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时间:2020-08-02 10:07来源:东方新观察 作者:中国航空 点击:
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  说起航空发动机的发展,中美曾经最大的差距,是在研发模式上。




  我国航空发动机的研制,是先飞机后发动机,发动机的研制往往是在飞机研制型号确定后才开始的;而美国是先发动机后飞机,当研制飞机时,早已有了可以选择的发动机。

  可以说,美国的研制模式是符合航空发动机的研制规律的,这是因为航空发动机的研制技术难度要比飞机高得多,研制的时间周期也比飞机长很多。

  两种不同的研发模式,产生的后果是截然不同的。我国往往因为飞机型号的下马,发动机便陷入绝境,最终夭折;相比之下,美国模式要好得多,即使某一两种飞机型号下马,也不能停止发动机的研制投入,日积月累,自然成为发动机强国。




  好在我国有关部门认识到了这一重要性,从原先把航空发动机当作飞机的一个重要附属部件进行研制,提高到航空发动机的重要性与飞机并驾齐驱、甚至还要高出一筹。为此,航空发动机部门已从航空部门独立出来,并专门成立“航空发动机与燃气轮机”重大专项,拨巨款进行研究。所以,我们有理由更乐观地看待我国航空发动机的未来发展。

  言归正传,话题回到本文的重点——WS-15发动机。






  大家知道,WS-15又叫“峨眉”,是我国隐身战斗机歼-20的标配发动机,官媒最早公开报道是在2017年,当年5月25日晚播出的央视《工匠之家》,披露了我国歼-20已经装备了国产发动机,而且节目最后还说,从第三代已成熟的发动机“太行”系列,跨越式发展到第五代“峨眉”发动机,令全世界为之惊叹。

  央视连“令全世界为之惊叹”的字眼都用上了,可见WS-15的性能确实非同一般。

  其实,这次央视报道中提到的第五代“峨眉”发动机,应该是第四代,即与美国普惠公司研发的F119和F135发动机,同属第四代;而之前的美国F110、俄罗斯AL-31,以及我国WS-10,则都属于第三代。




  关于我国WS-15与美国F119和F135发动机的性能,军事专家宋心之老师曾经绘制过一个表格。

  从上表的数据看,WS-15的加力推力和推重比已经与F119的量产型、F135 的原型在同一水平上,但与F119 的改进型、F135的量产型还有差距。

  F119的军用推力与加力推力的比值约为0.67,F135的相应比值在0.6-0.64之间,WS-15的比值在0.57-0.64之间,似乎装WS-15的歼-20战机,超巡能力未必好于F-22和F-35。实际上由于歼-20全机细长又采用鸭式布局,气动特性上跨声速阻力更小,超声速巡航升阻比更高。按照歼-20飞行员的反映,战机超声速飞行的特性十分出色,很大程度是由于歼-20气动外形设计优秀导致的。




  再看三种航发的涵道比,F135的涵道比是F119和WS-15的一倍还多。这反映出F135外涵道流量更大,航发直径更粗,其好处是更加省油,坏处是阻力更大,高空推力下降更多,对实现超声速巡航和高机动都不利。从这一点看,F-35更适合作为攻击机使用,并不适合做制空战斗机。

  最后再来看一下涡轮前温度。涡轮前温度是航空发动机先进程度的一个重要指标,在航空发动机涡轮和风扇设计水平相同的前提下,涡轮前温度每提高100°K,推力增加15%。可见涡轮前温度与发动机推力有很大关系。



 
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