中国要多久能造出世界一流发动机?涡扇15问世后,能追赶上吗?

小鹏学长 2020-10-28 10:53:15

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文/李鹏森

谈到中国的航空业,中国人引以为豪的产品很多,歼-20,运-20,直-20,C919,甚至歼-16,歼-10 C都是极具突破性的飞机,可以说,中国航空业已经取得了许多突破性的进展,未来的发展前景十分光明。但是,说到中国航空业的航空发动机领域,中国人显然还不能以此为傲,中国航空发动机依然是国人心中“永远的牵挂”。

作为“飞机的心脏”,航空发动机的性能直接决定着飞机的速度、航程、机动性和可靠性。而发动机研发过程极其复杂,涉及到材料、理论、热力学、燃烧、流力、传热、气动力和工程控制等多个方面,几乎涵盖了整个工程领域。

据介绍,航空发动机的开发要经过多轮环节的设计,从设计、试制到试验,是一个反复反复的过程。通常一轮设计周期为2-3年,而试制周期也要一年半以上。

航空发动机是衡量一个国家综合科技水平和综合国力的重要标志。现在世界上真正能够自主设计和制造航空发动机的国家只有五个,这五个国家即美俄英法中,其他国家虽然有实力建造战斗机、运输机,但还没有航空发动机。

飞机发动机是影响飞机性能的关键因素,我国在相关方面的发展长期落后于欧美和俄罗斯,关键技术受制于人,我国的飞机也难以发挥其应有的性能。尽管近几年中国在航空发动机上投入了大量的资金,但取得的成效并不明显,关键技术水平与这些国家仍有较大差距。

近几十年来,中国不得不购买俄罗斯的一流发动机,即使二流发动机也照样购买。但是,俄罗斯从来没有向中国转让发动机的设计和制造技术,2013年,俄联合航空制造集团总裁波戈相就曾明确表示,俄从未考虑向中国转让俄制战机的发动机技术,中国对进口的俄制发动机也有一些研究,主要是基于自主研发,比如改进涡轮盘温度和制造工艺,将大修时间延长了三分之一,我们仿制了进口D-30KP-2发动机,搞出了涡扇18发动机。

为缩小航空发动机领域的差距,中国军工科研人员加快了研发步伐,在这几年的珠海航展上,不难看到国产发动机的进步。比如,歼-10 B型矢量发动机、长江-1000型大涵道发动机等。此外,我国早在2005年将航空发动机列为国家军工科研重大开发项目,仅用一年时间,就完成了多项航空发动机研究开发项目,据资料显示:我国在航空发动机方面,每年至少投资上千亿元,可见我国对国产航空发动机的重视。

事实上,中国现在可以制造国际一流的航空发动机了,比如国产的涡扇10和改进的涡扇10B发动机。事实上,由于各个层次航发领域的全面发展,中国已经成为世界航空发动机强国,我们只在一些特定领域与发达国家存在差距。与其它最先进的航发国家相比,也只是一、两个领域的领先。但是,在最顶级的军用大推力航空发动机方面,中国还差美国20年。

内燃机矢量推力技术是第五代战斗机的必备技术之一,f119采用二维矢量发动机,而俄罗斯su57采用的117 s内燃机是轴对称三维矢量发动机,目前我国正在歼10b战斗机上试验第一台三维矢量发动机,如果试验成功,将可用于涡扇15内燃机,届时,歼10b内燃机将成为先进的内燃机,具有强大的推力和矢量推力。

就发动机而言,F119-PW-100被美国F-22所采用,无疑是当今世界上最先进的产品之一。就当前的性能而言,涡扇15在设计和计算上已经直追甚至超过了F119-PW-100。整体而言,涡扇15与F119-PW-100相比,缺点应该是研发经验的不足,在实践中存在一定的不足。

WS15引擎最大的缺点是,它的寿命比美国的f135引擎要短很多,而美国的f135引擎可以使用4000小时。但是涡扇15发动机的寿命只有2000多个小时,这也是为什么直到现在我国还没有投入使用涡扇15发动机的原因。制约涡扇15发动机寿命提高的主要因素是其材料不够先进。但随着我国科研人员的努力,这些问题必将得到解决。届时我国航空发动机必将再次缩小与美俄的差距,让我们拭目以待!

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