可靠消息证实进展喜人!长文干货扒一扒歼20正牌航发涡扇15 来源:欧宝竞彩体育官网    发布时间:2023-10-15 18:55:15   阅读:1

  我国的航空发动机技术牵动着国人的心,也关系到我国的隐身战斗机能否补齐最后短板。目前涡扇10及其系列改进型号已经渐入佳境,但这款发动机再好用也只是第三代发动机。因此,国人都期盼涡扇15早日研制成功。那么涡扇15究竟是一款怎样的发动机呢?进展如何?今天就来扒一扒这个线的前世今生。

  涡扇15核心机源于俄罗斯R-79V-300型发动机,但并非简单仿制,而是脱胎换骨。

  苏联解体后,其最大其主体的俄罗斯百业凋敝,大批人才被各国挖走,大批技术被迫贱卖。虽然当时我国并不富裕,但国家高层还是很清醒地认识到这是千载难逢的“捡漏”机会。于是勒紧裤腰带,想方设法尽可能从俄罗斯多买一些技术回来。其中就包括R-79V-300型发动机技术。这款小涵道比大推力发动机推重比并不高,只有5.64,但这个数值是在涡前温度仅1620K的基础上达到的,而且其最大推力达到152KN,中间推力达88KN。这说明这款发动机的总体设计很优秀,今后仅需更换耐受温度更高的涡轮叶片材料,这款发动机的所有技术指标立马飙升。也正是看中这一点,我国才决定引进这款发动机技术,用来加速我国的“高推”项目进度。

  前苏联雅克141的发动机R-79V-300型发动机1992年,由于经济困难,雅克-141垂直/短距起降型战斗机项目被迫中止。这直接引发为雅克-141量身打造的R-79V-300型发动机没有了用武之地。据说我国瞅准时机,1992年春天立马派出代表团远赴俄罗斯开展R-79V-300型发动机技术合作谈判。经过3年的艰苦拉锯战之后,最终确定合作事项。1996年,俄罗斯终于同意签署向中国转让该型发动机技术的协议,据说我国还获得了一台R-79V-300发动机的样机。

  除了这款发动机,俄罗斯当年还有另一款推比12~15的P2000核心机引起了我们强烈的兴趣。P2000是俄罗斯继AL41F之后的新一代发动机核心机,是俄罗斯按照美国核心机发展思路而开展的最新核心机计划。当时已经初步成功,但俄罗斯并不愿意转让这种最新的发动机技术。我国只好通过邀请俄罗斯专家讲课以及引进部分技术的方式,了解俄罗斯的P2000计划的总体设计思路并交换到一些技术。以此为基础,从上世纪90年代初开始,我国启动了“高推计划” ,于1993年开始规划的新一代高性能燃气涡轮动力技术预研计划,其整体技术目标是使发动机单位推力达到120daN·S/kg,推重比大幅度提升(涡轴、桨发动机的功重比提高)。该计划包括百余项关键技术,开设了一百多个研究课题。

  实际上我国很早就在密谋研发第四代航空发动机,但苦于工业基础太差,人才严重不足,技术储备薄弱,迟迟无法启动项目研发。

  早在1984年,我国就开始推重比10一级发动机预研的技术论证,1988年4月召开了预研选题论证会,1990年正式立项开题。1994年完成了6个总体方案的顶层设计、项目指南和综合论证。1993~1996年开展对俄合作,并获得俄罗斯P2000的部分技术。1995年基本确定了推重比10发动机总体方案。有些课题,如平均级压比达1.62的三级压气机研究已经取得了良好进展。

  九五期间我国搞出了推比10一级发动机的三大高压部件,并于十五期间进入验证型核心机阶段。

  根据我国著名空军装备专家宋心之前不久透露的消息来看,涡扇15是一款推重比为10.9,推力达16吨的大推力发动机,综合性能远超当年引进的俄罗斯R-79V-300发动机,堪称脱胎换骨。

  2005年的春天,624所历经15年研制的推比10一级核心机CJ2000成功点火。这不仅为我国的推比10一级的航空发动机发展打下了坚实的基础,而且还能根据CJ2000核心机放大或缩小发展出不同推力量级的高性能发动机来。

  2010年5月,某招标网发布的FWS15发动机研制保障条件建设项目招标

  2020年,装备一款拥有黑色锯齿喷口新款发动机的歼20首次亮相,这款发动机很可能就是涡扇15发动机!

  根据宋心之的描述,涡扇15推重比达10.9,整体性能比肩美国最先进的F119发动机和F135发动机。而且涡扇15的耗油率比F119更低。

  相关资料表明,涡扇15采用3级风扇+6级高压压气机+1级高压涡轮+1级低压涡轮组成。整体结构类似美国F119发动机。涡扇15要达到如此高性能并不是特别容易,可谓历尽千辛万苦。为了达到设计指标,科研团队攻克了大量技术难关。

  为了提高推重比,减轻发动机重量势在必行。为了减重,减少压气机级数是最好的选择。这就要求压气机平均压比更高,只能采用压比更高的风扇才能处理问题。考虑到减重问题,科研团队还研制了一体化叶盘、高铌钛铝合金等技术,进一步实现了发动机叶盘减重。

  降低油耗最简单有效的做法就是提高涡前温度。美国F119发动机的涡前温度为1850K~1900K,要想比它更省油,涡扇15的涡前温度必须比它更高。据说涡扇15涡前温度达到1900K~1950K。这就要求涡轮叶片综合性能继续提升。科研团队研制出了拥有复杂空气散热通道的单晶涡轮叶片,也就是单晶涡轮叶片气膜冷却技术。但这样还不够,科研团队又研制出更好的稀土钽酸盐隔热涂层材料。仅这两项技术就为涡轮叶片降低了800℃的温度传导。此外,预计涡扇15的涵道比略大,但由于涡前温度更高,其高空高速性能依然能达到F119的水平。最终,通过一系列先进的技术,涡扇15以略高的涡前温度、略大的涵道比为代价,做到性能相当的情况下比其更省油的水平。

  涡扇15除了整体设计更好,整机零件数量更少,还大量采用新工艺,包括采用粉末冶金提升材料密实度、采取了激光强化降低金属疲劳效应、更好的轴承设计和轴承材料。涡扇10整机寿命在3000小时左右,涡扇15采用大量新技术后寿命则提升到6000小时左右。

  据说涡扇15还有另一款改进型号采用2级风扇+5级高压压气机+1级高压涡轮+1级低压涡轮组成。另一个说法是可变涵道比发动机。不管怎么说,由于涡扇15设计、材料、制造工艺更先进,有利于逐步提升推力、燃油效率、寿命等指标。

  2016年9月2日沈阳举办的首届中国航空航天发动机先进制造论坛透露的消息综上所述,涡扇15必将是一款整体性能比肩美国F119,改进潜力很大的第四代军用小涵道比发动机。不过,虽然涡扇15已经研制成功,但F119发动机也仅是美国1997年就已经研制成功的发动机,距今已有20多年了。

  追赶之路依然任重道远,今年美国更先进的下一代原型机已完成整机装配并开始试验。因此,在航空发动机领域,即使涡扇15成功了,我国和美国依然有20年左右的差距,形势依然不容乐观!

  最后透露个消息:涡扇10B实际上的意思就是沈阳黎明航空发动机有限责任公司试验涡扇15的关键技术进行大幅改良的涡扇15第一阶段发动机,军用推力10吨,加力推力15吨。黎明做的代工,包括喷管,高温叶片材料全部来自624所给涡扇15的技术。第二阶段涡扇15目标机军用推力12吨/加力推力18吨(175KN),这个指标和当初涡扇15的核心机潜力是吻合的,说明可信度很高!





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