全面赶超 (涡扇15发动机最新动向)

中国涡扇15航发究竟变态到了什么程度?我们一直在说中国的航发水平已是超越美国的存在,到底超越在了哪里?今天我们就来说说清楚。要弄清楚这一点,我们不得不提当今世界最强发动机之一,美军F22战斗机上搭载的F119航空发动机。F119发动机全程F119PW100航空发动机,是一款双转子小涵道比加力涡扇发动机。

什么是涡扇发动机?全称就是涡轮风扇发动机,其本质就是在传统涡轮喷气发动机前加上了一个风扇,用风扇为涡轮提供额外的空气供给,从而产生额外的推力。影响涡扇发动机性能的参数有很多,但是主要的关键参数只有三项:推力、油耗和推重比。下面我们就来逐项拆解。

全面赶超,涡扇15发动机现在怎么样了

首先什么是涵道比?涵道字面意思是航空发动机中气体流过的通道,在当今的航发中被分为内涵道和外涵道。

·外涵道指的是通过发动机风扇加速,但不进入燃烧室,不参与对叶片做工的空气所走的通道。

·而内涵道则是指被压缩入燃烧室,对风扇叶片进行做工的空气,最后被排出时所走的通道。

外涵道的空气经风扇加速后,与内涵道流出的废气进行混合,最终在发动机末端被一并排出。因此我们可以看到战斗机航发的驱动模式,其实就是通过内涵道的高温高压燃气对风扇叶片做工,从而驱动外涵道的低温空气向后喷射,从而形成向后的推力,就像一个大号的风扇一样。内涵道就是风扇的电机,外涵道就是风扇的外框。

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所以从原理上说,涵道比越大,发动机的推力也就越大。比如F35战斗机上使用的F135发动机,其涵道比为0.57,对比起F119的0.3大了接近一倍,因此其最大推力也比F22大了接近25%。这是大涵道比发动机的优势,也是涡扇发动机的底层原理所在。

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那为什么F22、歼20这样的重型空优战斗机,却要使用小涵道比发动机?因为大涵道比发动机在高速工况下的表现实在是太拉胯了,说是拙劣也不为过。

首先,大涵道比发动机外涵道截面积大,因此在超音速飞行时发动机对空气造成的阻力大,故而很难甚至无法将空气加速到超音速,严重拖慢了飞机的速度。

同时因此原因影响大航道发动机,若想将飞机加速至超音速就需要打开航发的加力燃烧室,其燃油经济性就会变得非常差。因此可以看到需要大推力发动机令其可在航空母舰上垂直起降的F35使用的就是大航道比设计,但其最大航速竟只有1.6马赫。

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而在陆地起飞需要高速飞行的重型空优战斗机F22则使用小航道比的设计,其最大飞行速度可轻松超过两马赫。所以对于一款优秀的航发来说推力并不是最重要的指标参数,最重要的参数是在做到小涵道比的同时还可以提供巨大的推力。

现在回过头看我国的涡扇15发动机,虽然其具体参数尚未公开,但普遍认为其涵道比做到了0.25,甚至比F119的0.3还小了16.6%,而其推力仍可超过18.2吨,与F119相当,因此其核心机性能着实是超越F119的存在。

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而什么又是双转子?双转子在核心发动机中指的是发动机有两个可以独立旋转的轴,通常是一个低压轴和一个高压轴。这种设计允许每个轴以不同的速度旋转。

我们知道航发燃烧室内的空气气体温度更高,流速更快,而且外部的气体流速则较低,速度也相对较慢。而双转子发动机允许各阶段的叶片以其最佳工况下的速度旋转,以此大大提升发动机的性能。

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双转子的设计通常用于涡扇发动机,其中低压轴用以驱动风扇,而高压轴则驱动压气机和涡轮,此设计基本是第五代战斗机的标配。而*四代第**战斗机的航发则几乎不会配有此项设计,比如美国F16战斗机的F110发动机就不是一款双转子设计的发动机,而我国的涡扇15则是一款双转子设计的新一代高性能航空发动机。

综合比较下来,可以看到涡扇15的各项数据性能都非常先进。有人说涡扇15发动机仅可以达到美国30年前的水平,这其实不假。但要知道的是美国航发研制水平在此30年中也没有任何重大突破,其F35战斗机和F22战斗机使用的发动机仍是同一款核心机。

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因此千万不要妄自菲薄,必须清楚的明白我国军事工业水平已经达到甚至赶超了世界最先进水平,需要对祖国、对解放军拥有绝对的信心,相信其在未来纷繁错杂的国际局势中做到来之能战,战之必胜。