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歼-20换发动机? “太行”是过渡,“峨眉”是未来

2017-09-13 13:44 科技日报 TF003

2017年9月13日讯,国产四代战机歼-20的发动机问题一直是广大军迷关注的热点话题。近日,一架喷涂黄装的歼-20图片在网络上曝光。有军事爱好者从发动机尾喷管调节片的外形结构分析,其用的不是以往的俄制AL-31F改进型发动机。此前也有媒体猜测歼-20已经采用了“峨眉”发动机,即涡扇-15发动机。那么,歼-20是否真的已经更换国产发动机了呢?

资料图 歼20飞机进行编队飞行

军事评论员程硕人告诉科技日报记者,“涡扇-15是歼-20的原配发动机,国人的确对其寄予厚望。如果涡扇-15装备歼-20,那么它应该具备了与美国F-22战斗机装备的F119发动机相当的推力,且涵道比小,高速性能好,能够让歼-20轻松完成超声速巡航的性能指标。而作为一款矢量发动机,涡扇-15也必定会让歼-20本就强劲的机动性能更上一层楼。不过,根据目前披露的照片,发动机并不具备矢量喷口,所以应当不是大家期待的‘峨眉’”。

用AL-31F是“小马拉大车”

一直以来,网传歼-20最初装备的是俄制AL-31F航空发动机。AL-31F是由俄罗斯研制的带加力燃烧室的涡扇发动机。苏-27著名的“眼镜蛇”机动飞行动作就离不开“幕后英雄”——AL-31F。这种发动机尺寸小、推力大、稳定性高、维修简便。为了适应中国战机的需求,我国在引进这款发动机后,进行了多次改进。

几年前,媒体在报道空军5719工厂先进事迹时指出,该厂自主创新了21项具有国际先进水平的三代飞机发动机关键部件再制造技术,突破了由少数西方国家对航空发动机再制造技术的垄断,使空军三代战机的发动机寿命从900小时延长到1500小时。

普遍分析认为,这个改装的发动机就是俄制AL-31F。

程硕人指出,“使用于歼-20上的AL-31F发动机均经过5719厂的再制造环节,应该不仅限于延长寿命。经过再制造以后的发动机,加力尾喷火焰呈纯蓝色,与再制造前蓝橙相间颜色火焰的温度相比有较大提高。不过即便经过了再制造,其性能也距离真正的四代发动机仍相差甚远。初期批次的歼-20仍然面临动力不足的问题,难以发挥机体平台本身的最大潜力,的确是‘小马拉大车’”。

战机换发堪称“伤筋动骨”

“作为我国军事现代化的重要一步,歼-20如果继续使用俄罗斯AL-31F发动机,无论在技术上还是现实中都是不合适的。”程硕人指出,AL-31F是俄罗斯礼炮厂的产品,近年来该厂处于技工更新换代的阵痛期,在质量和产量上都难以满足歼-20的高要求。同时,AL-31F发动机的采购价格也水涨船高,从最初的300万美元已经升至最高500万美元以上。在这两方面因素的综合作用下,我国寻求替代方案也是顺理成章。

“此外,作为我国空军未来二十年的主力装备,在‘国货’堪用的前提下,继续沿用外国发动机显然不是一个好选择。”程硕人说。

然而,有媒体也指出,为一架已经实现设计定型并批量装备部队的战斗机更换另一种完全不同的发动机,没有想象中的那么简单,历史上也不乏失败案例。

对此,程硕人指出,由于原始设计的区别,每一款发动机所侧重的性能都有所不同,此外进气流量、燃油效率(油耗、航程变化)、重量差别(对飞机重心产生影响)也会给换发之后的飞机带来不确定性。

“这之中最重要的因素就是进气流量。”他举例道,以F-16战机为例,美军为F-16配备了F100和F110两款发动机,并要求尺寸、重量、推力都几乎一致。即便已经如此相似,但F100版F-16和F110版F-16的进气道却仍有很大区别。这个例子充分说明了更换发动机“伤筋动骨”。

换装“太行”仍属替代方案

那么,如果歼-20换装发动机,国产发动机在性能上应该满足哪些要求呢?

程硕人认为,从技术性能方面来说,以F-22、F-35为代表的第四代战斗机更侧重超音速阶段的性能。而新一代的战机对于发动机性能自然有更高的要求,不仅要求推力更大,同时也要求重量较轻,所造成的结果就是推重比的增加。适配四代机的发动机原则上推重比要达到9,理想情况是10以上,要比传统三代机发动机的7—8强上不少。

然而前述分析也指出,此次歼-20换装的发动机不太可能是“峨眉”发动机。对此,程硕人分析认为,“综合网图分析,我认为这应当是对高速阶段性能有所优化、不同于以往的新型‘太行’发动机。由于基础设计的缘故,原本的涡扇-10‘太行’发动机更侧重于亚音速阶段的性能,高速阶段性能衰减相比于AL-31F较大,因此歼-20在试飞阶段使用AL-31F是比较合理的选择。经过改进的新型‘太行’发动机或许已经解决这个问题。此时替代AL-31F显得顺理成章”。

“太行”发动机是我国首个具有自主知识产权的高性能、大推力、加力式涡轮风扇发动机,它结束了国产先进涡扇发动机的空白。然而,这款发动机毕竟不是为四代机专门配备的,换装新型“太行”依然解决不了歼-20的动力瓶颈,只能作为AL-31F的替代方案。未来,还是会采用专门为四代机研制的小涵道比推力矢量涡扇发动机——“峨眉”。

“之所以选更换改进后的‘太行’发动机,而不是为歼-20配套的‘峨眉’,应该是正在研制过程中的‘峨眉’技术还不够成熟。这是一个过渡方案。”程硕人说,“未来若我国实现了‘峨眉’发动机的国产化,就可以避免受制于人,并显著增加各种新型战斗机的产量。”

(原标题:歼-20换发 “太行”是过渡,“峨眉”是未来)

 

来源:科技日报

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