歼20换装我国的国产涡扇15有多大的性能提升?

随着中国歼-20战斗机的服役,人们不断关注这款飞机的各种性能表现。而其中一项关键的技术升级是歼-20的动力系统。由于歼-20需要具备超音速巡航和隐身能力,因此需要配备先进的涡扇发动机。最近传出歼-20开始换装国产涡扇-15发动机,这引起了人们的高度关注。


那么,相较于之前的发动机,国产涡扇-15带来了多大的性能提升呢?根据相关报道,国产涡扇-15的推力大约为18吨,比之前的发动机提升了近40%,这为歼-20的性能提升打下了坚实的基础。


首先,国产涡扇-15的推力提升意味着歼-20可以更快、更高地飞行,这将大幅提高歼-20的战斗半径和作战效率。其次,涡扇-15的燃油效率明显提高,可以提高歼-20的航程和耐力,同时降低使用成本。此外,涡扇-15采用了先进的复合材料和先进制造技术,可以大幅降低发动机重量,提高歼-20的机动性和隐身性能。


然而,国产涡扇-15也存在一些挑战。首先,国产涡扇-15是一款全新的发动机,需要经过长时间的验证和试飞才能达到稳定和可靠的水平。其次,涡扇-15的制造难度和技术含量较高,对于我国的航空工业而言,还需要进一步提高制造水平和技术能力,才能保证涡扇-15的质量和可靠性。


总体而言,歼-20换装国产涡扇-15带来了显著的性能提升,但也面临一些挑战。对于我国的航空工业而言,这是一次重要的技术攻关和实践,也是我国实现航空强国的重要里程碑。我们期待歼-20搭载国产涡扇-15在未来的战斗中展现出更强的作战能力。




从歼20已经开始大规模生产的现状来看,或许歼20不会再等待涡扇15了。原本属于歼20御用发动机的涡扇15,已经因为性能达到其最初设计要求的涡扇10C来取代。而涡扇15这个即将参军的新兵,或将被赋予新的性能再次踏上新的研制征程!

涡扇10C的性能达到涡扇15设计指标的90%,足以满足歼20的使用。

航空发动机,作为战机的心脏,对我国的航空工业来说总是姗姗来迟,总会慢那么一步。我们为歼10配套研发的涡扇10,因为航发工业底子比较薄弱,从上世纪八十年代研发,到真正可以加入空军,用了三十年。一代人为此付出了一生的青春。好消息是我们总算赶上来了,而且涡扇10的起点非常高,虽然一开始定型有这样那样的问题,但是作为大推力涡扇发动机,涡扇10最终还是迎来了真正性能完善的那一刻,这时候经过多年完善的涡扇10,突然成为了一款性能快要比肩美制F119的航空发动机,这时候的涡扇10,已经足以满足歼20所有性能的发挥。

今年年初,成飞对外宣布,歼20已经满足了所有四代机(我国称为四代机)的性能标准。这句话的背后所折射的,主要是歼20换装了新的发动机,可以满足超音速巡航以及超机动等需要强劲发动机才能得到提升的隐身战机性能!

珠海航展以后,成飞再次对外宣布,将成立五个一对一接装团队,对五个部队同时供应歼20战机。这些信息背后直接指向了歼20开始大规模生产的暴兵阶段。而我们等了那么久的涡扇15,始终没有传出定型交付的信息,这说明歼20所装配的发动机并不是涡扇15,而是涡扇10的最新改进型涡扇10C或者涡扇10CG!根据网上的消息,涡扇10C的性能,已经基本达到了早期涡扇15的性能参数标准,可以作为歼20的发动机机型大规模的生产!

涡扇15的性能设计参数如下,中间推力10.4吨,加力推力15吨。推重比9.最新的涡扇10C的性能参数如下,中间推力,接近10吨,加力推力14.5吨。有说涡扇10CG的加力推力将近16吨,根据加力推力对于发动机性能的提升参数,如果后一个标准成立,那么涡扇10C的中间推力将超过10吨。前面一个数据推重比是8.8,后面数据的推重比高达9.4.很显然,军事专家傅前哨所说,涡扇10的最新改进型的性能已经达到了涡扇15设计指标的90%,前面数据更可信一些。目前涡扇10的中间推力在10吨以下,加力推力是14.5吨,而推重比在8.8到9的样子!

涡扇10在2004年定型的时候,还非常不成熟,到今天大约18年的时间,已经改进到了涡扇15的技术水平了。可见这是一款潜力非常大的飞机。我国军工素有精益求精的优良传统,这一点从30年持续改进歼8战机就可以看出这套对于军工发展的严苛态度。歼8飞机在定型的时候,还是一款没有安装雷达的,只能进行格斗空战的高空高速飞机。持续改进了多个型号直到歼8F,却具备了和早期F16以及幻影2000一战的能力。从这里可以看出,我们的航空工业对于装备的潜力会去倾力挖掘,涡扇10经过将近40年的研发,性能上赶上来也不是没有可能的事情!

说到这里依然会有人抬杠说,涡扇10发动机即便是达到涡扇15的性能水平,依然对美国的航发有落后,尤其是落后于F119,F135。这也就代表着歼20的飞行性能落后于F22,F35。对于这种武断的论调,我建议您去看一下歼20气动方面对F22有多大的提升再来反驳!

涡扇15既然已经有了替代者,那么科研工作者可能会以涡扇15为原型,研发我们自己的自适应变循环涡扇发动机!

现代航空发动机,都是基于某种性能要求,设计的固定性能参数的航空发动机。虽然发动机推力和推重比越来越大,但是因为存在固定参数的问题。要么高性能发动机油耗大,要么油耗小的发动机推力达不到要求。为了改变这种限制,美国率先开始了自适应变循环发动机的研发,目前已经取得了成功。目前其正处于最后的定型阶段,算是领先世界十年的产品。

所谓的变循环发动机,主要是美国涡扇发动机在走到瓶颈之后,研发的下一代涡扇发动机。这种发动机可以根据不同的任务需求,满足不同发动机参数的性能输出,可以兼顾油耗低,推力大,推重比高等多种任务段的参数需求。这主要是因为F119这款极小涵道比的发动机的性能已经发挥到了极致,如果再发展下去,外涵道就没有了。变循环发动机的工作原理是根据不同的任务需要,自主适应环境需要并变换发动机的涵道比,涡轮前温度,增压比和空气流量等参数,为飞机作战提供更加多样的性能选择。这种发动机的好处是,既省油,又可以满足高推力推重比的需要,这种需求在以往的发动机上是不可能实现的,但是现在随着技术的发展,变循环发动机却可以实现!

假如战机在起飞到飞行去战场的巡航阶段,变循环发动机可以以最大外涵道进行工作。这时候的空气流量较小,涡轮前温度也不高,这种工作状态下,飞机发动机会非常节省燃料。一旦战机赶到战场需要发动机发挥更好的性能,则可以将涵道比变到最小,这样飞机以最高速度飞行,同时涡前温度提升,增压比达到最大,有利于战机在战场上的机动和快速反应。根据美国的测算,采用自适应变循环发动机的六代战机,航程甚至比三代机还要提升35%,燃油消耗减少25%,发动机推重比最大可以达到15,这是现代所有航空发动机都无法达到的高度!如果同样起飞重量的战机,可以减小油箱容积以增加作战航程和载弹量,也可以通过增加油箱容积的方式来增加战斗机的作战半径,届时战机的作战边际会再次拓展!

当前美国已经研发成功的XA100自适应变循环发动机,基本上处于装备空军的边缘了,也就是说,美国第六代战机的发动机研发基本已经完成了。

咱们的歼20已经研发成功,接下来的任务,无疑是加快六代机的研发。从我国装备的发展惯性来看,六代机的预研估计十多年前歼20研发的时候就已经开始了。这时候应该已经完成了设计的最后阶段了。相比于五代机的4S性能要求,六代机的性能要求是4H,H是取得HIGH单词的首字母,意思是为了获取比隐身战机4S性能更上一层楼的性能标准。比如更强的隐身性能,更快的超音速巡航能力,更强的战场态势感知能力以及更强大的超音速机动能力。这对于发动机的性能提出了更加严峻的要求,也只有自适应变循环发动机能够满足这种战机的作战要求!

我们的涡扇10既然已经可以满足歼20的使用,开始了大规模的生产。涡扇15原始的设计就没用了。接下来,涡扇15应该是朝着更高的目标重新出发了,而这个目标,就是下一代战机所需要的自适应变循环发动机!很多人其实挺担心涡扇15的研发进度是不是能够赶上六代机的研发进度的问题,因为涡扇10的研发进度落后于歼10战机,涡扇15的研发进度明显的落后于歼20.如果再把涡扇15变身成为新的变循环发动机,是不是现在开始有点晚呢?我想大家应该不用过于担心这个问题,因为自适应变循环发动机本身对于性能的提升要求已经不高了,只是要求发动机能够具备省油和高推力两个指标,这就是说,核心在于变换涵道比和涡前温度。也就是说将早期的大涵道比涡扇发动机和后来研发的小涵道比涡扇发动机合二为一。这对于航发的进步应该是相对比较容易的!

咱们的涡扇10的研发用了20年,涡扇10的改进用了18年,前后差不多四十年的时间才成熟。大家因此担心我们的涡扇15变循环发动机跟不上进度。其实最难的,往往就是最开始的。我们涡扇10的研发是我国第一款涡扇发动机,就像歼8飞机是我国第一款高性能飞机的研发一样。只要完全走过了一个研发流程,新装备的研发速度就会大大加快!咱们的歼8飞机研发成功用了15年,如果算上后来的改进,用了37年。歼10战机的研发用了大约12年,算上后期的改进,用了22年,研发时间减少3年,整个进度加快了15年。到了歼20,从首飞到定型,只用了7年,到改进完成大规模生产,用了9年,时间又加快了13年。

涡扇10研发之所以慢,主要的原因是我们第一次跟进涡扇发动机的自主研发,时间较慢。这中间走了很多的弯路,到了涡扇15的研发,中间的弯路就可以避开,所以我们看到最早2018年就传出涡扇15已经研发接近完成的报道!这时候,涡扇10C的改进也差不多完成了,当我们回过头来发现,涡扇10的最新改进型已经足以满足歼20对发动机的要求,所以涡扇15就没必要快速定型了。接着搞下一代的变循环发动机,为六代机研发新的发动机的任务成为了比涡扇15定型更紧迫的任务了,所以涡扇15的性能要求再提升,应该就是本着这个目标去的。从装备发展的速度来看,我们是越来越快,美国是越来越慢。现在我们实现了对美国五代机的并驾齐驱,未来六代机领域,我们可能将会一举摆脱落后的局面!说不定还会早美国一步搞出六代机呢!




不换涡扇-15,歼20也可以凭借吊打四代和四代半战机。但是遇到像Su-35这样带推力矢量喷管的战斗机,歼20狗斗应该是打不过的,只能是凭借隐身优势远就离狙杀。所以拥有推力矢量的发动机是必要的,这是歼20达到完全体的关键。

除此之外,歼20想和F-22同台竞技,也必须有涡扇-15。原因是:歼20和F-22都属于拥有较高超音速升阻比和过载能力的机型,也就是说二者都是为超音速格斗而生的。F-22在1.8马赫下依然能做出6G大过载机动,可见这款战斗机有多可怕,超音速下F-22打F-35和其他四代战机就像老鹰捉小鸡一样,小鸡显得是那么可怜弱小又无助。歼20也具备相同特性,外形设计已经表明它是为超音速而生的。

歼20的机翼后掠更大,整体锥角小于F-22,表明它非常重视超音速性能

F-22的二元推力矢量技术是实现超音速下大过载机动能力的一个关键


那么在超音速段,两者谁拥有更多的剩余推力,谁能做出更大过载的机动,谁的胜算也就越大。

所以涡扇-15对歼20的意义是不言而喻的,是歼20能否登上兵器排行榜之巅的关键所在。涡扇-15应该是一款推重比10一级,拥有推力矢量喷管的大推,这意味着歼20装上它可以较为容易地实现超音速巡航,矢量喷管可以通过偏转参与超音速下的配平,这样相当于其他翼面偏转角度变小,减少了迎风面,配平阻力将进一步减小。也就是说,不光是推力变大大了,阻力还变小了,用王司徒的话说就是:

实际上,歼20上矢量发动机已经是半公开的秘密,连杨伟院士接受采访时都没有否认这一点。珠海航展上的歼10B,就是歼20上新发的一个热身动作。

杨伟院士表示:矢量出来了就用到新飞机上,新飞机是啥?

飞舞的摩羯大佬创作的一副漫画,珠海航展我们看到的歼10B表演机,其实恰恰是给歼20矢量版热身用的




涡扇15是我国在研第四代航空发动机,正在实验阶段,关于它的性能,一直成为军迷网友们热议的话题。现在的歼-20,都知道,因使用的俄制AL-31M1发动机,性能并不能达到设计的技术状态,配套的涡扇15未好,作为骨干制空战斗机,要受到一定影响,比如能不能实现超音速巡航,发动机没有偏转矢量推力喷口,机动性会不会有所损失等等。其实现在的歼-20,我们可以成为歼-20A,完全可以满足于使用,有了即能先练起来,练习的不只是要熟悉飞机一部分性能,还有战术,还有体系间的协调等等,成熟起来的歼-20部队,今后歼-20B交付后,便能很快入手成军,推动我空军战力的提升。所以,装配了WS15的歼-20更佳,没有WS15,也可以满足作战需求,敬请放心。

歼-20的天空

在珠海,歼-20的飞行员说,一旦实现了超音速,天下就是它的了。怎么理解?网友们一个疑窦就是现在受困于发动机,还不能实现超音速。按照美国五代机划下的4S,我们隐身足够好,超信息优势也能跟得上,剩下两个S要勉强一点点。要如此琢磨,也不是不可以,我们可以思考美国两型五代机的技术,从入役到现在,技术状况不断,远未达到服役状态。技术进步有一个渐进的过程,都这样。F-22入役14年,至今仍在7000米以下飞行,F-35有960多项技术不确定,谁能想到正在大批量生产呢?总师杨伟给它写了一封信,把歼-20的情况已得足够清楚,不是吗?

威龙营空

以战斗的姿态,一次次呼啸而至,一次比一次听得更真切,实事就是,我们正式迎来了“威龙”当家的日子,即五代机时代。致于什么时候换装涡扇-15,已不用另行发布。毋庸置疑,什么时候听上一段WS15的广告会更精彩。话说涡扇10的推力达到了14.5吨,AL-31F-M1的推力达到了13.5吨,而涡扇15的推力要在18.5吨,与俄下一代“产品30”能持平。换装歼-20后,推力整整提高了5吨,可以想像得到,超巡能力1.8,更有网友测算最高速度达到了2.2马赫,就是相当了不起的一件事。




歼20搭载涡扇15之后将拥有更加优秀的超音速巡航能力,同时整机推重比提升,机动性能将再次上一个台阶。但是,咱们还应该看到,换装推力更大的涡扇15之后,歼20还有一个性能上的下降,那么这个下降具体是什么呢?我们接下来从发动机的角度为大家一一解析!

现在的歼20用的是什么发动机?性能是否达标?

咱们歼20试飞的时候用的是俄制发动机AL31,大家以此判断我国量产型歼20用的也是AL31,这种判断方法是不科学的,我们的歼20现在所用的应该是涡扇10的最新改进型,也是目前我国可以拿得出手的最好的发动机。至于为其配套研发的涡扇15,则另外又提出了更高的研发诉求,所以暂时还没有装备歼20.

为什么说现在我们没有再使用AL31作为歼20的发动机呢?这和我国战斗机装备数量有很大的关系。我国从引进苏27开始,引进的AL31发动机的总数量大概是1300台左右。这些发动机装备了我国500多架战机,其中三百架左右的重型双发战机和将近300架单发战机。型号应该主要是从俄罗斯进口和在我国组装的歼11,歼11B和苏30以及单发战机歼10A.目前储备的AL31系列发动机应该还有几百台,不大可能全部用完,这主要是因为这款发动机额设计寿命较短,战机全服役周期内需要更换。咱们的涡扇10可以代替AL31,性能上还有所超越,但是不能因为更换个发动机再将发动机安装的机体进行大规模的修改吧?所以,这些发动机大概率没有用完,而是储备起来预备这些早期飞机发动机的更换工作。早期我国从俄罗斯进口的苏27,苏30,机体寿命本身就不长,也就是3000小时就完了,所以发动机经过两次大修基本上可以撑到飞机退役,但是我国自主设计的歼10A战机以及一改过去苏联设计寿命短的缺陷,所以需要备份发动机。虽然我们有足够多的国产发动机,但是并不能拿来直接换,尺寸什么的对不上,所以还是需要用俄罗斯的发动机进行更换。

也就是说,我们在2016年之后生产的大部分战机,实际上已经开始使用国产发动机了。比如我们经常说的歼16,用的是涡扇10B,歼10C用的是涡扇10C,歼20目前用的到底是涡扇10C还是涡扇10的更好的改进型号不得而知,但是可以确定的是,肯定是涡扇10,而非涡扇15.今年初,成飞宣布歼20已经全部达到五代机的设计指标,说明歼20上换装了性能更好的发动机,根据坊间传闻,应该是涡扇10最新改进型涡扇10G,据说这款发动机的最大推力高达15.7吨,推重比9以上,可见我国再涡扇10的持续改进上取得了不错的成果!既然歼20已经达到了全部的设计标准,说明歼20具备了超音速巡航的性能,现在就算俄罗斯将他们的发动机卖给我们,也不能让歼20达到超音速巡航能力,所以说,肯定是国产发动机无疑!但是大概率不是涡扇15,原因咱们接着说

涡扇15是一款怎样的发动机?性能是否可以达到美国同类产品的水准?

首先,先来给涡扇15做个定位,这是一款我国为歼20配套研发的大推力涡扇发动机,研发的早期我国的涡扇10尚未达到可靠的性能,所以当时提出的性能指标并不高,最大加力推力14.5吨,推重比10以上。可是随着涡扇10的成熟以及持续改进,涡扇10都已经超越了这个性能指标,所以涡扇15的性能也随之提出了更高的要求。这也是可以理解的,毕竟咱们已经有了更好的,如果仅仅是为了歼20的应用,那么涡扇10的最新改进型足以达到要求,那么为什么还要性能更差劲的呢?

不过,我感觉涡扇15更高的性能要求主要集中在两点,一个是推力,另外一个是油耗。这是两个事关发动机的核心性能的指标。首先说推力,歼20的机体比F22更大,起飞重量和载油量都更多,所以涡扇15的推力不应该对标F119,应该比F119更大。毕竟F119的重量只有一吨半,就实现了15.5吨的推力,而涡扇15的设计重量是将近两吨,理论上设计推力达到20吨才行,但是目前美国的F135才实现了19吨的推力,所以这个是不现实的,我们最少追求的涡扇15的推力应该在18吨左右,这个目前我们还没有实现!

其次是油耗,发动机性能再好,但是耗油量太大的话,也不是一种完美的选择,所以尽可能地减少油耗是现代航空发动机的最好选择。航空涡扇发动机的油耗和涵道比有直接关系,涵道比指的是涡扇发动机内外涵道的进气量的比值.燃油经济性越高,越省油,就代表涵道比越大。其中的极端就是民航客机,涵道比高达10,几乎就跟螺旋桨飞机一样省油。但是涵道比大有个毛病,就是增加推力的同时,推重比会显著降低,所以第四代航空发动机的涵道比都往小了做就是为了追求更高的推重比。目前我们已知的三代涡扇发动机,比如我国的涡扇10系列,美国的F110系列和俄罗斯的AL31系列的涵道比都在0.5以上。而隐身战机F22配装的推重比10以上的F119的涵道比仅仅只有0.23。而F35装备的F135推力很大,但是涵道比非常大,达到甚至超过了三代发动机的水平,属于是通过牺牲推重比达到追求推力的目的,所以F35飞机飞行速度很慢,最大速度只有1.6马赫,而且不能超音速巡航,机动性也很差劲,这还是发动机增加涵道比导致的。

上面说了这么多,其实就是为大家展示了一个航空发动机设计的矛盾点。这个点简单说就是推重比上来了,飞机的涵道比就相应地下去了,油耗就上来了。而推重比小了,飞机省油了不少,但是飞机的整体性能就下降了。所以为了解决这个矛盾,研制出既省油又推重比小的发动机是非常困难的,如果涡扇15有突破,将是革命性的成就。不过现在来看,大概率是突破不了,我们只能找到最佳油耗和推重比的那个点,这需要大量的实验才能完成!

最后来回答题主的提问,装备涡扇15之后,歼20的机动性会有所上升,超音速巡航能力也将比现在更好,毕竟发动机推力大了。再一个,涡扇15是矢量发动机,尾喷口的设计也更加兼顾隐身设计,未来安装涡扇15的歼20后侧隐身效果应该有所增强,但是这并不是主要追求,有和没有真的影响不大。但是油耗肯定会比涡扇10要大得多,所以装备涡扇15之后一系列性能的提升将会带来一个非常致命的缺陷,那就是歼20的作战半径严重缩水。根据美军F22重型战机只有700多公里的作战半径推算,我国装备涡扇15的歼20作战半径大概率也不会超过1000公里,所以我们未来即便是涡扇15全部研发成功了,也不会全部换装涡扇15,只会保留一部分作为空优战机使用的歼20才会换装!其他装备涡扇10的将会向着多用途化改进!

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页面更新:2024-03-28

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