軍工及時出手:國產六代機獲突破,發動機不怕「卡脖子」!
近日,國內軍事雜誌《兵工科技》透露重要信息,軍工科研單位已經在多項可用於六代戰機的分系統研發項目上取得突破,其中包括變循環發動機、新型綜合航電系統和太赫茲雷達等關鍵性技術。需要指出的是,這裡所說的六代機,按照我國戰機劃代規則應該指的是五代機,也就是緊接著四代隱身戰機殲-20的下一代戰機,因此本文還是稱之為五代機。《兵工科技》披露的國產五代機這些分系統研究的突破,其實在今年早些時候已有公開信息出現。
殲-20總設計師楊偉當時向央視透露,2035年的殲-20戰機不但會成為空軍的主力和骨幹戰鬥機,還會承擔起驗證國產五代機部分技術的重任,其中就包括可能換裝變循環發動機。
《艦船知識》發布的殲-20國產發動機版原型機照片。感謝作者:程非
所謂變循環發動機,是指一種多設計點發動機,通過改變一些部件的幾何形狀、尺寸或位置,調節發動機熱力循環參數,改變其循環工作模式,使其在各種飛行情況下都能工作在最佳狀態。由於變循環發動機能以渦輪模式、渦輪風扇模式和衝壓模式等多種模式工作,因而在亞音速、跨音速、超音速和高超音速飛行狀態下都具有良好性能。
國產變循環發動機的公開信息最早出現在2012年國內航展上,當時的中航發動機副總裁透露,軍工科研單位啟動了變循環發動機研究。不過在同一年,美國的自適應變循環發動機(AVET)已經開始實測。一個是項目剛啟動,一個是實機開始測試,對比之下一些媒體和業界人士不由擔心,發動機會不會再次成為六代機項目的「攔路虎」。更有航空專家認為,如果再不奮起直追,在新一代發動機上可能會落後對手超過40年。
F35戰機採用的F135發動機,新一代增推型已研發成功。
到了去年的一次國內航空技術展會上,有國內航發科研單位低調展出新一代發動機概念圖。當時發布的展會資料顯示,這種發動機「適用飛行速度3至4馬赫,飛行高度3萬米的戰鬥機」。這一指標顯然已經遠遠超過殲-20等國產四代機的技術需求,因此被專業媒體認為很有可能指的是國產自適應變循環發動機。
從這次《兵工科技》發布的消息來看,可能是國內科研單位經過五六年的概念設計,已對變循環發動機轉入正式設計階段,甚至可能進入了首台驗證機的生產組裝準備階段。這一研發進度確實比較快,但如果對比殲-20戰機配套發動機WS-15的研發進度來看,還不能對其過早表示樂觀。
殲-20新原型機試飛。作者:@酒色財氣呂洞賓
公開資料顯示,單台最大推力達15噸的WS-15發動機於2006年立項。現在時間已過去12年之久,WS-15發動機還處於測試階段,而且期間還進行了重大調整。如果對國產大推力軍用渦扇發動機的發展歷程進行梳理,會發現目前成熟度最高的仍是第三代發動機WS-10,也就是太行系列發動機。殲-20戰機在久等WS-15不至的情況下,目前換裝試飛的就是WS-10B發動機,單台最大推力接近14噸。
而美國研究機構給出的時間表,是在2025年前後推出單台推力達30噸的新一代軍用航空發動機。而美國空軍研究實驗室預計,自適應變循環發動機的燃油效率將比F-35戰機的F135發動機高25%,可以使飛機的作戰半徑增加25%~30%,續航時間增加30%~40%。
F-35隱身戰機。
如此比較來看,國產變循環發動機與國外同類項目的研究進度差距,似乎確實不如第四代發動機那麼大。但是自適應變循環技術還是得依託優秀的航空發動機才能充分發揮作用。所以在該發動機技術研究快速推進的同時,WS-15發動機的調整測試還是必須得加快再加快。楊偉總師透露,殲-20戰機全狀態版本將出現在2025年左右,其中一個重要方面指的應該就是WS-15發動機完成與殲-20戰機的裝機匹配。
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