼-20最为担心的就是其装备的航空发动机研制。从目前情况来看这样的担心不无道理:歼20最后很有可能使用俄制AL-31F发动机服役。长期以来,中国航空发动机行业处于低水平徘徊,我们希望中国发动机可靠、成熟,我们的四代机早日装上“中国芯”,我们期待这一天的到来!(作者署名:小浪)

2011号新版歼20疑用新型发动机挑战单发起降资料图:2011号新版歼20疑用新型发动机挑战单发起降

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(编辑:SN118)

文章关键词: 歼20 俄罗斯 航空发动机 四代机 中国

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