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C919
文 | 沧海阅铭
编辑 | 沧海阅铭
-<俄罗斯苏-57的发动机>-
在现代空战中,战机的性能决定了制空权的归属,而在影响战机性能的诸多因素中,发动机无疑是最为关键的一环。
中美俄三大军事强国,都在发动机技术上展开了新一轮的较量,他们各自的第五代战机——苏—57、F—35和歼—20,究竟谁能在未来的空中对决中笑到最后?让我们先从苏57说起。
苏—57的AL—41F1发动机,则集中体现了俄罗斯在这一领域的独到之处,作为一款专为五代机研制的加力涡扇发动机,AL—41F1的最大推力达到了17吨。
信息来源:
百度百科:苏-57
苏-57战斗机
苏-57战斗机参考数据
而且,苏—57搭载的是两座AL—41F1发动机,所以苏—57最大推力能够达到34吨。
虽然与F135还有一定差距,但已经完全满足了苏—57的设计需求,更重要的是,AL—41F1在技术路线上做出了一些独特的选择,为苏—57的飞行性能带来了独到的优势。
首先,AL—41F1大量采用了先进的高温合金材料,使得发动机的涡轮进口温度得到大幅提升。
温度越高,意味着发动机可以在相同推力下消耗更少的燃油,或者在相同燃油消耗下产生更大的推力。
AL—41F
因此,高温合金材料的运用,使得AL—41F1在推力和效率之间达到了一个理想的平衡点。
而且,AL—41F1的风扇叶片采用了空心钛合金材料,在保证强度的同时,也最大限度地减轻了重量。
更关键的是,宽弦的叶片设计加上空心结构,极大降低了发动机的雷达反射截面积,这对苏—57的隐身性能起到了关键作用。
可以说,空心钛合金风扇叶片技术的应用,让在推力和隐身性之间找到了一个完美的结合点。
AL—41F
当然,客观地说,AL—41F1的推力水平目前还不能让人完全满意,苏—57是一架体型硕大的重型战机,对发动机的推力要求非常高。
从最新的试飞数据看,AL—41F1在满足苏—57超音速巡航时的油耗方面还有待提高。
这意味着,苏—57在长距离战斗巡航时,可能会受到一定的限制,未来,AL—41F1还需要在提升推力和改善油耗上多下功夫。
如果说苏—57的AL—41F1发动机代表了俄罗斯的实力,那么F—35的发动机技术,则集中体现了美国在这一领域的独到之处。
苏-57
-<美国F-35的发动机分析>-
F—35是美国最新一代多用途隐形战斗机,其心脏是一台普惠公司生产的F135加力涡扇发动机,这款发动机最大推力高达19.5吨。
这背后是一系列先进技术的支撑:高温合金材料、单晶涡轮叶片、陶瓷基复合材料等,极大地提高了发动机的耐热性和效率。
再加上先进的数字电子控制系统,F135的推重比和燃油经济性都处于世界领先地位。
这样一款先进的发动机,给F—35带来了哪些优势?
F-35
F—35的强大推力让其拥有优异的加速性能和爬升率,可以在极短时间内到达预定高度,占据有利的制空位置。
而且,发达的超音速巡航能力让F—35可以在超音速状态下执行更长时间的战斗巡逻,大幅提升了其威慑力和作战半径。
此外,矢量推力技术的应用,也让F—35在中低速状态下具备了出色的机动性。
当然,任何事物都有两面性,F—35采用单发设计,一方面减轻了重量,提高了隐身性能,另一方面也给其战斗力带来了一些局限。
F135涡轮扇发动机
一旦发动机在空中出现故障,单发战机将失去动力,面临坠毁的风险。而双发战机则可以依靠剩余的一台发动机返航。
此外,单发战机在失速状态下的可控性和机动性也不如双发战机,这就要求F—35的飞行员在驾驶时格外小心,避免进入失速区域。
尽管如此,我们还是要承认,F135的整体性能已经达到了一个非常高的水准。
它代表了当今涡扇发动机的最高技术成就,也是F—35成为全球范围内最具威胁的战机之一的重要原因,下一代的航空发动机技术,很可能就要从F135这个高点开始发展了。
信息来源:
百度百科:F-35战斗机
F-35
F-35战斗机性能数据
-<中国歼-20发动机发展>-
当我们将目光转向东方的天空时,中国的歼—20隐身战斗机正以其独特的身姿,吸引着世界的注目。
但是,在歼—20的背后,一个更加引人入胜的故事正在缓缓展开,那就是中国航空发动机技术的发展历程,这其中,最引人瞩目的就是为歼—20量身打造的新一代涡扇发动机——WS—15。
回溯歼—20的发展历史,我们不难发现,它的每一次飞跃,都伴随着发动机技术的升级换代。
涡扇-15
早期的歼—20原型机,装配的还是俄罗斯的AL—31FN系列发动机,作为上一代技术的产物,AL—31FN的性能已经无法完全满足歼—20的设计要求。
因此,在随后的改进型歼—20上,我们看到了国产的WS—10B发动机的身影。
WS—10B是中国自主研制的第一款高性能涡扇发动机,其推力水平和可靠性都有了长足的进步,这为歼—20的服役提供了强有力的保障。
但是,对于一款真正意义上的第五代战机来说,WS—10B还只是一个过渡,歼—20要真正展现其威力,还需要一款同样先进、同样强大的发动机与之匹配。
发动机
这就是正在研制中的新一代涡扇发动机——WS—15。
作为中国航空发动机技术的集大成者,WS—15汇聚了国内最尖端的科研力量和最先进的制造工艺,代表了中国在这一领域的最高水平。
据悉,WS—15的研发进展十分喜人,虽然具体的进度还没有对外公开,但是从一些蛛丝马迹中,我们可以窥见其非凡的潜力。
有消息称,WS—15的最大推力有望达到18至19吨,这几乎与美国的F135发动机不相上下。
信息来源:
百度百科:涡扇-15
涡扇-15
涡扇-15 技术数据
要知道,F135可是当今世界上最强大的航空发动机之一,如果WS—15真的能够达到这样的水平,那将是一个了不起的成就。
当然,WS—15的优势不仅仅体现在推力上,作为一款全新设计的发动机,WS—15在关键技术上也有诸多创新。
比如,它采用了先进的单晶涡轮叶片技术,大大提高了涡轮的耐高温能力和使用寿命。
再比如,它使用了第三代空心宽弦风扇,在减轻重量的同时,也降低了风扇的噪音水平和雷达反射截面积,种种迹象表明,WS—15将成为一款全方位优秀的新一代航空发动机。
-<三国发动机技术对比>-
在了解了中美俄三国第五代战机的发动机技术后,我们不禁要问,谁才是当今世界上最顶尖的航空发动机?
虽然每一款发动机都有其独到之处,但若要评判一款发动机的优劣,我们还是要回归到一些基本的性能指标上来。
而在众多指标中,推重比无疑是最受关注的一项,推重比,简单地说就是发动机推力与自重的比值,这个比值越高,意味着发动机的推力越强,同时又越轻盈。
歼-20
从推重比的角度看,美国的F135可以说是当之无愧的王者,据悉,F135的推重比高达11:1,这几乎是所有在役军用涡扇发动机中最高的。
如此惊人的推重比,使得F—35能够轻松实现超音速巡航,这是第四代战机都难以企及的性能。
反观俄罗斯的AL—41F1,其推重比虽然也达到了10:1,但与F135相比,还是稍逊一筹,这也就意味着。
F-35
苏—57要想在超音速巡航上与F—35一较高下,就必须在气动设计上做出一些弥补。
当然,推重比并不是衡量发动机性能的唯一标准,燃油效率同样是一个重要指标,它决定了战机的航程和滞空时间。
在这方面,F135可谓是独占鳌头,得益于先进的高温涡轮和风扇技术,F135的燃油效率非常出色,这让F—35能够执行远距离的战斗巡逻任务,而无需过多依赖空中加油。
相比之下,AL—41F1虽然采用了先进的镍基高温合金和自适应循环技术,但在燃油效率上还是要略逊一筹。
至于WS—15,由于还处于研发阶段,其燃油效率还有待检验,不过考虑到中国在太行系列发动机上积累的丰富经验,相信WS—15的燃油效率应该不会太差。
除了性能指标,发动机的可靠性和维护性也是评判其优劣的重要因素,毕竟,再先进的发动机如果经常出现故障,或者维护起来非常麻烦,也会大大影响战机的作战效能。
纵观中美俄三国的航空发动机技术,我们可以看到一种“你追我赶”的竞争态势,从F135到AL—41F1再到WS—15,每一款发动机都代表了各自国家的最高技术水平。
F135实验
它们或高推重比、或燃油经济,或维护简单,各有千秋,难分伯仲。
从J—20的服役到WS—15的研制,中国航空工业正在加速追赶世界先进水平。
用不了多久,当WS—15最终装备到J—20上时,中国的航空发动机技术就将迈上一个全新的台阶。
到那时,J—20将能够在“心脏”的有力支持下,与F—22、F—35一较高下,中国的航空工业,也必将以一个全新的姿态屹立于世界之林。
-<结语>-
总之,通过对比F135、AL—41F1和WS—15这三款发动机,我们可以看到中美俄三国在航空发动机技术上你追我赶的竞争态势。
目前,美国和俄罗斯在整体技术水平上还是要略微领先,但中国正在加速追赶。
相信随着WS—15的研制成功与装备,中国的航空发动机技术一定能够迎头赶上,助力歼—20在未来的空战中赢得制空权。
一个航空强国的未来,正在中国航空人的手中一点点成型,让我们拭目以待。
歼-20
首先作者不够严谨,中国的涡扇15已经装到歼20上了,希望好好做做功课,再写文章吧
这些都不是最终解,一架歼10带4架高超音速无人机作为僚机,覆盖13万平方公里,再想想那点推力还有啥用?