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歼35发动机曝光,力敌美军F35发动机?中美航空发动机差距多大

军事热搜 作者:互联网收集 热度:1099

歼35发动机曝光,力敌美军F35发动机?中美航空发动机差距多大

最近国产发动机喜报频传,作为我国第五代战机,也是世界上唯一一款双发隐形舰载机的歼35,终于迎来专为它研发的涡扇19发动机,其满足需求率已经超过90%,试制周期缩短了25%,整体进度有望提前,这款发动机的性能如何?它和美国的差距还有多远?

歼35的前身是由沈阳飞机工业集团全资研发的FC31项目,所以它一开始使用的是俄罗斯产的发动机。

美军中等推力发动机

而后它的气动布局发生了重大变化,研发团队将其调整为水平垂尾后移的模式,在这种情况下,为了提高它的机动能力,就需要更换推力更大的发动机。

再加上我国在航空发动机领域的技术水平日新月异,使用国产发动机更有利于歼35的后续发展,以及减少对进口发动机的依赖。

所以涡扇19发动机应运而生,它是我国专门针对第五代战机所研发的中等推力发动机。虽然我国之前为了满足大型无人机的动力需求,已经成功研发了涡扇13这等性能优异且寿命达到2200小时的中等推力发动机,但它的推力最大只能达到9吨,推重比7.8,大修间隔810小时。

即使是涡扇13的最新改进型涡扇13E,它的最大推力也只有9.5吨,推重比8.6,对于歼35而言还是稍显力不从心。

而涡扇19诞生后,它的最大推力可能会超过10吨,在性能上远超涡扇13,为日后歼35量产打下坚实的基础。

它除了是歼35研发历程中的重要里程碑,还将对我国今后的隐形无人机和中程僚机的发展产生重要影响。

实际上,一款战斗机的性能是取决于它使用的发动机。发动机能推动多大的平台,战机的设计师才能在这个平台上勾勒相应的气动布局。

例如,想要战机具备高空高速的性能就要用小展弦比加三角翼,想要拥有亚音速格斗的优势,就要用中展弦比,可以搭配固定或是可动边条,采用鸭翼、尾翼还是三翼面,近距耦合还是远距耦合,就各取所需了。

如果要同时满足既能飞高速又能飞低速的要求,可以尝试变后掠翼。而这一切的前提都来自战机使用的发动机能有多大推力和推重比。

由于我国在过去很长一段时间都没能掌握航空发动机的核心技术,国产发动机的研发进展缓慢,导致我国新型战斗机的发展受限,而涡扇系列的崛起意味着我国战机的机型研制将进入一个全新的阶段。

说到国产航空发动机的发展史,首先要明白的一点就是什么是航空发动机?它又有什么分类?有哪些应用?

它顾名思义就是为飞机飞行提供动力的一种高度复杂和精密的热力机械,它除了是飞机的心脏,还是促进人类航空事业发展的重要推力,航空史上的每一次重要变革都与其技术进步密不可分。

航空发动机经过百余年的发展,已经衍生出涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机、冲压式发动机和活塞式发动机等多种类型。一般战斗机使用的都是涡喷或者涡扇发动机。

涡喷发动机诞生于20世纪30年代后期到20世纪40年代初的英国和德国,它由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。战斗机使用的发动机在涡轮和尾喷管间还设置了加力燃烧室。


可以把涡喷发动机简单理解为一个烧燃油的电吹风,在低速情况下它的耗油量大,效率低,使得飞机的续航里程变短。

这虽然对执行防空任务的高速战斗机影响不大,但对于追求经济性的亚音速民用运输机而言,就变成一个无法妥协的缺点。

要如何解决涡喷发动机的这一问题呢?

歼35战斗机自曝光以来,关于它和美国F35孰强孰弱的讨论就不曾停止,最近更是因为歼35配套的涡扇19发动机有所突破,而让两款战机从比拼性能之比变成比拼发动机。那么歼35的国产涡扇19发动机能否匹敌美军F35的发动机?

在分析这一问题之前,先要了解何为涡扇发动机?它是人类为了提高涡喷发动机的热效率和推进效率而发明出来的。

涡扇发动机是在涡喷发动机的基础上增加了几级涡轮,并由这些涡轮带动一排或几排风扇。由此产生的气流分为两部分,一部分进入压气机,即内涵道;另一部分则不经过燃烧,直接排到空气中,即外涵道。

外涵道和内涵道的流量之比就称为涵道比,运输机一类的大型飞机采用的是大涵道涡扇,推力大,还省油,但阻力也大;而追求速度的战斗机则用的是小涵道涡扇。

这两者的区别简而言之就是一个粗一个细,风阻越大、飞机速度越慢,但也越省油。值得注意的是,目前世界上可以自主研制出三代以上的大推力涡扇发动机的国家只有美中俄。

美国F15和F16装备的F100及F110系列,俄罗斯苏27搭载的AL31系列以及中国的涡扇10系列。

而我国的歼35和美国的F35隐形战斗机都是采用涡扇发动机,它比同类发动机推力更大、油耗更少,大大提高了战机的续航能力以及拉长战时。

同时,由于涡扇发动机提供的动力更足,战斗机就可以做各种高难度的动作,例如灵活急加速旋转或者调头及拉升,战机的机动性更强。

美国F35的发动机F135,其核心结构是压气机、高压涡轮和低压涡轮,最大加力推力接近20吨,差不多是涡扇19的2倍,它的最大推重比达到11.47。

根据最新消息,F135发动机的最新增推数据已经达到了22吨,第三阶段的目标是30吨。F135发动机的成为全世界推力最大的发动机,而且具有大幅领先的优势。不得不说,美国在这方面还是很厉害的。

我国虽然在航空工业领域起步晚,又缺乏先天优势,但近两年进步神速,已经有三款发动机可以排到世界前十的位置,与美国的差距缩小到不足半代,这怎么能让美国不心焦呢?

像是我国的第五代矢量发动机涡扇15,它是在苏联的R79发动机上发展而来,并且新增了一百多项新技术。目前它能达到的最大推力在18吨,其总长不超过5米,属于体积较小的发动机。

此外,我们还研制出涡扇10B发动机,它有另一个更加耳熟能详的名字叫太行发动机。该款发动机可以与美国的F100发动机相媲美。

F100发动机由美国通用公司和普惠联合制造,其压气机总寿命达4000小时,高压涡轮的检修间隔为2000小时,综合性能不错。

与F100发动机“同病相怜”的太行发动机,一开始也是“机库皇后”,历尽20多年的艰难研发才最终成功逆袭,最大加力推力达到了14吨。

它的应用平台是安装了智能数字控制系统的歼11B战机,该系统能对发动机的工作情况进行及时监测和读取。入列至今,太行发动机一直都在稳定的正常运转和工作。

我国在发动机的装配上非常谨慎,一款研发成功的发动机先要用小批量进行组装实验,在无数次的飞行实践中比对参数、调整瑕疵,完善细节。

直到累积了足够的飞行年限和里程,确认技术成熟,没有任何安全隐患问题,才会作为成熟的发动机装配到量产的战斗机型上面。正因为如此,我国的战斗机安全性能才会优于西方国家。

到目前为止,太行涡扇10发动机已经在我国的歼11B双发战斗机和歼16战斗机上实现了量产使用。它还有升级型号涡扇10B,具备红外隐形喷口,安装在歼20和量产型歼10C上。

升级了发动机的歼35还能做哪些性能提升呢?

配套了涡扇19的歼35最让人期待的性能就是短距离垂直起降能力,虽然歼35目前仍不具备,但是种种迹象表明未来歼35的改进型号,应该会实现这一性能。

垂直起降究竟为何物?为什么西方先进战机都爱用它?

歼35早期原型机的座舱采用气泡式后翻座舱盖,让飞行员能有更好的全向视野,而后来歼35的座舱则是后翻式座舱盖,机背和座舱盖几乎齐平,阻碍了后向视野,飞行员像是被包裹在座舱中,这一点和美国的F35B战机有些相似。

美国F35B战机做此设计的原因是座舱后方要安装一台升力风扇,来满足垂直起降的要求,因而占用了战机宝贵的内部空间,也放弃了驾驶员的后视视野。

而目前不具备短距离垂直起降的歼35,则是为了扩大内部空间用于携带更多的燃油和电子设备,以获得更大的续航里程和作战半径,也方便后续改装成垂直起降板的歼35。

就因为这一点,美国媒体《1945》造谣称歼35不仅抄袭了美国F35B的外形,其核心技术也源于美国F35B战机。

我们还聘请了黑客盗取其大量机密文件,才使得歼35如此快就研制成功。为何美国对我国拥有垂直起降的战机如此忌讳?还气得跳脚呢?

因为使用垂直起降的战机可以在航母甲板破坏或者航母重伤、机场跑道无法使用等极端恶劣的战时情况下,依旧继续升空,执行战斗任务,适应能力极强。

世界上最先采用这种设计的飞机是英国的“鹞”式战机,如今美国也效仿英国,为F35研发出垂直起降版本F35B。

随后美军发现可以在其基础上将两栖攻击舰和隐身垂直起降战机相结合,搭建出一个“低成本航母体系”。

原本的两栖攻击舰只能为直升机提供平台,而现在具备了垂直起降性能的F35B隐身战斗机也能在两栖攻击舰上使用了,大大提升其战斗力。

就像美国的“的黎波里”两栖攻击舰,将其舰载机替换成具有垂直起降性能的F35B后,它就可以搭载20架该型号的战斗机,此时的战斗力足以与搭载24架歼15的辽宁舰航母比肩。

而且两栖攻击舰的成本比航母少得多,因此发展垂直起降战机就成了一个低成本增强海空实力的好方案。

而我国的歼35有没有可能成为垂直起降战机呢?除了机型改造外,还可以从发动机入手,例如使用涡轴发动机来驱动座舱后方的升力风扇。

F35B之所以能够成为垂直起降战机,全靠它单台推力达到18.5吨的F135发动机。凭借这一恐怖的推力,F35B才能通过传动装置来驱动升力风扇,同时配合可大幅变角的矢量发动机来实现垂直起降。

这对我们单台最大推力只有10吨的涡扇19来说 ,确实差距比较大。那还没有其他办法呢?涡轴发动机行不行?

涡轴发动机的最大优势是省略了发动机与升力风扇之间的传动装置,整个过程几乎不存在能量浪费。

我国比较典型的涡轴发动机是“彩虹”无人机上搭载的ASE100涡轴发动机,它的功率在1000千瓦左右,可以为7到8吨级别的双发和3到4吨级别的直升机提供动力。而且这还不是它的极限,据预测它最大输出功率可能会达到1200千瓦。

如果未来涡轴发动机成为研发重心,那么我们研制出可以驱动15吨双发战机的发动机也是意料之中的,而歼35用它来满足动力需求也完全有可能。

如果未来歼35实现了垂直起降性能,像075两栖攻击舰一类的水面战舰,它们的战斗力就会直逼辽宁舰、山东舰这样的传统中型航母,相当于中国海军在一夜之间将航母数量翻了一倍。

而且歼35毕竟前身是一款重型舰载机,无论在航程还是载弹量上,都能压制同为五代战机的F35。等到歼35大量入列海上单位后,中美两国在亚太地区的军事局面或许会被改写。

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