美《空軍技術》:WS15即將量產,殲20完全版要上批量了嗎?

美《空軍技術》:WS15即將量產,殲20完全版要上批量了嗎?

這是WS10C還是WS15?

美《空軍技術》聲稱:殲20配套發動機WS15測試已經完成,即將進入量產。不得不說美弟這次猜測的還算靠譜。那麼WS15到底在哪裡?其實遠在天邊近在眼前。可能很多人會說這不是WS10C嗎?但是不要忘了,這是軍迷對這臺鋸齒形噴口發動機的稱呼,官方並沒有承認這就是WS10C。這臺發動機的編號更大的可能是WS15,至於是不是這個名稱我們就靜候官宣吧。

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這是AL31FN還是WS10B?

關於殲20的發動機,一直是網上爭議比較多的話題。早在2011年年底央視七臺就官宣了殲20試飛階段裝備的就是WS10B發動機。但是依然有很多人強行將這臺殲20試飛階段就在使用的發動機稱為AL31FN,一向比較顯擺的俄羅斯都沒敢這麼宣傳。不管怎麼稱呼殲20的發動機,WS15就要批次生產了,這是個極大概論的事情。早在2018年劉大響院士就清楚地講過,我國的第四代渦扇發動機將在四五年後定型。從時間上來看,正是現在。從2017年9月這臺鋸齒形噴口的發動機開始裝在2021號原型機上開始,到現在差不多剛好五年,也小批次服役考驗過,可以正式定型了,批次生產正當其時。殲20完全版批次生產的條件也有了。可以說這是我國航空發動機歷史上一個重要的里程碑。我國的航空發動機又向前邁進了一大步,即將正式跨入第四代發動機的時代。

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我國研製的五個量級的核心機的派生動力規劃

回顧我國軍用渦扇發動機研製的歷史,WS15可能是第一個完全獨立自主從核心機開始研製的航空發動機。雖然此前的太行發動機的核心機也是自研的,但核心機畢竟還是有參考其他國家的設計。WS15使用的核心機才是我們真正從頭開始研製的核心機。關於殲20的發動機,我們前面寫過的文章已經非常多了,我們今天就簡單做個回顧。我國曾經規劃過五個不同流量的核心機型號,除了上圖中的五個,另外還有一個35公斤每秒流量的核心機。圖上這個30公斤每秒流量的核心機就是WS15發動機的核心機,被稱為高推核心機。計劃應用於我國殲20的發動機上,這是我國首個第四代渦扇發動機,計劃推重比為十。

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2006年6月我國推重比10的發動機開始立項論證

但是我國研製第四代渦扇發動機的過程並不順利,雖然在2006年我國已經正式開始立項研製推重比為十的第四代渦扇發動機,但是此時高推核心機的高空臺測試並沒有完全達標。完全達標是2009年年底的事情了。所以直接研製推重比為十的第四代渦扇發動機就遇到了困難。但是殲20的研製等不起,於是就搞了一個過渡型號,這個就是WS10B,或者叫太行發展型發動機。也就是將太行發動機的核心機直接換掉,換上高推核心機。這樣實際上就是將高推核心機降級使用,技術指標比原計劃的指標要低一些。但是可以暫時迴避高推核心機沒有完全達標的問題,只使用已經達標部分的引數指標。這個可能就是太行發展型發動機為什麼不叫太行改進型發動機而叫太行發展型發動機的根本原因。

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太行發展型發動機

WS10B最終的技術指標深圳電視臺在2018年報道殲10C戰鬥機服役時提到過,軍用推力90千牛以上,加力推力144千牛。按照小涵道比渦扇發動機的涵道比推算,其軍用推力應該在97千牛左右。對於殲20來說效能雖然不及美弟的F119發動機,但是效能差距不是跨代的。其實從核心機上來說,WS10B應該算是準四代渦扇發動機。有優秀的氣動設計配合,殲20的綜合飛行效能仍然是超越F22的。WS10B裝備了J10C和殲16戰鬥機,不過沒有向量推力。WS10B的向量推力版本就裝備在殲20上,而且從試飛後期一直到殲20服役用的就是這臺發動機。

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殲20的發動機試飛階段就是有向量推力的 這個已經官宣過了

看到官宣殲20的發動機有向量推力,很多人就不再說殲20的發動機用的是AL31FN了,改成AL31FM1了。但是無論怎麼改,不管是AL31FM1也好,AL31FP也好,甚至是F117和F117S也好,其向量噴口和我們殲20的向量噴口結構都是不一樣的。維基百科上講的AL31FM2甚至沒有向量推力。

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這個型號是叫WS10C或者WS15其實不重要

WS10B雖然解決了殲20初始動力的問題,但是仍不是理想的動力,畢竟效能和F119還是有差距。作為我國最新的第五代戰鬥機,裝備部隊的時間比F22晚了近十年,在服役的中後期甚至要和第六代戰鬥機相遇。所以殲20的定位就不能是第五代戰鬥機而應該是第5。5代戰鬥機,最起碼飛行速度要能達到第六代戰鬥機的水平,這樣才能和第六代戰鬥機抗衡。於是就有了去年珠海航展上大家看到的這臺鋸齒形尾噴口的發動機。

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這臺發動機的涵道比大致在0。3到0。35的樣子

換了這臺發動機以後殲20的最大飛行速度大概在2。8馬赫,這個速度上海交大有位教授在網上曾說過。這個飛行速度基本上也就是第六代戰鬥機的最大速度了。因為速度再快,現有的複合材料體系就完全不能用了,所以第六代戰鬥機的速度最多也就這樣了。這個其實就是把高推核心機恢復到原計劃指標的型號。至於這個型號是叫WS10C也好,叫WS15也好都不重要,大家清楚高推核心機發展的路徑就可以了。

這臺發動機的軍用推力在105千牛左右,加力推力在155千牛左右。這些引數可能是早期的,最終數字可能在108千牛和156千牛的樣子。當然去年珠海航展上大家看到的這臺鋸齒形噴口的發動機是沒有向量推力的,主要是因為機身鋸齒和發動機噴口之間沒有足夠的縫隙,而噴口偏轉是需要配合間隙的。不過有向量噴口的版本已經試飛有段時間了,就是下面圖片上的這個。而這個向量推力版的發動機可能才是殲20完全版的動力。

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殲20可能在試飛向量推力版WS15

至於網上很多人說WS15推力在18噸甚至更大,那個估計已經是進一步改進的型號了。因為高推核心機原計劃最大推力175千牛,18噸已經有點超出了,需要在WS15上進一步擴大涵道比。

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高推核心機原計劃最大推力175千牛

這一點可以從加力耗油率上看得出來。因為有國內軍事專家講過,WS15的推力超過18噸,加力耗油率為1。98,而F119的加力耗油率為2。4,高了很多,如果不擴大涵道比這幾乎是不可能實現的。所以可以肯定這個加力推力在18噸以上的發動機應該是高推核心機第三階段發展的產物。其推重比估計在10。7到10。8左右了。但是這個版本的發動機應該不是殲20完全版的動力,因為涵道比擴大以後對於超音速飛行效能有負面影響的。這個版本估計是用在殲20雙座或者殲20殲轟改型號上的動力。關於我國高推核心機發展的歷程我們又回顧了一遍,我們稱其為WS15三步曲。前面其實已經寫過很多篇文章了,連結附後僅供參考。想看當年央視7臺視頻的連結也在後面。

殲20終極技術解析,紀念殲20首飛11週年

J20的過渡動力 | J20 VS F22 專題