六代机发动机技术中美国同步领先,俄罗斯至今搞不懂
随着军用飞机的使用环境日趋苛刻,发动机已经成为未来研制作战飞机成功的关键。航空发动机制造商,正在成为上千亿军用战机订单背后的利益角逐者。研制第六代发动机,与现代战争对作战飞机的严酷要求紧密相连。一方面,战斗机要朝着多用途方向发展;另一方面,从低亚声速待机到高亚声速、超声速巡航机动,战斗机的飞行范围不断扩大。 航空技术被成为工业之花,航空发动机更被誉为皇冠上的明珠。制造一架现代化的飞机,它牵涉到航空理论、空气动力学、材料力学、飞机机体与结构设计、精密铸造与加工、特种焊接技术、电子雷达技术、飞控软件技术等等方面,没有强大的综合国力和科学技术作支撑,很难想象的。近几年快速发展的军民用飞机进一步凸显了中国航空发动机的滞后,因此加大投入成为必然的选择。
国外军事航空专家认为,中国的军事航空发动机水平总体比美国落后至少20年。所谓的20多年的差距,主要是按相近型号和性能来讲的。因为美国现在最先进的F119和F120涡扇机已采用了变循环、矢量喷管等技术,而国外的涡扇发动机是上世纪80年代前后列装的,我国的WS9于上世纪90年代末才研制成功,WS10于21世纪初定型,整体和国外这些涡扇机的定型时间相差约20年。但有消息称中国在WS10B、WS15A上,也有许多地方都采用了F119等发动机的设计理念和制造工艺,甚至有比他们更先进的理论创新。 上文提到的变循环发动机,是指在一台发动机上,通过改变发动机的一些部件的几何形状、尺寸或者位置,来实现不同热力循环的燃气涡轮发动机。变循环发动机目前主要的研究方向是改变涵道比:在爬升、加速和超声速飞行时减小涵道比,以增大推力;在起飞和亚声速飞行时,加大涵道比,以降低耗油率和噪声。
美国于上世纪70年代开始加大力度研究军用变循环发动机。GE公司研制了从YJ101第一代变循环验证机到GE21、GE33即后来的YF120,以及可控压比发动机等一系列变循环预研验证机。尤其是YF120还参加了美国第四代动力的选型,是世界上第一种经飞行验证的战斗机用变循环发动机。YF120在F-22项目中竞争失败后,在其核心机基础上衍生了常规循环涡扇发动机F136。 在美国媒体看来研发先进的变循环航空发动机难度对中国是不可想象的。不过中国专家指出,在二十年前,美国设计飞机也没有实现全数字化辅助设计,更没有实现电脑全息3D建模。而现在这方面的科技水平,中美的技术水平已经在在伯仲之间。在先进的巨型计算机仿真模拟试验、先进航空理论的创新、钛合金精密加工技术、3D激光打印异形件整体一次成型技术方面.中国和美国为首的西方发达国家是旗鼓相当的,甚至个别方面还实现了超越。
媒体分析称,从中国空军未来型号发展对于航空发动机的需求来说,类似YF120的变循环涡扇发动机能够提供更大的高空、高速推力,可以有效提升作战飞机的超巡、拦射能力,同时能够提供更经济的中低空、亚音速耗油率,对于提升作战飞机经济性有明显帮助。从未来民航客机的发展来看,未来的洲际超音速客机同样需要变循环发动机来提供持续超音速飞行能力,亚音速客机更是对于单位油耗相当敏感,因为这关系到民航公司的运营成本。因而,我国从事变循环发动机的科研、军事、商业价值非常巨大,可以有效提升我国的综合国力和竞争力。 结语:据中航发动机公司2012年底透露,中国已经在研究国产变循环发动机,有着相应的计划来研究未来先进发动机。中国发动机研制是生产一代、研制一代、预研一代、探索一代。他还透露,中国发动机研制的技术目标时间表已经排到了2030年。这是中国航空工业第一次正面证实中国已经开始变循环航空发动机的预研工作,意味着在航空动力的前沿领域,中国与航空技术最先进的美国已经基本处于同样的起跑线上,并将自己军事航空工业老师并在普通涡扇机技术上原地踏步的俄罗斯甩在身后。 |