讓渦扇15回爐?推力趕上F119發動機,殲20御用發動機渦扇10C揭秘

在剛結束的第14屆珠海航展上,官方正式宣佈殲-20全面換裝國產渦扇-10C發動機,殲-20終於擺脫了最後一個限制產能的因素。而殲-20在珠海航展上令人驚豔的飛行表演也展現出渦扇-10C發動機效能的強悍。根據太行發動機發展規劃,渦扇-10C的最大加力推力為151。9KN(約15。5噸),達到了F-22A的F119-PW-100發動機的97。36%。考慮到我國在航空發動機領域長期落後於歐美的現實,這無疑是一個令國人振奮的好訊息。那麼渦扇-10C的綜合性能與F119-PW-100相比還有哪些差距,能否滿足殲-20的需求呢?以及網上流傳的渦扇-10C逼得渦扇-15回爐的真相又是什麼呢?

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作為渦扇-15發動機裝機前殲-20的御用發動機,渦扇-10C透過減小涵道比、提高渦輪進口溫度等方法大幅提升了推力,尤其是對五代機至關重要的軍用推力由渦扇-10B的92KN大幅提高到了103KN,達到了F119-PW-100發動機的98。13%。再加上殲-20細長的機身和較小的機翼展弦比帶來的超音速減阻效果,保證了殲-20擁有不遜色於F-22A的超音速巡航能力,以及遠超後者的超音速機動效能。

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雖然使用了部分渦扇-15發動機的技術進行了脫胎換骨的升級,但渦扇-10C畢竟是太行發動機的底子,因此與F119-PW-100發動機還是存在三方面的不足。

首先是材料和設計上的巨大差距。

F119-PW-100發動機採用了高強度阻燃鈦合金和單晶材料等先進材料,以及創新的3級風扇、6級高壓壓氣機和單級高/低壓渦輪的“3+6+1+1”結構,具有高推重比、小涵道比、高渦輪進口溫度和高節流比等特點。F119-PW-100發動機的渦輪進口溫度達到了1970K,與四代機戰機使用的發動機相比提高300K左右,提高渦輪前溫度是提高發動機推力和推重比最有效的手段,相關文獻表明,渦扇發動機的渦輪前溫度每提升100K,其最大加力推力就可以提升15%。並且渦輪前溫度越高,發動機的軍用推力也越大,而軍用推力的大小直接關係著五代機的超音速巡航能力。

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其次是在推重比和重量體積方面的差距。

在擁有與渦扇-10C相當的推力的前提下,F119-PW-100發動機在體積重量和推重比方面都具有更大的優勢。根據公開資料,F119-PW-100發動機長約4。826米,最大直徑1。13米,重1。360噸,推重比10。5。

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渦扇-10C發動機長度為4。95米、直徑1。16米,重量達到了1。938噸,推重比為8。僅僅兩臺發動機就讓殲-20的空重比F-22A重了1。155噸,而且巨大的發動機直徑還讓殲-20平白增加了不少飛行阻力。簡單來說,如果殲-20在研製之初就能夠擁有F119-PW-100發動機同級別的小涵道比發動機,那麼殲-20的機動性將能夠再上一個臺階(畢竟推重比更高了),並且超音速巡航速度也可以更快。

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最後就是發動機壽命的巨大差距。

F119-PW-100發動機的全壽命週期可以達到8000小時,首次大修週期超過4000小時。太行發動機家族裡目前壽命最長的型號是渦扇-10B,全壽命週期約4000小時,首次大修時間1200小時。渦扇-10C由於採用了犧牲壽命的方法來增加推力,因此其全壽命週期降到約3000小時,首次大修時間則依然維持在1200小時,兩項資料僅相當於F119-PW-100發動機的37。5%和30%。這意味著在同樣的使用時間裡,殲-20需要的發動機數量將是F-22A的近3倍。不過考慮到我國強悍的工業實力,渦扇-10C成本要比F119-PW-100發動機便宜很多,應該能夠抵消額外發動機帶來的成本。

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網上流傳有一種說法,那就是渦扇-10C出現後,由於軍用推力和加力推力都達到了渦扇 -15的標準,逼得後者不得不回爐再造,並將最大加力推力提高到180KN級別。這個訊息筆者認為就是個段子。首先,渦扇-15的難產更多是我國在高階航空發動機領域薄弱的基礎造成的,尤其是在材料和加工這兩塊與美國的差距最大,這一點從太行發動機堪稱艱難的研製歷程就可以看出來。

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並且渦扇-15的最大加力推力一開始就是18噸級。由於殲-20在研製之初沒有F-119-PW-100發動機這樣的小涵道比發動機可用,只能使用涵道比更大的俄製發動機,這就造成了殲-20的機身尾部尺寸比F-22A大不少,這也解釋了為啥殲-20從後面看非常不協調。

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最後,戰鬥機只要設計定型,氣動佈局等原始設計就不能動了,所以只能是渦扇-15按照殲-20的尺寸來設計,而不能按照渦扇-15的尺寸來修改殲-20的原始設計。這就造成了渦扇-15的尺寸和重量比F-119-PW-100發動機更大,而渦扇-15又是推重比10一級的小涵道比發動機,因此其軍用推力和加力推力自然也就比F-119-PW-100發動機大不少。